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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum Behandeln
von Vorfall, abschnittsweiser Instabilität, spinaler Stenose, Skoliose oder
Kyphose durch Zusammendrücken
oder Verdicken der Bandscheibe. Die Erfindung schlägt weiterhin
eine Vorrichtung zum Fördern
der Annulusregeneration und Adhäsion
an der Endplatte vor, um die Heilung der dysfunktionalen Bandscheibe
und von Spondyolisthesis zu beschleunigen.
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Hintergrund, vorhandene
chirurgische Praktiken und frühere
Erfindungen
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Schmerzen
im unteren Rückenbereich
sind eines der verbreitetsten, kostspieligsten und schwächendsten
Leiden, die die Menschheit quälen.
Siebzig bis achtzig Prozent aller Menschen haben in ihrem Leben
zeitweise Rückenschmerzen.
Die Symptome treten im Allgemeinen bei Erwachsenen im mittleren
Alter gleichmäßig verteilt
auf Männer
und Frauen auf. Rückenschmerzen
infolge von Funktionsstörungen
der Bandscheiben sind jedoch bei Männern vorherrschend. Die Wiederkehrrate
von Schmerzen im unteren Rückenbereich
reicht von 20% bis 44% auf das Jahr bezogen und von 85% bezogen
auf die Lebenszeit (National Institute oder Health Guide, Bd. 26,
16, 16. Mai 1997).
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Schmerz
im unteren Rückenbereich
ist für Patienten,
unser Gesundheitsfürsorgesystem
und für die
Gesellschaft kostspielig. Für
viele kann keine Position ihre Schmerzen oder Benommenheit lindern, sogar
Bettruhe nicht. Das ist oft der Grund für eine verringerte Produktivität infolge
des Ausfalls von Arbeitsstunden, für eine Sucht nach schmerzlindernden Medikamenten,
emotionale Verzweifelung, verlängerte
Krankenhausaufenthalte, Verlust des unabhängigen Lebens, ungeplantes
Ausscheiden aus dem Arbeitsleben und sogar für einen finanziellen Ruin.
In jedem Jahr haben in den USA etwa 2% der Arbeitskräfte Rückenverletzungen,
die durch Entschädigungen
für die
Arbeiter in Höhe
von etwa 12 Milliarden $ abgedeckt werden, die 1994 direkt für medizinische Kosten
ausgegeben wurden.
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Hervortretende
oder gebrochene Bandscheiben
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Die
meisten Rückenschmerzen
werden durch eine fehlerhafte oder beschädigte Bandscheibe ausgelöst. Die
Bandscheibe besteht aus dem Nukleus pulposus (innerer Gallertkern)
und dem Annulus (bindegewebiger und knorpeliger äußerer Ring). Der Nukleus pulposus
ist in hohem Maße
gallertartig mit einer Zusammensetzung von 70 bis 90% Wasser, 25
bis 60% Proteoglykan (Trockengewicht) und 10 bis 20% Kollagen (Trockengewicht).
Die Funktion des Nukleus pulposus ist es, einem längeren Zusammendrücken während des
Tages standzuhalten und in der Nacht elastisch die Höhe wieder
aufzutreiben. Der Pulposus wird von Schichten des knorpelartigen Annulus
umgeben. Zusammen verhalten sich der Pulposus und der Annulus als
elastisches Kissen. In der Aufrechtposition drückt das Körpergewicht konstant auf einen
Stapel dieser Kissen, die abwechselnd in der Reihe der Wirbel angeordnet
sind. Während
des konstanten Zusammendrückens
verhält sich
der Pulposus in jeder Bandscheibe weiterhin wie ein Wasserbehälter, der
langsam und konstant zusammengedrückt wird und seinen Wasserinhalt durch
die mit den Endplatten verbundenen Wirbel abgibt. Dadurch verringert
sich über
den Tag die Bandscheibenhöhe.
Während
der Bettruhe drückt
der Körper
die Bandscheibe nicht mehr zusammen. Durch die wasserabsorbierende
Eigenschaft des Nukleus pulposus kehrt sich dann der Wasserfluss
von dem vaskulären
Wirbel in das Proteoglykan und Kollagen um. Dadurch wird die Höhe wiederhergestellt
und der Wirbel ist für
seine Stützfunktion
für einen
anderen Tag bereit.
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Mit
dem Altern und durch Degenerierung geht die viskoelastische Eigenschaft
des Nukleus pulposus von dem flüssigkeitsartigen
Verhalten zu einem feststoffartigen Verhalten über (Iatridis J.C. U.a., Journal
of Orthopaedic Research, 15:318-322, 1997). Unter dynamischen Bedingungen
zeigt der gallertartige Nukleus pulposus ein vorherrschend feststoffartiges
Verhalten mit Werten für
den dynamischen Modul von 7 bis 20 kPa (Iatridis, J.C., J. Biomechanics,
Bd. 30, Nr. 10, S. 1005 bis 1013, 1997). Dadurch verringert sich
sowohl die Elastizität
als auch die Höhe
der Bandscheibe.
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Vorfälle sind
am häufigsten
an den hinteren-seitlichen Bereichen der Bandscheiben zu verzeichnen.
Die Vorfallbereiche werden im Allgemeinen in drei Zonen unterteilt.
Der hintere Bereich, in dem sich das Rückenmark befindet, wird als
der zentrale Bereich bezeichnet. Benachbart zu den beiden Seiten
des zentralen Bereichs befinden sich die Eingangsbereiche, gefolgt
von. den Pedikel- Bereichen, die Ausgangsbereiche und die entfernten
seitlichen Bereiche. Vorfälle
an den entfernten seitlichen Bereichen, bei dem es sich um den zugänglichsten
Bereich handelt, haben die höchste
chirurgische Erfolgsrate.
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Einige
Ursachen, die zu den Schmerzen im unteren Rückenbereich beitragen, sind
klassifiziert. Typ 1: Intensive Rückenschmerzen betreffen Schäden an Bändern, Muskeln
oder sogar an den Wirbelendplatten durch körperliche Überlastung. Typ II: Organische
idiopathische Rückgratschmerzen
treten durch erhöhte
Flüssig keitsaufnahme
durch die Bandscheibe auf. Typ III: Die Unterbrechung der hinteren-seitlichen
Ringfasern reizt die mit dem Sakroiliak-Bereich, dem Gesäßbacken
und dem Oberschenkel verbundenen Nerven. Diese Situation kann sich von
selbst durch Reabsorption oder Neutralisation durch Phagozytose
der unterbrochenen Fasern auflösen.
Typ IV: Eine Reizung der Nervenwurzel durch Vorfall der Bandscheibe
führt zu
Ischias. Dieser Typ des Bandscheibenvorfalls wird herkömmlich chirurgisch
durch Gewebeentfernung, Chemonukleolyse oder durch perkutanes Sezieren
behoben. Typ V: Eine Nervenreizung durch Wandern von abgelöstem Bandscheibenmaterial
kann sich nicht vorhersagbar verschlimmern oder sie kann nachlassen,
Typ VI: Eine Ablösung
des Annulus und/oder des Nukleus in den Wirbelsäulenkanal oder in die Zwischenwirbellöcher führt zu Nervenreizungen
durch Entzündung, mechanischen
Druck, chemische Reizung, autoimmune Reaktion oder zu Kombinationen
der Reizerreger. Typ VII: Eine degenerierte Bandscheibe mit wesentlichem
Abbau der mechanischen Eigenschaften ist oft mit Schmerzen und Behinderung
verbunden.
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Die
am häufigsten
vorkommende Ursache für
wiederkehrenden Schmerz ist das Vorfallen oder die Herniation einer
Bandscheibe. Die herkömmliche chirurgische
Behandlung für
eine vorfallende oder hernierte Bandscheibe ist eine Reihe von Gewebeentfernungen,
Ausfüllungen
und Stützprozeduren: (1)
Laminektomie, Entfernung des hinteren Bogens eines Wirbels, der
einen Teil der hernierten Bandscheibe überdeckt, (2) Dissektion, Entfernen
der Bandscheibe, (3) Knochenentnahme, normalerweise aus dem Beckenkamm
des Patienten, (4) Einbringen des Spenderknochens in den leeren
Raum der Bandscheibe, (5) Abstützen
der benachbarten Wirbelkörper
mit Stäben,
Verbindungselementen, Draht und Schrauben, (6) Einfüllen von
Knochenzement in den Raum des Spenderknochens und, abschließend, (7) Schließen der
mehreren chirurgischen Stellen.
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Nach
einem chirurgischen Eingriff am Rücken können zahlreiche postoperative
Komplikationen auftreten. Die Hauptkomplikationen sind Lumbalvernarbungen
und Wirbelinstabilität.
Das Narbengewebe weitet sich aus und greift auf den Ort der Laminektomie
und die Zwischenwirbellöcher über. Darauf kehren
die Schmerzen wieder zurück,
was zu weiteren chirurgischen Eingriffen führt. Tatsächlich ist eine Wiederholung
von 10 bis 20% der Operationen sehr üblich. Leider sind die Erfolgsraten
von Wiederholungsoperationen oft gering, in einigen Fällen weit
geringer als bei der Erstoperation. Mehr Operationen führen zu
mehr Vernarbungen und zu mehr Schmerzen. Die derzeitigen Empfehlungen
an die Patienten sind, chirurgische Eingriffe zu vermeiden, es sei denn,
Schmerzen und Unannehmlichkeiten sind nicht ertragbar. Selbst für die glücklichen
Patienten mit langfristigem Erfolg nach Dissektionen, die zwanzig
Jahre zurückliegen,
zeigen ihre isokinetischen Testergebnisse Schwächen im Vergleich für Bevölkerungsgruppen
ohne Dissektionen.
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Es
gab und gibt ein wachsendes Interesse an effektiveren und weniger
invasiven chirurgischen Technologien am Rückgrat, um sowohl Trauma als auch
Kosten zu verringern. Die Hauptaufgaben der Chirurgie an vorfallenden
oder hernierten Lumbalbandscheiben sind (1) Druckentlastung der
betroffenen Nervenwurzel oder der betroffenen Nervenwurzeln, und
(2) Erhaltung der Rückgratknochen,
der Gelenke und Bänder.
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Chymopapain
ist ein Enzym, das verwendet wird, um den Nukleus Pulposus und die
viskose und einem Gel ähnliche
Substanz in dem zentralen Bereich der Bandscheibe abzubauen, wodurch
Platz für den
vorfallenden Teil der Bandscheibe entsteht, um ihn von der beanspruchten
Nervenwurzel wegzuziehen. Die Nadel für das Injizieren des Chymopapains wird
durch eine stereotaktische Vorrichtung genau in den mittleren Bereich
der Bandscheibe geführt.
Die Gesamterfolgsrate ist mit hohen 76% dokumentiert. Einige Patienten
sind jedoch gegenüber
der Behandlung allergisch und sterben an Anaphylaxe. Einige leiden
unter ernsthaften neuralgischen Komplikationen, einschließlich Paraplegie,
Parese, Gehirnblutungen und Querschnittsmyelitis.
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Die
perkutane Nuklektomie ist ein alternatives Verfahren zum Entfernen
des Nukleus pulposus ohne die allergische Reaktion von Chymopapain
und sie verursacht selten eine epidurale Vernarbung. Ähnlich wie
bei der Chymopapain-Injektion wird eine Nadel, gefolgt von einem
rohrähnlichen
Instrument, durch anteroposteriore und laterale Fluoroskopie geführt und
betätigt.
Der Nukleus pulposus wird dann mechanisch oder durch Vakuum entfernt.
Im Ergebnis dessen, wird ein Hohlraum in der Bandscheibe erzeugt
und der Vorfall verringert sich, ähnlich wie Luft, die aus einem
verschlissenen Reifen entweicht, mit der Hoffnung, dass der vorfallende
Bereich der Bandscheibe zurückgeht
und nicht länger
die benachbarte Nervenwurzel beansprucht. Diese Verfahrensweise wird
oft als eines der Druckentlastungsverfahren bezeichnet. Die entfernte
Menge des Nukleus pulposus ist jedoch als unbedeutend klein mit
unvorhersagbaren Ergebnissen und einer geringen Erfolgsrate dokumentiert
worden.
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Vor
kurzem sind mehrere Vorrichtungen (US-Patent Nr. 5,800,550, erteilt
an Sertich, 1998; US-Patent Nr. 5,683,394, erteilt an Rinner, 1997; US-Patent
Nr. 5,423,817, erteilt an Lin, 1995; US-Patent Nr. 5,026,373, erteilt an Ray
u.a., 1991) entwickelt worden, um den Zwischenwirbelraum zu stärken. Diese
Typen von Vorrichtungen werden häufig als
Rückgratkäfige bezeichnet.
Vor dem Einsetzen der Vorrichtung in die Bandscheibe, wird die betroffene
Bandscheibe mit den Bereichen des Wirbelknochens über und
unter der Bandscheibe ausgekernt. Normalerweise werden zwei Löcher an
jeder Seite der Bandscheibe für
das Einsetzen von zwei Rückgratkäfigen erzeugt.
Der Spenderknochen oder das Knochenwachstum fördernde Substanzen werden in die
porösen
Käfige
gepackt. Wenn die Wirbel von dem Entkernen heilen, wächst neuer
Knochen in die porösen
Käfige
und befestigen diese dauerhaft. Der Zweck der Verwendung von Rückgratkäfigen ist
es, die Bandscheibe zu ersetzen und den Wirbel auf Abstand zu halten.
Diese Wirbel verschmelzen jedoch dauerhaft ohne elastisches Kissen,
Drehung oder Beweglichkeit miteinander.
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Eine
verbesserte Version eines metallischen Rückgratfusionsimplantats (US-Patent
Nr. 5,782,832, erteilt an Larsen und Shukman, 1998) versucht sowohl
drehende als auch abfedernde Fähigkeiten
zur Verfügung
zu stellen. Diese Erfindung ähnelt
einer Bandscheibenprothese nach einer vollständigen Dissektion. Daher gelten
bei Anwendung dieser Vorrichtung auch alle Komplikationen und Probleme
nach dem chirurgischen Eingriff, die mit einer Dissektion verbunden
sind.
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Die
Patentanmeldung WO 00/40159 von Yeung u.a., auf deren Offenbarung
der Oberbegriff von Anspruch 1 basiert, beinhaltet einige Vorrichtungen
und Verfahren für
das Befestigen hernierter und/oder vorfallender Bandscheiben. Die
Anmeldung betrifft ein elastisches, gekrümmtes Befestigungselement,
Schraube, Wundnahtbesteck, Klammer und Nagel und Verfahren zum Befestigen
und Halten in dem vorfallenden Annulus. Eine andere Patentanmeldung,
WO 01/95818 von Yeung beinhaltet weitere Vorrichtungen und Verfahren
zum Befestigen der Bandscheibe zum Behandeln von Nervenberührungen,
Wirbelinstabilität
und spinaler Stenose.
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Spinale Stenose
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Bandscheibendegeneration
hat sich als erstes Stadium im Alterungsprozess des Rückgrats
erwiesen. Wenn sich der Prozess weiterentwickelt, zeigen sich Umfangsrisse
und radiale Risse des Annulus, das Proteoglykan und Kollagen dehydrieren
(der Wassergehalt des Nukleus pulposus fällt von 85% auf 70% ab), wodurch
sich die Höhe
der Bandscheibe verringert. Wenn der Annulus weiter degeneriert, verengen
die Vorfälle
und/oder Abflachungen den zentralen Kanal. Dieser Zustand wird als
spinale Stenose betrach tet. Spinale Stenose ist ein fortschreitender
und dynamischer Prozess. In Abhängigkeit vom
Umfang und Position der Stenose können die Symptome auf eine
einzelne, isolierte Nervenwurzel begrenzt sein, wie bei der lateralen
rezessiven Stenose, oder sie können
in mehreren Ebenen auftreten. Ein normaler Lumbalkanal hat einen
vorderen-hinteren Durchmesser von 12 mm oder größer. Die Nervenwurzel in dem
kleinen Neuro-Foramen ist jedoch besonders empfindlich gegenüber dem
Zusammenstoßen
mit einer seitlich vorfallenden Bandscheibe und das wird oft durch
Fazettenerosion oder -veränderung
verschlimmert.
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Mechanisches
Zusammendrücken
der Rückgratnervenwurzeln
durch die spinale Stenose weist eine Vielzahl von klinischen Symptomen
auf, einschließlich
Schwäche,
Reflexveränderungen, Schmerzen
und Parese. Bei Patienten mit Stenose wurde eine neurogene Klaudikation
(Humpeln) festgestellt. Die klinischen Merkmale sind Schmerzen im unteren
Rückenbereich
und Dysesthesie (Empfindungsbeeinträchtigung), die sich diffus
nach unten entlang den hinteren und seitlichen Teilen der Gliedmaßen, oft
asymmetrisch, ausbreiten. Die Schmerzen sind typisch und verschlimmern
sich beim Gehen und Stehen. Die Symptome verschwinden beim Sitzen,
Liegen oder bei anderen Veränderungen
der Haltung, die die lumbale Lordose (Wirbelsäulenkrümmung) umkehren. Um klinisch
zwischen spinaler Stenose und gebrochener Bandscheibe zu unterscheiden,
ist festgestellt worden, dass eine Einschränkung des Anhebens des gestreckten
Beins für
den Patienten mit spinaler Stenose oft nicht schmerzhaft ist, jedoch
bei Patienten mit Bruch der Bandscheibe schmerzhaft ist. Spinale
Stenose, die durch eine gebrochene Bandscheibe und Spondylose verkompliziert
wird, wurde bei 39% von 227 Patienten mit Schmerzen im unteren Rückenbereich
festgestellt. Spinale Stenose war nur bei 8% der Patienten die einzige
Ursache der Symptome (M. Camins u.a., „Das Rückgrat„, Raven Pres, NY, 1987, S.
149).
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Wenn
sich der Bandscheibenraum verengt, erhöht das Setzen der Fazettengelenke
die mechanische Beanspruchung und das führt zur Erosion des Gelenks.
Wenn das Gelenk erodiert, verkleinert sich der verengte Raum des
Neuro-Foramen. Die Nervenwurzel wird durch den Pedikel (die Knochenverlängerung,
die das Fazettengelenk bildet) oben, das Vorfallen der Bandscheibe
unten, die Wirbelkörper-Osteophyten
vorn und die hypertrophierten degenerativen Fazetten hinten eingefangen
und umgeben. Das stärkste
Einfangen der Nervenwurzel tritt in der Nähe der Pedikel auf. Das ist
als verborgene Zone bezeichnet worden. Die Nervenwurzel und das Ganglion
sind in hohem Maße
durch den Knochen geschützt
und verdeckt. Die Druckentlastung der Nervenwurzel unter Verwendung
derzeitiger chirurgischer Technologie erfordert das Entfernen einer
bedeutenden Menge von Knochen und der Bandscheibe, wodurch die Prozedur
sehr invasiv wird. Das Zusammendrücken der Nervenwurzel an der
extraforminalen Zone erfolgt normalerweise durch Bänder, einen
Querbruch der Bandscheibe oder einen Tumor.
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Obwohl
der Hauptanteil der lumbalen Rückgratzustände zu Anfang
konservativ behandelt werden sollte, erfordern bestimmte Zustände einen
dringenden chirurgischen Eingriff. Bedeutende oder fortschreitende
Schwäche
der unteren Gliedmaßen
in Form eines Fußfalls
oder der Unfähigkeit
auf den Zehen zu stehen, kann zu einer nicht mehr zu behebenden
Schädigung
führen.
Es ist dringend geboten eine Frühdiagnostikbewertung,
gefolgt von einer schnellen chirurgischen Behandlung durchzuführen.
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Die
Druckentlastungs-Laminektomie (Entfernung des hinteren Bogens eines
Wirbels) ist die befürwortete
Prozedur. Das Ligamentum flavum bleibt normalerweise intakt, um
die Dura zu schützen
und die Fazettengelenke sind geschützt. In bestimmten Fällen können jedoch
weniger agressive Laminektomien (Entfernen eines Bereichs der Lamina)
mit einem Krankenhausaufenthalt nach der Operation von 5 bis 7 Tagen
geeignet sein. Die ambulante Behandlung beginnt 24 Stunden nach
dem chirurgischen Eingriff und oft am gleichen Tag. Trotz der Invasivität der Prozedur
ist die Sterberate gering (0,1 bis 0,6%). Andere Komplikationen
schließen
ein neurologisches Defizit, zeitweises Defizit bei 5%, dauerhaftes
Defizit bei 1,3%, Rückgrat-Fluidfisteln
(Undichtigkeit) 4,6%, Infektion 0,5 bis 8,5%, erneute Operation
9,8% und die erhöhte
Gefahr von Fazettenfrakturen ein.
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Eine
Folgestudie über
20 Jahre stellte bei 68% der Patienten eine Erleichterung der Anzeichen und
Symptome, die vor der Operation vorhanden waren, fest. Die restlichen
Patienten (32%) hatten weiter Lumbago(Schmerzen im unteren Rückenbereich
und Gesäß, zeitweise
Klaudikation (Lähmung),
motorisches Defizit, Ischias (Schmerzen, die sich vom Rücken in
die unteren Gliedmaßen
ausbreiten), Paraplegie (Lähmung
der Beine) und/oder Miktion (Blasenentleerung).
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Segmentinstabilität
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Instabilität über das
Bewegungssegment (Wirbelkörper-Bandscheibe-Wirbelkörper) kann
auftreten, wenn die Bandscheibe degeneriert. Segmentale Instabilität gleicht
einem außer
Kontrolle geratenen Kraftfahrzeug, das auf einem oder mehreren platten
Reifen mit abgelassener Luft und ungestützten Seitenwänden fährt. Eine
abgeflachte Bandscheibe verursacht eine übermäßige Bewegung zwischen den
Wirbelkörpern,
die zu Schmerzen in den umgebenden Bändern und Fazettengelenken
führt.
Das Ausräumen
des Nukleus pulposus durch das perkutane Nuklektomieverfahren kann
das Abflachen oder Verdünnen
der Bandscheibe beschleunigen, was zur segmentalen Instabilität und/oder
spinaler Stenose führt.
Obwohl sie im Groben radiografisch nicht festgestellt werden kann,
ist die Instabilität
meistens während
Kompressions- und Drehbewegungen vorhanden. Unter normalen Bedingungen
kann das Bewegungssegment des Rückgrats
und insbesondere das Neuro-Foramen Drehbewegungen sowie Biegung
und Dehnung ohne Veränderung
des zur Verfügung stehenden
Raums stoßfrei
und symmetrisch aufnehmen. Wenn jedoch die Bandscheibe degeneriert,
wölben
sich die Bänder
aus, die Fazettengelenke kommen in Fehlausrichtung und während der Routinebewegungen
der Wirbel tritt instabile Bewegung auf. Bei Verengung des zentralen
Kanals und der Neuro-Foramen werden durch instabile Wirbelbewegungen
Reizungen, Entzündungen
und Schmerzen erzeugt.
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Die
für segmentale
Instabilität
empfohlene Behandlung ist meistens Ruhe und eine Medikamententherapie,
einschließend
Analgetika, entzündungshemmende
Mittel, orale Steroide, muskelentspannende Mittel und Antidepressiva.
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Spondyloisthesis
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Die
axiale Druckkraft auf die Ebene L5 bis S1 beträgt zwischen 1500 und 2500 N,
das Biegemoment zwischen 15 Nm und 25 Nm. Wegen der Krümmung des
Rückgrats
sind etwa 20% der axialen Druckkraft eine nach vorn gerichtete Scherkraft (Bergmark,
A, Acta Orthop Scand Suppl: 230–238, 1989).
Wenn die Scherkraft auf eine alternde und degenerierende Bandscheibe
wirkt, beginnt der Verschiebungsvorgang nach vorn. Die Scherkraft
verstärkt
sich, wenn L5 sich nach vorn bewegt und eine größere Hebelwirkung erzielt.
Schließlich
bringt das ventrale (Vorwärts)
Verschieben von L5 in Bezug auf S1, bezeichnet als Spondyloisthesis,
einen großen Teil
der Schmerzen mit sich, die aus möglichen Nervenzusamenstößen entstehen,
einschließlich
des Berührens
durch den transversalen Prozess und das Band.
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Wenn
das Verrutschen kleiner als 50% ist, kann die Wirbelzugkraft normalerweise
allein die L5-S1-Bandscheibe wieder in Position bringen, ohne die
Bandscheibe L5–S1
zu entfernen. Es folgt eine Lumbosakralfusion. Wenn jedoch das Verrutschen größer ist
als 50%, kann eine zusätzliche
Instrumentenausstattung erforderlich sein, um L5 wieder in Position
zu bringen. Während
des Repositionierungsprozesses kann auf die L5-S1-Bandscheibe nicht verzichtet
werden. Eine Lumboskralfusion ist erforderlich und wird normalerweise
mit Pedikel-Schrauben und einer Instrumentenausstattung in einem
offenen Operationsprozess durchgeführt.
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Verformungen
des Rückgrats
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Die
meisten Rückgratverformungen
sind angeboren. Eine chirurgische Korrektur dieser Verformungen
ist in hohem Maße
invasiv und kann eine Wiederholung der Operationen infolge von Ermüdung/Fehlern
der Instrumente oder von Komplikationen erfordern. Skoliose ist
ein Zustand, der eine seitliche Krümmung oder Winkelabweichungen
eines Wirbelsegments oder mehrerer Wirbelsegmente beinhaltet. Allgemein
als Buckelrücken
bekannt ist die Kyphose, die eine Übertreibung der hinteren Konvexität der Thoraxwirbelsäule darstellt.
Drei gemeinsame Ursachen der Kyphose sind (1) Fehlen des T-12-Wirbelkörpers, (2)
Fehlbildung und unvollständige
Segmentierung des Wirbelkörpers,
und (3) Aussparung des vorderen Teils des Wirbelkörpers durch Druck.
Lordose ist die Übertreibung
der hinteren Konkavität
der Rückgratcharakteristik
des Lumbalbereichs. Allgemein als eingesunkener Rücken bekannt zeigt
er eine extreme Krümmung
des Lumbalrückgrats
nach vorn.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Der
Hauptanteil von Rückenschmerzen
kann einer degenerierten oder beschädigten Bandscheibe oder mehreren
solcher Bandscheiben zugeschrieben werden. Anstatt der Reparatur
der Bandscheibe, sind die gegenwärtigen
chirurgischen Vorrichtungen und Technologien dazu ausgestaltet das
Berühren
von Nerven durch das Entfernen benachbarter Gewebe und oder das
Verschmelzen des Rückgrats
mit Implantaten zu dekomprimieren. Die allgemeinen mit diesen Techno logien
verbundenen Probleme sind Wundvernarbung, Ermüdung/Fehler der Instrumente und/oder
fortschreitende Degeneration des Rückgrats.
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Gemäß der Erfindung
wird eine Druckvorrichtung gemäß den beigefügten Ansprüchen zur Verfügung gestellt.
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In
den Ausführungen
der vorliegenden Erfindung wird ein sattelförmiges Druckelement mit einer ringförmigen Berührungsflächenverdickung
in einer geneigten Fläche
verwendet, um (1) Druck auf den Bandscheibenvorfall auszuüben, um
das Berühren des
Nervs abzuschwächen,
(2) den vorfallenden Annulus zu verstärken, um die Segmentinstabilität zu minimieren,
(3) die Bandscheibe zu verkeilen und zu verdicken, um spinale Stenose,
Skoliose, Kyphose oder Lordose zu reparieren und/oder (4) den Sinuvertebral-Nerv
zurückzubilden,
um bandscheibenbedingte Schmerzen zu behandeln. Das die Bandscheibe
zusammendrückende
Druckelement kann befestigt werden (1) als elastische Klammer um
die Bandscheibe, (2) durch einen am Wirbelkörper verankerten Bügel, (3)
mit einem Bolzen durch die Bandscheibe oder (4) durch eine Schraube
durch einen Bereich der Bandscheibe und der Endplatte in den Wirbelkörper.
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Das
Annulusgewebe heilt nur langsam. Um den Heilungsprozess zu erleichtern,
werden chirurgisch Ableitungsstellen an der Endplatte mit einem geraden
oder gekrümmten
Trokar hinzugefügt.
Das Aussickern der Ableitungsstellen erzeugt Adhäsion zwischen dem zusammengedrückten Gewebe
und der Endplatte und hindert das Annulusgewebe an einem Auswölben. Die
Adhäsion
unterstützt
das befestigte Druckelement bei der Aufrechterhaltung des Zusammendrückens des
Annulus. Die Adhäsion
durch chirurgisch hinzugefügte
Ableitungsstellen kann besonders bei der Behandlung von Spondyloisthesis nach
dem Wiederausrichten des abgetrennten Wirbelkörpers mit der Bandscheibe nützlich sein.
Die Ableitungsstellen an der Endplatte können auch als Durchgänge oder
Kanäle
für den
Transport von Nährlösungen und
Metabolika und zwischen dem vasku lären Wirbelkörper und dem vaskulären Annulus
dienen, die die Heilung oder das Regenerieren der degenerierten
Bandscheibe beschleunigen.
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Es
wird angenommen, dass Bandscheibenschmerzen aus dem Einwachsen von
Sinuvertebral-Nerven in eine degenerierte Bandscheibe entstehen.
Der ständige
Druck des Druckelements über den
Nerv auf die Oberfläche
der Bandscheibe kann den Nerv zurückbilden, wodurch die Übertragung
des in der degenerierten Bandscheibe erfassten Schmerzsignals aufhört.
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Das
Druckelement kann elastisch befestigt werden, um kontinuierlich
die Bandscheibe zusammenzudrücken.
Mit der Zeit verkeilt sich die geneigte Fläche des Druckelements langsam
in den Annulus, um die Bandscheibe zu erweitern und zu verdicken. Die
Annuluserweiterung oder -verdickung wird durch Plateauflächen des
Druckelements aufrechterhalten, die zwischen den Epiphysen der Wirbelkörper angeordnet
werden und somit die Höhe
der Bandscheibe vergrößern, um
eine Nervberührung
durch spinale Stenose abzuschwächen.
Gleichermaßen
kann eine Seite der Bandscheibe wahlweise durch elastisches Zusammendrücken des
Druckelements verschoben und angehoben werden, um Rückgratverformungen, beispielsweise
Skoliose, Kyphose oder Lordose mit der Zeit zu begradigen und zu
korrigieren.
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- 100
- Bandscheibe
- 101
- Festziehelemente
- 102
- Nerv
- 103
- Trokar
- 104
- Hülse mit Öffnungen
- 105
- Endplatte
- 106
- Schlitzöffnung
- 107
- Strebe
- 108
- Kopf
der Hülse
mit Öffnung
- 109
- Gewinde
- 110
- Loch
für Schraube
oder Bolzen
- 111
- Bandscheiben-Druckelement
- 112
- Zielbereich
- 115
- Epiphyse
- 116
- Bolzenkopf
- 117
- Stabilisatoröffnung
- 118
- Ende
der Hubfeder
- 119
- Berührungsfläche des
Annulus
- 120
- Loch
für den
Bolzen
- 121
- Hubfeder
- 122
- Stützplatte
- 123
- Rückenmark
- 124
- Zuführvorrichtung
- 125
- Schraubenfeder
- 126
- Schwenkmittel
- 127
- elastische
Befestigungsmittel
- 128
- Nukleus
pulposus
- 129
- Fazettengelenk
- 130
- Spitze
der Druckvorrichtung
- 131
- Zuführkapsel
- 132
- Verriegelung
- 133
- auf
die Schraubenkopföffnung
wirkender Antrieb
- 134
- Stabilisator
- 135
- Stabilisatorlippe
- 139
- Halterung
- 140
- Kreuzbein
- 142
- Bewegungsablauf
des oberen Gelenks
- 143
- Bewegungsablauf
des unteren Gelenks
- 159
- Wirbelkörper
- 160
- Gewebeeinwachsöffnung
- 161
- Bolzen
- 162
- Mutter
- 163
- Unterlegscheibe
- 164
- Aussparung
- 167
- Schlitzloch
für Bolzen
oder Schraube
- 167
- vorderes
Längsband
- 170
- geneigte
Fläche
- 171
- Plateaufläche
- 172
- schwenkbarer
Stift oder schwenkbare Schraube
- 173
- Anschlag
- 176
- Aufweitungswerkzeug
- 177
- Klammergreifeinrichtung
- 178
- Verriegelungsschraube
des Aufweitungswerkzeugs
- 179
- Verriegelungsrad
des Aufweitungswerkzeugs
- 180
- Gelenk
der Verriegelungsschraube
- 181
- Griff
des Aufweitungswerkzeugs
- 182
- Schwenkverbindung
des Aufweitungswerkzeugs
- 183
- Verriegelungsschlitz
- 184
- Berührung des
Nervs
- 185
- Trokarführung
- 187
- Schraube
- 188
- Gehäuse des
Druckelements
- 194
- ventrale/dorsale
Wurzel einer Nervverzweigung
- 195
- hinteres
Längsband
- 196
- Nervenschutzschild
- 198
- Klammer
- 199
- Aufweitungshalterung
- 201
- Stützhalterung
- 202
- Schildmulde
- 212
- Band
- 213
- entfernte
Spitze des Nervenschutzschilds
- 214
- offener
Kanal des Nervenschutzschilds
- 215
- Öse
- 216
- Sinuvertebral-Nerv
- 217
- Schraubeneintritt
- 218
- biologisch
abbaubare Hülse
- 220
- Trokarhülse
- 221
- Markierung,
die die Richtung des gekrümmten
Trokars anzeigt
- 223
- Mulde
oder Aussparung des Druckelements
- 224
- Ableitungsstellen
- 225
- Hohlraum
der Hülse
mit Fenster
- 226
- Schraubenkopf
- 227
- Öffnung für Schraubenschlüssel oder Schraubendreher
- 229
- Verriegelungsmechanismus
- 230
- Dilatator
- 231
- Aussparung
der Bandscheibenklammer
- 233
- Außenfläche
- 234
- Rückgratfusion
-
Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
-
1 zeigt
einen häufig
vorkommenden Vorfall der Bandscheibe 100 an oder nahe dem
Neuro-Foramen, der an eine ventrale/dorsale Wurzel einer Nervverzweigung 194 stößt.
-
2 zeigt
ein Nervenschutzschild 196 mit einer dünnen, jedoch stumpfen entfernten
Spitze 213, um in den Neuro-Foramen oder nahe zu diesem zu
reichen, und einer Mulde 202, um den aus dem Neuro-Foramen austretenden
Nerv zu schützen.
-
3 zeigt
das Nervenschutzschild 196 in dem Neuroforamen oder bis
nahe an ihn heran reichend, indem es über den vorfallenden Annulus
der Bandscheibe 100 geschoben wird.
-
4 zeigt
zwei Nervenschutzschilde 196, welche die Nerven 194 vor
den Instrumenten schützen.
-
5 zeigt
eine elastische Klammer 198, die zwei Bandscheibendruckelemente 111 mit
den Berührungsflächen 119 des
Annulus, den geneigten Flächen 170,
den Plateauflächen 171,
den Anschlägen 173,
der Aufweitungshalterung 199 und der Stützhalterung 201 aufweist.
-
6 zeigt
ein Klammer-Aufweitungswerkzeug 176, das mit den Klammergreifeinrichtungen 177 und
mit einem Verriegelungsmechanismus ausgestattet ist, der langsam
freigegeben werden kann.
-
7 zeigt
das Aufweiten und das Anordnen der Bandscheibenklammer 198 mit
dem Aufweitungswerkzeug 176 um die vorgefallene Bandscheibe 100.
-
8 zeigt
die Abschwächung
der Berührung
des Nervs 194 durch das Klammern des vorfallenden Annulus
mit den Druckelementen 111. Die Dimensionen der Klammer/Druckelement-Anordnung 198/111 sind
zwecks einer deutlicheren Darstellung bezüglich der Bandscheibe 100 unverhältnismäßig vergrößert dargestellt.
-
9 zeigt
die Stellen der Druckausübung durch
die Druckelemente 111. Die wichtigen Druckausübungen befinden
sich im Bereich C und I, an den Stellen des häufigen Auftretens des Vorfalls
der Bandscheibe 100.
-
10 zeigt
ein elastisches Band 212, das durch die Stützhalterung 201 gezogen
ist, um die Bandscheibenklammer 198 abzustützen. Das
elastische Band 212 ist durch eine Öse 215 befestigt,
die in dem Wirbelkörper 159 verankert
ist.
-
11 zeigt eine Querschnittsansicht der geklammerten
Bandscheibe während
des anfänglichen
Klammerns. Die geneigten Flächen 170 der Druckelemente 111 ruhen
auf der Fläche
des Annulus.
-
12 zeigt
das Eindringen der geneigten Oberflächen 170 mit der Zeit.
Ein weiteres Eindringen wird durch die Anschläge 173 aufgehalten,
die an den Seiten des Wirbelkörpers 159 ruhen.
-
13 zeigt
eine Querschnittsansicht von zwei unsymmetrischen Druckelementen 111,
die an einem skoliotischen Wirbelsegment angebracht sind.
-
14 zeigt
das Korrigieren oder Richten des skoliotischen Wirbelsegments über die
Zeit durch selektives Erhöhen,
Verkeilen oder Verschieben der konkaven Seite des Wirbelsegments.
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15 zeigt
eine Klammer 198 mit dicken Druckelementen 111,
angebracht an einer Bandscheibe 100, die spinale Stenose
zeigt. Die Dimensionen der Klammer/Druckelemente-Anordnung 198/111 sind
zwecks einer deutlicheren Darstellung bezüglich der Bandscheibe 100 unverhältnismäßig vergrößert dargestellt.
-
16 zeigt
das Eindringen der geneigten Flächen 170 und
der Plateaufläche 171 mit
der Zeit in die Bandscheibe 100, um sie zu verdicken.
-
17 zeigt
eine Querschnittsansicht der Druckelemente 111, die anfangs
um eine Bandscheibe 100, die spinale Stenose zeigt, angebracht
sind. Knochenvorsprünge
sind um den Wirbelkörper 159 herum
abgeschliffen worden.
-
18 zeigt
das Eindringen und Verschieben der Druckelemente 111 mit
der Zeit in die Bandscheibe 100, um die Bandscheibenhöhe zu vergrößern. Das
Eindringen wird angehalten, wenn die Anschläge 173 an dem Wirbelkörper 159 ruhen.
-
19 zeigt,
dass die Druckelemente 111 modulare Komponenten sein können, die
einzeln an der Bandscheibenklammer 198 angebracht sind.
-
20 zeigt
das modulare Druckelement 111 bestehend aus der den Annulus
berührenden Fläche 119,
der geneigten Fläche 170,
der Plateaufläche 171,
dem Anschlag 173 und dem schwenkbaren Stift 172 zum
Einsetzen in die Klammer.
-
21 zeigt
ein modulares Druckelement 111, das ein Gehäuse 188 mit
Verankerungsschrauben 187 und den Bandscheibenberührungsbereich des
Druckelements 111 aufweist.
-
22 zeigt
eine vertikale Querschnittsansicht eines Druckelements 111 mit
zwei Anschlägen 173,
einer äußeren Fläche 233,
oberen und unteren Plateauflächen 171,
geneigten Flächen 170 und
der den Annulus berührenden
Fläche 119.
-
23 zeigt
ein Druckelement 111 ohne Anschlag und mit einer stark
abgerundeten, den Annulus berührenden
Fläche 119.
-
24 zeigt
ein Druckelement 111 mit mehreren Neigungen in den geneigten
Flächen 170.
-
25 zeigt
ein Druckelement 111 mit unsymmetrischen geneigten Flächen 170.
-
26 zeigt
ein Druckelement 111 mit Gewebeeinwachsöffnungen 160 an den
Plateauflächen 171,
um das Einwachsen des Annulus und die Stabilität des Druckelements 111 zu
fördern.
-
27 zeigt
ein Druckelement 111 mit nicht parallel verlaufenden Plateauflächen 171.
-
28 zeigt
die Klammer 198 mit Breitenmessung und der hineinreichen
Strecke, um die befestigte Klammer 198 zu stabilisieren.
-
29 zeigt
ein typisches Spannungs-Dehnungsdiagramm einer Nickel-Titan (Nitinol)-Legierung,
die für
die Herstellung einer Bandscheibenklammer 198 geeignet
ist.
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30 zeigt
ein Druckelement 111, das schwenkbar mit einer Schraube 187 an
einer Halterung 139 befestigt ist.
-
31 zeigt
ein einstückiges
Druckelement 111 mit einer Halterung 139.
-
32 zeigt
das einstückige
Druckelement 111 und die Halterung, befestigt durch zwei
Bolzen 161 oder Schrauben an der Seite des Wirbelkörpers 159 und
die Bandscheibe 100 zusammendrückend.
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33 zeigt
eine Querschnittsansicht des Zusammendrückens der Bandscheibe 100 durch
die Druckelemente 111 an den Halterungen 139,
die mit Bolzen 161 und Muttern 162 durch den Wirbelkörper 159 befestigt
sind.
-
34 zeigt
einen Bolzen 161 mit zwei Längsschlitzen 106,
die hintereinanderliegend ausgeschnitten sind. Der Bolzen 161 ist
aus einem elastischen Material, beispielsweise aus Nickel-Titan
(Nitinol), hergestellt.
-
35 zeigt
die Schlitze 106 in die offene Stellung verschoben und
vier elastische und zusammendrückbare
Streben 107 bildend. Die Länge des Bolzens 169 ist
elastisch und rückfedernd
verkürzt.
-
36 zeigt
eine Hülse 104 mit
einer Öffnung 225 und
vier Fenstern 114, die dimensioniert und gestaltet sind,
um ein Hervorstehen der elastischen Streben 107 des in 35 dargestellten
Bolzens 161 zu erlauben.
-
37 zeigt
das Einsetzen des Bolzens 161, wobei die elastischen Streben 107 rückfedernd
zusammengedrückt
und in einer Stellung außer
Phase in der Hülse 104 angeordnet
sind.
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38 zeigt
das Hervorstehen der geöffneten
Streben 107 von dem Fenster 114 durch Drehen des
Bolzens 161 bezüglich
der Hülse 104 aus
der Stellung außer
Phase in eine Stellung in Phase.
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39 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Segments mit spinaler Stenose, befestigt
mit zwei Druckelementen/Halterungen 111/139 durch
zwei elastische Bolzen 161, die Schlitze 106 in
einer Stellung außer
Phase enthalten.
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40 zeigt
das Zusammendrücken
der Bandscheibe 100 und das Eindringen der Druckelemente 111 über die
Zeit, aktiviert oder ausgelöst durch
Drehen der elastischen Bolzen in eine Stellung in Phase mit der
Hülse 104.
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41 zeigt
das Druckelement/die Halterung 111/139 angebracht
auf der konkaven Krümmung
eines skoliotischen Wirbelsegments.
-
42 zeigt
das Zusammendrücken
der Bandscheibe 100 und das Eindringen des Druckelements 111 über die
Zeit, um das skoliotische Wirbelsegment zu korrigieren oder zu begradigen.
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43 zeigt
eine biologisch abbaubare Hülse 218,
welche die elastischen Streben 107 des Bolzens 161 vor
dem Öffnen
und elastischen Verkürzen bewahrt.
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44 zeigt
eine Schraubenfeder 125.
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45 zeigt
eine Querschnittsansicht des Zusammendrückens der Bandscheibe 100 durch
das Druckelement 111 und die Schraubenfederanordnung 125.
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46 zeigt
das Verschieben des Druckelements 111 in die Bandscheibe 100 mit
der Zeit, zusammengedrückt
durch die Schraubenfeder 125.
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47 zeigt
eine Feder 124, die aus zwei verbundenen Hubfedern 121 besteht
und die ein Zusammendrücken
der Bandscheibe ähnlich
wie die Schraubenfeder 125 ausführen kann.
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48 zeigt
ein Druckelement 111 mit einem elastischen Befestigungsmittel 127,
angebracht an dem vorderen Bereich eines Wirbelsegments mit Kyphose.
-
49 zeigt
die Korrektur des Wirbelsegments mit Kyphose durch das Anheben der
Bandscheibe 100 und Eindringen des Druckelements 111.
-
50 zeigt
ein Druckelement 111 an einer verlängerten Halterung 139,
dazu ausgestaltet, das Wirbelsegment zu fusionieren und den Bandscheibenraum
anzuheben.
-
51 zeigt
die Rückgratfusion
und das Zusammendrücken
der Bandscheibe 100 mit dem verlängerten Druckelement/der verlängerten
Halterung 111/139, befestigt mit Bolzen 161 oder
Schrauben, die in der Aussparung 164 verborgen sind.
-
52 zeigt
eine Querschnittsansicht der Rückgratfusion
und des Zusammendrückens
der Bandscheibe 100 mit den verlängerten Druckelement/der verlängerten
Halterungen 111/139, die an den Wirbelkörpern 139 befestigt
sind.
-
53 zeigt
eine Querschnittsansicht eines normalen Vorfalls von Annulusschichten
während des
axialen Zusammendrückens.
-
54 zeigt
die Delaminierung des Annulus infolge des Vorfalls nach innen und
außen
infolge Alterns oder eines dehydrierten Nukleus pulposus 128.
-
55 zeigt
das Aussickern des Nukleus pulposus 128 durch beschädigte Schichten
des Annulus und möglicherweise
durch geschwächte,
delaminierte Annulusschichten.
-
56 zeigt
das Zusammendrücken
der Bandscheibe 100 durch die Druckelemente 111,
die einen Vorfall des Annulus nach innen unterstützen, um eine weitere Delaminierung
zu minimieren.
-
57 zeigt
den Sinuvertebral-Nerv-Einwuchs 216 in die Bandscheibe 100,
der bandscheibenbasierte Schmerzen hervorruft.
-
58 zeigt
das Zusammendrücken
der Sinuvertebral-Nerven 216 durch die Druckelemente 111,
um den Nerv 216 zurückzubilden.
-
59 zeigt
das Einsetzen eines Trokars 103 von der Seite her durch
den Vorfall der Bandscheibe 100 mit Hilfe einer (wahlweisen)
Führung 185.
-
60 zeigt
das Einsetzen eines Dilators 230 über den Trokar 103.
-
61 zeigt
das Zurückziehen
des Trokars 230 mit in der Bandscheibe 100 verbleibendem
Dilator 230.
-
62 zeigt
das Einsetzen einer Anordnung, bestehend aus Bolzen 161,
Druckelement 111 und Unterlegscheibe 163, in den
Dilator 230.
-
63 zeigt
das Zurückziehen
des Dilators, um das Gewinde 109 des Bolzens 161 freizulegen.
-
64 zeigt
das Anbringen eines anderen Druckelements 111 an dem Bolzen 161 mit
Unterlegscheibe 163 und Mutter 162.
-
65 zeigt
das Zusammendrücken
der Bandscheibe 100 durch Festziehen der Mutter 162 auf
dem Bolzen 161.
-
66 zeigt
das Befestigen eines Druckelements/einer Halterung 111/139 mit
einer Schraube 187 durch einen Teil der Bandscheibe 100 in
den Wirbelkörper 159 und
mit einer anderen Schraube 187 durch die Halterung 139 in
die Seite des Wirbelkörpers 159.
-
67 zeigt
chirurgisch zugefügte
Ableitungsstellen 224 durch einen Trokar 103 an
der Endplatte 105 für
die Adhäsion
des Annulus und/oder die Regeneration und eine Tiefpunktur für den Schraubeneintritt 217.
-
68 zeigt
chirurgisch zugefügte
Ableitungsstellen 224 an der Endplatte 105 durch
einen gekrümmten
Trokar 103.
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69 zeigt
eine Schraube 187 durch ein Druckelement 111 mit
einer Mulde 223 oder einer Aussparung, um einen Schraubenkopf 226 zu
verbergen.
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70 zeigt
das Einbringen des Druckelements 111 in die Endplatte 105 durch
eine vorgefallene Bandscheibe 100, die bei 184 auf
einen Nerv 102 stößt.
-
71 zeigt
die Befestigung der Bandscheibe 100 durch das Druckelement 111,
um das Auftreffen auf einen benachbarten Nerv abzuschwächen.
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72 zeigt
eine Querschnittsansicht des Druckelements 111, das durch
den äußeren Bereich der
Bandscheibe 100 in der Endplatte 105 befestigt ist,
wobei Ableitungsstellen 224 erzeugt sind, um die Adhäsion des
Annulus und die Regeneration zu unterstützen.
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73 zeigt
das Anstoßen
eines Nervs bei 184 infolge Spondylolisthesis.
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74 zeigt
chirurgisch zugefügte
Ableitungsstellen 224 durch einen Trokar 103 an
der Endplatte 105 um die Adhäsion und Neuanordnung zwischen
der Bandscheibe 100 und dem Wirbelkörper 159 zu unterstützen.
-
75 zeigt
eine starre Hülse 220,
die sich auf einem elastischen, gekrümmten Trokar 103 verschiebt,
mit einer Markierung 221 auf dem Griff, die die Krümmungsrichtung
anzeigt.
-
76 zeigt,
dass die. Krümmung
des elastischen Trokars 103 rückfedernd in dem Hohlraum der
Hülse 220 begradigt
wird.
-
77 zeigt,
dass die Endplatte 105 sogar erreicht werden kann, wenn
die Hülse 220 senkrecht zu
der Bandscheibe 100 eingeführt wird.
-
78 zeigt den Vorfall der Bandscheibe 100 zwischen
zwei Wirbelkörpern 159.
Die Auswölbungen
können
zu spinaler Stenose und/oder zu segmentaler Instabilität führen.
-
79 zeigt
das Zusammendrücken,
die Stabilisierung und das Erhöhen
der Bandscheibe 100 mit zwei Druckelementen 111,
die durch die Endplatte 105 in dem Wirbelkörper 159 verankert
sind.
-
80 zeigt
die Verdickung der Bandscheibe 100 mit dem befestigten
Druckelement 111, um spinale Stenose abzuschwächen.
-
81 zeigt
die Befestigung der Bandscheibe 100 mit Schrauben 187,
die in den Wirbelkörpern 159 über und
unter der Bandscheibe 100 verankert sind.
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82 zeigt
einen Bolzen 161, der die Endplatte 105 und den
Wirbelkörper 159 durchquert,
um das Druckelement 111 mit einer Mutter 162,
gestützt durch
eine Unterlegscheibe 163, zu befestigen.
-
83 zeigt
ein Druckelement 111 mit mehreren Gewebeeinwachsöffnungen 160.
-
84 zeigt
ein Druckelement 111 mit nach außen gekrümmten Spitzen 130 und
Gewebeeinwachsöffnungen 160,
die sich durch die Dicke des Druckelements 111 erstrecken.
-
85 zeigt
ein elastisches Druckelement 111 in einer offenen oder
vorher angeordneten Position.
-
86 zeigt
das elastische Druckelement 111 zusammengedrückt oder
zusammengebogen in einer Zuführkapsel 131.
-
87 zeigt
das Ansetzen der Zuführkapsel 131 an
eine vorgefallene Bandscheibe 100.
-
88 zeigt
das Vorwärtsbewegen
der Schraube 187, das Verankern in dem Wirbelkörper 159 und
das Ausstoßen
des Druckelements 111 aus der Kapsel 131 an die
vorgefallene Bandscheibe 100.
-
89 zeigt
das Befestigen der Bandscheibe 100 mit dem Druckelement 111 in
einer ausgefahrenen oder zusammengedrückten Stellung.
-
90 zeigt
einen in die Zuführkapsel 131 eingesetzten
Stabilisator 134, um das Kippen des Schraubenkopfes 226 während der
Befestigung der Bandscheibe 100 zu minimieren.
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91 zeigt
eine Klammer/Druckelemente-Anordnung 198/111 mit
großen
Gewebeeinwachsöffnungen 160.
-
92 zeigt
das Einwachsen der Knochen von den oberen und unteren Wirbelkörpern 159 in
die Gewebeeinwachsöffnungen 160 der
Klammer/Druckelemente-Anordnung 198/111, das zu
einer Rückgratfusion 234 führt.
-
Ausführliche
Beschreibung der Ausführungen
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1 zeigt
ein verbreitet vorkommendes Anstoßen eines Nervs 194 an
eine vorgefallene Bandscheibe 100 an dem oder nahe dem
engen Kanal des Neuroforamen. Für
den Schutz während
der Bandscheibenreparatur weist ein Nervenschutzschild 196 eine
dünne und
stumpfe entfernte Spitze 213 zum Hineinreichen in den Neuroforamen
oder um dem Neuroforamen nahe zu kommen, eine Mulde 202,
um den Nerv 194 teilweise zu umgeben und ihn zu schützen, und
einen offenen Kanal 214 für den Nerv 194, um
aus der Mulde 202 auszutreten, auf. Durch vorderen oder
seitlichen Einschnitt wird das Nervenschutzschild 196 durch
Verschieben über
den vorfallenden Annulus der Bandscheibe 100, wie es 3 dargestellt
ist, eingeführt,
um eine mögliche Beschädigung der
ventralen/dorsalen Wurzel einer Nervverzweigung 194 zu
minimieren. Das Schild 196 wird dann behutsam gegen den
teilweise umgebenen Nerv 194 gedrückt. Gleichermaßen wird
ein anderes Nervenschutzschild 196 auf der gegenüberliegenden
Seite verwendet, um beide Nerven 194 zu schützen, die
aus dem Neuroforamen austreten, wie es in 4 dargestellt
ist.
-
5 zeigt
eine elastische Bandscheibenklammer 198 mit einer ringförmigen den
Annulus berührenden
Fläche 119,
einer geneigten Fläche 170, einer
Plateaufläche 171 und
Anschlägen 173 an
den Bereichen der Druckelemente 111. Die sattelförmigen Druckelemente 111 werden
verwendet, um die dysfunktionale Bandscheibe 100 von beiden
Seiten einzuschließen.
Die Klammer/Druckelement-Anordnung 198/111 weist
eine Stützhalterung 201,
eine Aussparung 231 und zwei Aufweitungshalterungen 199 für den Eingriff
mit einem Auf weitungswerkzeug auf, wie es in 6 dargestellt
ist. Die Klammer 198 kann aus Nickel-Titan, Nitinol oder
aus einer anderen elastischen Legierung oder aus Polymeren hergestellt
sein. 6 zeigt ein Klammeraufweitungswerkzeug 176,
das mit Klammergreifeinrichtungen 177 zum Eingreifen mit
der Aufweitungshalterung 199 an den Druckelementen 111,
einem Drehgelenk 182, Griffen 182 und mit einem
Verriegelungsmechanismus ausgestattet ist, der das Druckelement 111 langsam
freigeben kann. Der Mechanismus enthält ein Gelenk 180,
das eine mit einem Verriegelungsrad 179 befestigte Verriegelungsschraube 178 verankert. Die
Verriegelungsschraube 178 ist dimensioniert und ausgestaltet,
in einen Verriegelungsschlitz 183 zu passen, um den Griff 181 des
Aufweitungswerkzeugs 176 zu verriegeln. Zur schnellen Freigabe
des Griffs 181 kann die Verriegelungsschraube 178 aus
dem Schlitz 183 herausgeführt werden. Für eine langsame
Freigabe kann das Verriegelungsrad 179 gedreht werden,
um den Griff 181 langsam zu öffnen und dadurch langsam die
Bandscheibenklammer 198 zu schließen.
-
7 zeigt
das Aufweiten und das Anordnen der Bandscheibenklammer 198 durch
das Aufweitungswerkzeug 176. Die Klammer 198 passt
um die Bandscheibe 100, wobei die Nerven 194 durch
Nervenschutzschilde 196 geschützt sind. Die entfernten Spitzen
der Druckelemente 111 sind dünn und abgeschrägt, um ein
Zusammenstoßen
mit dem Nerv 194 zu verhindern. Die Klammer 198 wird
dann langsam durch Drehen des Verriegelungsrads 179 freigegeben,
wie es in 6 dargestellt ist. 8 zeigt
die Bandscheibe 100 umklammert von der Bandscheibenklammer 198,
wobei die Druckelemente 111 den vorfallenden Annulus nach
innen drücken,
um die Berührung
mit dem Nerv 194 abzuschwächen. Die Größe der Klammer/Druckelement-Anordnung 198/111 ist
zwecks einer deutlicheren Darstellung bezüglich der Bandscheibe 100 unverhältnismäßig vergrößert dargestellt. 9 zeigt
die Druckstellen von der Klammer 198. Die bevorzugten Druckausübungen befinden
sich in den Bereichen C und I, den verbreitet vorfallenden Stellen
der Bandscheibe 100, wobei die Bereiche E und G Stützstellen
sind. Bei einer an Leichen durchgeführten Untersuchung der Befestigung der
Bandscheibe 100 wurde nahezu die gesamte Bandscheibe 100 auseinandergezogen,
erhöht
und durch Zusammendrücken
durch die Druckelemente 111 geringfügig verlängert. Der Bereich des Annulus, der
von den Druckelementen 111 entfernt lag, wurde ebenfalls
durch Ziehen nach innen auseinandergezogen. Die vorher hervorstehenden
Bereiche B und J in 9 wurden gleichermaßen auseinandergezogen. Das
Auseinanderziehen des Annulus ist ein weit verbreiteter und weitreichender
Weg, der über
den Bereich des direkten Zusammendrückens hinausgeht. Der Vorteil,
dass die Druckelemente 111 einen weitreichenden Wirkungsbereich
haben, ist bei der Reparatur von ringförmigen Zusammenstößen, die
verbreitet um die verengten Neuroforamina auftreten, sehr bedeutsam.
Die Druckelemente 111 können
in einem Abstand von den berührten
Neuroforamina befestigt werden und das Auseinanderziehen des Annulus
kann den entfernten Vorfall nach innen ziehen und die Berührung abschwächen. Alternativ
ist die Druckentlastung beim Anstoßen der Nerven in dem Neuroforamen-Bereich
(der verdeckten Zone), der von der Bandscheibe 100, dem
Wirbelkörper 159, der
Pedicle und dem Fazettengelenk 129 umgeben wird, unter
Verwendung chirurgischer Verfahren sehr invasiv und kann zu verstärkter Vernarbung
und zu einem dauerhaft geschwächten
Rückgrat
führen.
-
Wenn
die Bandscheibe 100 durch das Körpergewicht zusammengedrückt wird,
ist es dem Bereich F, der sich an der Aussparung 231 befindet
und dem Bereich A erlaubt, sich von Natur aus und elastisch auszuwölben, wie
es durch die Pfeile in 9 angezeigt ist, da sie zumindest
durch die Klammer 198 begrenzt sind. Das Verdünnen oder
Abschrägen der
entfernten Spitzen der Druckelemente 111 ist wichtig, um
ein Anstoßen
des Nervs 194 zu vermeiden, wie es in den 8 und 9 dargestellt
ist. Um eine mögliche
Schädigung
der Bandscheibe 100 zu minimieren, sind die ringförmigen Berührungsflächen 119 der
Druckelemente 111 allgemein zylindrisch oder abgestumpft
und sie verdicken die geneigte Fläche 170, wie es in 5 dargestellt
ist, durch eine wahlweise Plateaufläche 171.
-
Um
eine Wanderung der Klammer 198 zu verhindern, insbesondere
während
der anfänglichen Anbringung,
wird ein elastisches Band 212 durch die Stützhalterung 201 gezogen
und durch eine in dem Wirbelkörper 159 verankerte Öse 215 verankert,
wie es in 10 dargestellt ist. Es können mehr
als ein Band 212 und mehr als eine Öse 215 verwendet werden.
Das Band 212 kann ein biologisch abbaubares Nahtmaterial
oder ein biologisch abbaubares Material sein, um anfangs die Klammer 198 zu
befestigen, bis die geneigten Flächen 170 der
Druckelemente 111 in den Annulus eindringen und die Klammer/Druckelemente-Anordnung 198/111 ausreichend
befestigen.
-
11 zeigt eine Querschnittsansicht des anfänglichen
Klammerns der Bandscheibe 100 mit auf der Bandscheibe 100 ruhender
geneigter Fläche 170.
Mit der Zeit dringt die geneigte Fläche 170 des Druckelements 111 langsam
in die Bandscheibe 100 ein, bis die Anschläge 173 sanft
auf der Querseite des Wirbelkörpers 159 unter
der Bandscheibe 100 ruhen, wie es in 12 dargestellt
ist. Der Anschlag 173 ist ein Vorsprung, eine kleine Wand
oder ein Bein, das sich von der Unterseite des Druckelements 111 erstreckt.
Die Klammer/Druckelemente-Anordnung 198/111 ist
dazu ausgestaltet, den vorfallenden Annulus zusammenzudrücken und
das Anstoßen
an den Nerv abzuschwächen.
Die Klammer/Druckelemente-Anordnung 198/111 begrenzt,
stützt
und stabilisiert weiterhin den vorfallenden Annulus, um Schmerzen,
die aus der segmentalen Instabilität entstehen, zu lindern.
-
Die
gegenwärtige
chirurgische Behandlung für
Skoliose ist invasiv und wird häufig
an jungen weiblichen Patienten durchgeführt, um die Verformung zu korrigieren.
Instrumentenfehler oder ein Bruch der Pedicle-Schrauben sind nach
Jahrzehnten von Verschleiß wahrscheinlich
und machen einen zweiten chirurgischen Eingriff erforderlich. 13 zeigt
eine Querschnittsansicht eines skoliotischen Wirbelsegments, das
anfangs durch die asymmetrischen Druck elemente 111 einer
Bandscheibenklammer 198 (nicht dargestellt) geklammert
und zusammengedrückt
wurde. Die konkave Seite des gekrümmten Wirbelsegments ist mit
einem dicken Druckelement 111 versehen, das ein breite
Plateaufläche 171 aufweist,
während
die konvexe Seite des Wirbelsegments mit einem dünnen Druckelement 111 versehen
ist, das eine schmale oder überhaupt keine
Plateaufläche 171 aufweist. 14 zeigt
die Korrektur oder das Begradigen des skoliotischen Wirbelsegments
mit der Zeit durch wahlweises Verkeilen, Verschieben und Anheben
der konkaven Seite des gekrümmten
Wirbelsegments und durch Einsetzen der Plateaufläche 171 des Druckelements 111 zwischen
die dichten Epiphysen 115. Um das gesamte Rückgrat zu
begradigen, sind mehrere wahlweise Anhebungen der Bandscheibe 100 und
noch viel mehr Pedicle-Schrauben
und Instrumentenausstattung, die bei den gegenwärtigen Verfahren verwendet
wird, erforderlich. Die Skoliose wird durch wahlweises Verschieben
durch das Druckelement 111 korrigiert, um die seitliche
Krümmung
des Rückgrats zu
verändern.
Von Nickel-Titan-Druck-elementen 111 ist
zu erwarten, dass sie zwischen den Epiphysen 115 alterungsbeständig sind
und dass die Klammer 198 nach dem Setzen in der Bandscheibe 100 unter einer
minimalen Dehnungsbeanspruchung steht. Somit ist zu erwarten, dass
die Klammer/Druck-elemente-Anordnung 198/111 eine
lange Lebensdauer hat, vielleicht sogar dauerhaft ist, ohne dass
ein erneuter chirurgischer Eingriff erforderlich ist.
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Spinale
Stenose ist eine fortschreitende Krankheit. 15 zeigt
eine abgeflachte Bandscheibe 100 mit einem dehydierten
Nukleus pulposus 128. Die Bandscheibenanfangshöhe H ist
am vorderen Bereich der Bandscheibe 100 angegeben. Eine Klammer 198 mit
zwei symmetrischen Druckelementen 111 mit breiten Plateauflächen 171 ist
um die abgeflachte Bandscheibe 100 geklemmt. Die Größe der Klammer/Druckelemente 198/111 ist
bezüglich
der Bandscheibe 100 zwecks einer deutlicheren Darstellung
unverhältnismäßig vergrößert. Ein
behutsames Zusammendrücken
und eine behutsame Verkeilung der Klammer/Druckelemente-Anordnung 198/111 gewährt dem Annulus
Zeit zu wachsen und sich zu verdicken. Die umgebenden Bänder, einschließend die hinteren
Längsbänder 195 und
die vorderen Längsbänder 167 und
die Bänder
des Fazettengelenks erfordern für
ihre Verlängerung
ebenfalls Zeit. Wenn sich die geneigte Fläche 170 in der Bandscheibe 100 verkeilt,
nehmen die Plateauflächen 171 stabile
Positionen zwischen den Epiphysen 115 ein, um die Bandscheibe 100 zu
verdicken und eine vergrößerte Höhe H zur
Verfügung
zu stellen, wie es in 16 dargestellt ist. Mit dem
erhöhten
Bandscheibenraum wird ein Anstoßen
an Nerven, das durch spinale Stenose verursacht wird, minimiert
oder abgeschwächt. Das
Eindringen der Druckelemente 111 in die Bandscheibe 100 hört auf,
wenn die Anschläge 173 die Seitenflächen des
Wirbelkörpers 159,
im vorliegenden Fall unter der Bandscheibe 100, erreichen. 17 zeigt
eine Querschnittsansicht einer Klammer 198 (nicht dargestellt)
und der Druckelemente 111, die anfangs um eine Bandscheibe
geklemmt ist, die zwischen Knochenspornen liegt, wie es bei Patienten mit
spinaler Stenose verbreitet vorkommt. 18 zeigt
das Verkeilen und das Eindringen der geneigten Flächen 170,
gefolgt von den Plateauflächen 171 in die
Bandscheibe 100 zwischen den Epiphysen 115 der
Wirbelkörper 159 mit
der Zeit. Somit vergrößert sich
die Höhe
der Bandscheibe 100, um das Anstoßen des Nervs, das bei Patienten
mit spinaler Stenose verbreitet vorkommt, abzuschwächen. Das
Eindringen der Druckelemente 111 hört auf, wenn die Anschläge 173 auf
dem Wirbelkörper 159 unter
der Bandscheibe 100 ruhen. Die Plateaufläche 171 hält die Bandscheibenhöhe aufrecht,
ohne dass ein weiteres Zusammendrücken erforderlich ist. Im Gegensatz
zu den derzeitigen chirurgischen Technologien, die die anatomische
Struktur wegschneiden oder entgraten, um Platz für das fortschreitende Verengen des
Bandscheibenraums zu schaffen, stellt die Klammer/Druckelement-Anordnung 198/111 die
Höhe der Bandscheibe 100 wieder
her oder vergrößert sie,
um das Anstoßen
der Nerven zu minimieren oder abzuschwächen.
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Die
Klammer 198 und die Druckelemente 111 können getrennt
als modulare Komponenten hergestellt und in einer Vorrichtung, wie
sie in 19 dargestellt ist, zusammengesetzt
werden. Der vertikale Querschnitt der Klammer 198 kann
halbkreisförmig,
elliptisch, kreisförmig
sein oder eine andere Form mit abgestumpften Flächen aufweisen, um ein Abreiben
an der Bandscheibe 100, an Bauchrauminhalten und Blutgefäßen zu vermeiden.
Das sattelförmige
Druckelement 111 enthält
einen Schwenkstift 172 zum Einsetzen in die Klammer 198,
eine glatte und abgestumpfte ringförmige Berührungsfläche 119, eine geneigte
Fläche 170,
eine Plateaufläche 171 und
einen Anschlag 173, wie es in 20 dargestellt
ist. Die konkave Krümmung
der ringförmigen Berührungsfläche 119 des
Druckelements 111 ist dazu ausgestaltet, mit der Bandscheibe 100 übereinzustimmen
und teilweise um sie herum zu passen. Da die meisten Bandscheiben 100 nicht
kreisförmig sind,
ist es wahrscheinlich, dass die konkave oder sichelförmige Krümmung der
ringförmigen
Berührungsfläche 119 zusammengesetzt
ist oder mehrere Radien aufweist, um mit der Fläche einer Bandscheibe 100 übereinzustimmen.
Eine der Spitzen 130 des Druckelements 111 ist
besonders dünn
und kegelförmig
gestaltet, um das Anstoßen
des Nervs, insbesondere nahe des Neuroforamen, zu minimieren. Das Druckelement 111 kann
ebenfalls aus modularen Komponenten bestehen, wie es in 21 dargestellt ist.
Das ringförmige
Berührungsteil
des Druckelements 111 kann aus einem biologisch verträglichen Polymer,
beispielsweise Polyurethan, Polypropylen, PEEK, Delrin, Polysulfon,
Polytetrafluoräthylen,
Polykarbonat, Polyäthylen
mit ultra-hohem Molekulargewicht oder aus einem anderen reibungsarmen
Polymer hergestellt sein. Das Gehäuse 188 mit dem Schwenkstift 172,
wie in 21 dargestellt, kann aus rostfreiem
Stahl, Titan, Nickel-Titan oder Metall oder sogar aus einem Polymer
hergestellt sein. Die Komponenten können mit Schrauben 187 zusammengesetzt
sein, wie es ebenfalls in 21 dargestellt
ist.
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Die
Dicke, Krümmung,
Flächen 119, 170, 171 und/oder
die Anschläge 173 des
Druckelements 111 können
verändert
sein, um sich an das korrekte Zusammendrücken der Bandscheibe 100 anzupassen. 22 zeigt
eine vertikale Querschnittsansicht eines Druckelements 111 mit
zwei Anschlägen 173, um
die Stabilität
zu verbessern. 23 zeigt ein Druckelement 111 ohne
einen Anschlag 173 und mit einer runden, ringförmigen Berührungsfläche 119 für ein behutsames
Zusammendrücken. 24 zeigt ein
Druckelement 111 mit mehreren geneigten Flächen 170 um
ein schnelles ringförmiges
Eindringen zu gewährleisten
und um eine Anfangsstabilisierung der Klammer 198 zu erreichen. 25 zeigt
eine asymmetrisch geneigte Fläche 170 zum
Verschieben in eine Bandscheibe 100, um Kyphose, Scoliose,
Lordose oder andere Rückgratverformungen
zu korrigieren oder zu begradigen. 26 zeigt
Gewebeeinwachsöffnungen 160,
Aussparungen oder Mulden, um ein ringförmiges Einwachsen und eine
Stabilisierung des Druckelements 111 zu unterstützen. Die Plateauflächen 171 mit
den Gewebeeinwachsöffnungen 160 können ebenfalls
nicht-parallel zueinander verlaufen, wie es in 27 dargestellt
ist, um einige Rückgratverformungen
zu korrigieren und zu stabilisieren.
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Hinsichtlich
Druckfestigkeit, biologischer Verträglichkeit und Lebensdauer ist
Nickel-Titan vielleicht das geeignetste Material für die Herstellung
der Klammer 198. Die Klammerbreite und die hineinreichenden
Bereiche sind in 28 definiert. Die hineinreichenden
Bereiche der Klammer 198 sind für das Sichern der anfänglichen
Befestigung und des anfänglichen
Klemmens der Bandscheibe 100 wichtig. Die entfernten Spitzen 130 sind
kegelförmig,
um ein Anstoßen
der hineinreichenden Bereiche der Klammer 198 an den Nerv
zu verhindern. 29 ist ein typisches Spannungs-Dehnungsdiagramm
der Nickel-Titan-Legierung, einer superelastischen Legierung, die
für das
Verwenden in einer Bandscheibenklammer 198 geeignet ist.
In 29 sind weiterhin verschiedene Druckstadien einer
Nickel-Titan-Klammer 198 angegeben. Die Druckkraft ist
anfangs am größten, wenn
sie den ringförmigen
Vorfall eindrückt.
Wenn der Vorfall zusammengedrückt
ist, ist die Dehnung der Klammer 198 beseitigt und die Druckkraft
der Klammer 198 schwächt
sich schnell ab. Wenn die Anschläge 173 den
Wirbelkörper 159 erreichen,
ist die Druckkraft unwesentlich und die Erosion an Knochen und Annulus
wird minimiert. Da die Spannung an der Klammer 198 nach
dem Zusammendrücken
des Vorfalls minimal ist, kann keine weitere Erosion der Bandscheibe 100 auftreten, selbst
dann nicht wenn keine Anschläge 173 an
den Druckelementen 111 vorhanden sind.
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Die
Klammer/Druckelemente-Anordnung 198/111 kann auch
durch einen seitlichen Einschnitt angebracht werden. Ein Aufweitungswerkzeug
ist modifiziert, um die Klammer/Druckelemente 198/111 seitlich
zu halten. Das modifizierte Werkzeug wird weiterhin als eine Verlängerung
verwendet, um die Anordnung 198/111 in dem Patienten
anzubringen. Das seitliche Einsetzen und die Manövrieren der Anordnung 198/111 kann
mögliche
Schäden
infolge übermäßiger Gewebezurückziehung
minimieren, insbesondere für
Bandscheiben 100, die von Blutgefäßen, Muskeln und Nerven umgeben
sind. So liegt zum Beispiel die L3-4-Bandscheibe 100 bilateral
zwischen den Lenden-Hauptmuskeln, die lumbosakrale Nervenwurzeln
enthalten und die gegenüber
einem übermäßigen Zurückziehen
empfindlich sind. Die Aorta und die untere Hohlvene liegen vor der
Bandscheibe 100. Um die L3-4-Bandscheibe 100 zusammenzudrücken, ist
die offene Seite der aufgeweiteten C-förmigen Klammer/Druckelemente-Anordnung 198/111 vertikal
entweder oben oder unten zu dem Patienten hin ausgerichtet, um das
Einsetzen so dünn
wie möglich
zu gestalten. Durch einen seitlichen Einschnitt wird die aufgeweitete
und vertikal ausgerichtete C-förmige
Klammer/Druckelemente-Anordnung 198/111 zwischen
die L3-4-Bandscheibe und die Blutgefäße (Aorta und untere Hohlvene) vor
der Bandscheibe 100 eingesetzt. Die Klammer/Druckelemente-Anordnung 198/111 wird
dann langsam gedreht, um die offene Seite nach hinten auszurichten,
wobei beide Druckelemente 111 seitlich um die L3-4-Bandscheibe 100 angeordnet
werden. Die Klammer/Druckelemente-Anordnung 198/111 wird
dann langsam freigegeben, um die Bandscheibe 100 zusammenzudrücken, gefolgt
von einem Zurückbringen
des Aufweitungswerkzeugs.
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Das
Druckelement 111 kann auch an einer Halterung 139 durch
eine Schraube 187 befestigt werden, wie es in 30 dargestellt
ist. Die Halterung 139 ist mit Schlitzen 165 für Bolzen
oder Schrauben zum Befestigen in dem Wirbelkörper 159 ausgestattet,
um so die vorgefallene Bandscheibe 100 mit dem Druckelement 111 zusammenzudrücken. Das
Druckelement 111 kann ebenfalls einstückig mit der Halterung 139 hergestellt
sein, wie es in 31 dargestellt ist. 32 zeigt
das Zusammendrücken
der vorgefallenen Bandscheibe 100 durch die Druckelement/Halterung-Anordnung 111/139,
die durch Bolzen 161 oder Schrauben in dem Wirbelkörper 159 befestigt
ist, wobei die Köpfe
der Bolzen in der Aussparung 164 der Halterung 139 verborgen sind. 33 zeigt
eine Querschnittsansicht des bilateralen Zusammendrückens der
Bandscheibe 100, die mit der Druckelement/Halterung-Anordnung 111/139 und
mit den Bolzen 161 durch den Wirbelkörper 159 befestigt
ist. Im Wesentlichen weisen die Halterungen 139 die gleiche
Funktion auf, wie die Anschläge 173 mit
den Befestigungslöchern 165, 110.
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34 zeigt
einen Bolzen 161 mit zwei Längsschlitzen 106,
die entlang der Länge
des Bolzens 161 ausgeschnitten sind. Der Bolzen 161 kann aus
einem elastischen Metall, beispielsweise Nickel-Titan, hergestellt sein. Die Schlitze 106 können durch
Laser, Wasserstrahl, Draht- oder Senker-Funkenerosionbearbeitung
ausgeschnitten werden. 35 zeigt die Schlitze, nachdem
sie offen gedrückt
und geformt sind, um vier elastische und zusammendrückbare Streben 107 zu
bilden. Für
Nickel-Titan-Bolzen 161 sind die Streben 107 durch das
Einsetzen von Einschubstücken
oder Spannvorrichtungen, Erhitzen der unterlegten Bolzen 161 auf etwa
500°C über einen
Zeitraum von 5 bis 10 Minuten und darauffolgendes Abschrecken des
wärmebehandelten
Bolzens 161 in kaltem Wasser vor dem Entfernen der Spannvorrichtungen
geformt. Es ist auch mög lich,
einen Bolzen 161 mit elastischen und zusammendrückbaren
Streben 107 in bereits offenen Stellungen zu formen oder
zu gießen,
wie es in 35 dargestellt ist. Bei offenen
Streben 107 ist die Länge
des Bolzens 161 elastisch oder rückfedernd verkürzt. 36 zeigt
eine Hülse 104 mit
einem Hohlraum 225 und vier Fenstern 114, die
für das
Vorstehen der elastischen Streben 107 des Bolzens 161 dimensioniert
und ausgestaltet ist. 37 zeigt das Einsetzen des Bolzens 161 mit
den elastischen Streben 107 rückfedernd zusammengedrückt und
in der Hülse 104 angeordnet.
Die Streben 107 und die Fenster 114 befinden sich
in einer Stellung außer Phase,
in der die Fenster 114 und die Entfaltungsrichtung der
Streben 107 sich nicht überlappen.
Die Länge
des Bolzens 161 ist in der Stellung außer Phase in der Hülse 104 größer als
die Länge
des Bolzens 161 mit offenen Streben 107, wie es
in 35 dargestellt ist. 38 zeigt
das Drehen des Bolzens 161 bezüglich der Hülse 104 oder das Drehen
der Hülse 104 bezüglich dem
Bolzen 161 aus der Stellung außer Phase in eine Stellung
in Phase, in der die Fenster 114 mit den Entfaltungsrichtungen
der Streben 107 ausgerichtet sind. Dadurch stehen die elastischen
Streben 107 aus den Fenstern 114 vor und die Gesamtlänge des
Bolzens 161 ist elastisch oder rückfedernd verkürzt.
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39 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Wirbelbewegungssegments mit verringerter
Bandscheibenhöhe
oder mit Symptomen spinaler Stenose. Zwei Bandscheiben-Druckelement/Halterung-Anordnungen 111/139 sind
seitlich mit zwei elastischen Bolzen 161 verankert, die
Schlitze 106 in den beiden sich in Stellungen außer Phase
befindlichen Hülsen 104 aufweisen.
Der runde Hülsenkopf 108 und
die runde Mutter 162 sind dazu ausgestaltet, eine Drehbewegung
der Druckelement/Halterung-Anordnung 111/139 während des
Zusammendrückens
der Bandscheibe 100 zu erlauben. Das Entfalten der Streben 107 wird
durch Drehen der Hülsen 104 aus
der Stellung außer
Phase in die Stellung in Phase aktiviert oder ausgelöst, wodurch
es den Streben 107 ermöglicht
wird, aus den Fenstern 114 der Hülsen 104 hervorzustehen
und eine elastische oder rückfe dernde, nach
innen ziehende Zugkraft auf beide Druckelement/Halterung-Anordnungen 111/139 auszuüben. Ähnlich wie
bei der Klammer/Druckelement-Anordnung 198/111 gibt
das elastische Zusammendrücken der
Bandscheibe 100 den umgebenden Bändern Zeit, um sich langsam
auszudehnen und dem Annulus der Bandscheibe 100 wird Zeit
gewährt,
um sich allmählich
zu verdicken. Dadurch wird eine Gewebeschädigung minimiert und die Höhe der Bandscheibe 100 wird
vergrößert, um
die spinale Stenose abzuschwächen,
wie es in 40 dargestellt ist. 40 zeigt,
dass die Ebene der entfalteten Streben 107 senkrecht zu
der Endplatte 105 verläuft,
jedoch idealerweise sollte die Ebene der entfalteten Streben 107 parallel
zu der Endplatte 105 verlaufen, um das Spreizen der Streben 107 ohne
ein Stören
durch die Endplatte 105 zu maximieren. Dafür kann eine
für den
Chirurgen sichtbare Markierung an dem Bolzenkopf 116 beim
Identifizieren der Entfaltungsebene der Streben 107 hilfreich
sein.
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41 zeigt
das monolaterale Zusammendrücken
der Bandscheibe 100 in die konkave Seite des gekrümmten skoliotischen
Wirbelsegments. 42 zeigt die Aktivierung der
elastischen Befestigung durch das Einstellen des Bolzens 161 und
der Hülse 104 in
die Stellung in Phase, wodurch das Druckelement 111 langsam
in die konkave Seite des gekrümmten
Rückgrats
verkeilt wird, um das skoliotische Wirbelsegment zu korrigieren
oder zu begradigen. Um das gesamte skoliotische Rückgrat zu
korrigieren, können
mehrere Einschübe
in mehrere skoliotische Segmente durchgeführt werden. Der Grad der einzelnen
Einschübe
kann individuell gewählt oder
mit verschiedenen Dicken und Formen des Druckelements 111 angepasst
werden. Die Plateauflächen 171 des
Druckelements 111 können
nicht-parallel sein, um das Einpassen und die Korrektur zu optimieren,
wie es in 27 dargestellt ist. Die Plateauflächen 171 können auch
zum Erhalten einer Gewebeeinwachsöffnung 160 ausgespart
sein, um das ringförmige
Einwachsen zu fördern
und das Verrutschen des Druckelements 111 nach außen zu minimieren.
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43 zeigt
eine abbaubare Hülse 218,
welche die elastischen Streben 107 des Bolzens 161 festhält oder
ihr Öffnen
begrenzt. Die Öffnungsrate der
Strebe 107 wird durch die Abbaurate der abbaubaren Hülse 218 bestimmt.
Der Hauptvorteil der abbaubaren Hülse 218 ist das Entfallen
des Schritts des Drehens von einer Stellung außer Phase in eine Stellung
in Phase. Ferner kann es für
das allmähliche Öffnen der
Streben 107 von Vorteil sein, wenn ein langsam erodierendes
Polymer verwendet wird, um die Bandscheibe 100 behutsam
und allmählich
zusammenzudrücken
und sich in sie einzuschieben. Die abbaubare Hülse 218 kann aus Polyaktid,
Polyglykolid, Poly(Laktid-co-Gylkolid), Polykaprolakton, Polydioxanon,
Polyanhydrid, Trimethylen Karbonat, Poly-Beta-Hydroxybutyrat, Polyhydroxyvalerat,
Poly-Gamma-Äthyl-Glutamat,
Poly (DHT Iminokarbonat), Polyx(Bisphenol A Iminokarbonat), Poly-Ortho-Ester, Polycyanoakrylat
und Polyphosphazen bestehen. Es gibt auch natürliche biologisch abbaubare
Materialien, einschließend
Kollagen, Gelatine, Zellulose, Chitin und Dextran. Viele dieser
biologisch abbaubaren Materialien sind im Knochen oder in der Bandscheibe 100 biologisch
nicht kompatibel. Die Kombination elastischer Bolzen 161 und
abbaubare Hülse 218 kann
jedoch in anderen Industrien verwendet werden, um eine elastische
Zugbefestigung zur Verfügung
zu stellen. Der Abbau kann durch Wasser ausgelöst werden. Für die Verwendung
als Implantat sind Polyaktid, Polyglykolid oder poly(Laktid-co-Glykolid)
am geeignetsten zum Herstellen der abbaubaren Hülse 218.
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Es
ist für
das Verbinden von Knochen oder zum Befestigen von Gewebe möglich, dass
sowohl der elastische Bolzen 161 als auch die Hülse 218 biologisch
abbaubar sind. Die Abbauzeit für
DL-Polyaktid beträgt 12 bis
16 Monate und für
50/50 Laktid und Glykolit-Mischpolymerl bis 2 Monate. Der Bolzen 161 mit
offenen Streben 107 kann durch Spritzgießen mit
DL-Polyaktid (Modul 1,9 Gpa) hergestellt werden und die Buchse 218 mit
50/50 Laktid und Glykolid. Ausgelöst durch den Abbau der Hülse 218 innerhalb von
zwei Monaten, beginnt die elastische Wirkkraft des Bolzens 161.
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Nach 16 Monaten
werden nach dem erwartungsgemäßen Heilen
der Wunde auch der Bolzen 161 und die Mutter 162 abgebaut.
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Ähnlich wie
der elastische Bolzen 161, kann auch eine Schraubenfeder 125,
wie sie in 44 dargestellt ist, Druck auf
die Druckelement/Halterung-Anordnung 111/139 ausüben. 45 zeigt
eine Querschnittsansicht des Zusammendrückens der Bandscheibe 100 durch
einen Bolzen 161, eine Druckelement/Halterung-Anordnung 111/139,
eine Unterlegscheibe 163, eine zusammengedrückte Schraubenfeder 125,
eine andere Unterlegscheibe 163 und eine Mutter 162. 46 zeigt
das Zusammendrücken
der Bandscheibe 100 und das Einschieben des Druckelements 111,
aktiviert durch die Schraubenfeder 125. Es können auch
andere Arten von Federn verwendet werden. 47 zeigt
zwei verbundene Hebefedern 121, die nach außen gekrümmt oder
gewölbt
sind. Die Federn 121 sind an beiden Enden 118 verbunden
und ein Schraubenloch 120 ist nahe dem Mittelpunkt der
beiden Federn 121 angeordnet. Die Hebefedern 121 können als
Schraubenfeder 125 in 45 und 46 verwendet
werden, um die Bandscheibe 100 elastisch zusammenzudrücken.
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48 zeigt
eine Druckelement/Halterung-Anordnung 111/139,
angebracht vor einem kyphotischen Wirbelsegment. Die Halterung 139 ist durch
Schwenkmittel 126 und elastische Befestigungsmittel 127 an
dem Wirbelkörper 159 verankert. Mit
der Zeit schiebt sich das Druckelement 111 in die Bandscheibe 100,
um die kyphotische Verbiegung zu korrigieren und zu begradigen,
wie es in 49 dargestellt ist. Die Halterung 139 kann
auch aus einem elastischen oder rückfedernden Material hergestellt sein,
das unter Dehnung angebracht ist, um die Bandscheibe 100 zusammenzudrücken.
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Die
Druckelement/Halterung-Anordnung 111/139 kann
auch verlängert
sein, um, wie es in 50 dargestellt ist, eine Doppelfunktion
zu erfüllen,
nämlich
Zusammendrücken
der Bandscheibe 100 und Rückgratfusion. Im Unterschied
zu der gegenwärtig
vorhandenen Fusionsplatte, drückt
die verlängerte
Druckelement/Halterung- Anord-nung 111/139 die
Bandscheibe 100 zusammen und verdickt sie, indem der Bandscheibenraum
vergrößert wird
und möglichweise
das Anstoßen
an einen Nerv abschwächt.
Die verlängerte
Halterung 139 weist ein Druckelement 111 nahe
dem mittleren Bereich und den Schrauben/Bolzen-Löchern 110 oder den
Schlitzen 165 über
und unter dem Druckelement 111 auf. 51 zeigt
eine Rückgratfusion
und eine Bandscheibenzusammendrückung
mit der verlängerten Druckelement/Halterung-Anordnung 111/139.
Eine Querschnittsansicht der Rückgratfusion
und der Zusammendrückung
mit zwei Druckelement/Halterung-Anordnungen 111/139,
die an zwei Wirbelkörpern
befestigt sind, ist in 52 dargestellt. Um die besten
Ergebnisse zu erzielen, werden die Bolzen 161 oder die
Schrauben in den Schlitzen 165 angeordnet und gleichmäßig festgezogen,
um die Bandscheibe 100 zusammenzudrücken und die Wirbelkörper 159 auseinanderzuziehen.
Dann werden Löcher in
den Wirbelkörpern
erzeugt, um die Bolzen 161 oder die Schrauben durch die
Halterungslöcher 110 anzuordnen
und um die Halterung 139 weiter zu befestigen. Von dem
Zusammendrücken
der Bandscheibe 100 mit Rückgratfusion wird eine Vergrößerung der
Bandscheibenhöhe
erwartet, die besonders für
schwere segmentale Instabilität
oder spinale Stenose geeignet ist. Unter Verwendung der gegenwärtigen Technologie
verringern sich im Allgemeinen die Bandscheibenhöhen (Watkins, R. u.a., „Vergleich
der Höhen
des Bandscheibenraums nach einer vorderen lumbalen Zwischenkörperfusion„, Spine
14(1989) 8: S. 876 bis 878).
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53 zeigt
eine mittlere Querschnittsansicht eines Wirbelsegments mit einem
normalen Vorfallen der Ringschichten nach außen während eines axialen Zusammendrückens. Wenn
der Nukleus pulposus 128 altert, austrocknet oder degeneriert,
zeigen die Ringschichten bei gleichen axialen Zusammendrückungen
eine Wölbung
sowohl nach außen als
auch nach innen (Seroussi, R.E, u.a., „Innere Verformungen von intakten
und entkernten menschlichen lumbalen Bandscheiben durch Druck-,
Biegungs- und Dehnungsbelastungen„, Journal of Orthopaedic
Research-(1989)7, S. 122 bis 132; Meakin, J.R., „Ersetzen des Nucleus pulposus
der Bandscheibe„,
Clinical Biomechanics (2001)16, S. 560 bis 565). Es wird angenommen,
dass das Wölben
nach innen und nach außen
eine Delaminierung in dem inneren Kern der Ringschichten verursacht,
wie es in 54 dargestellt ist. Die delaminierte
Ringschicht ist dünn,
nicht abgestützt
und verschleißanfällig. Normalerweise
beginnt die Delaminierung nahe dem alternden Nukleus pulposus 128 und
führt zu
einem Aussickern des Nukleus pulposus 128 und der hervortretenden
Bandscheibe 100, wie es in 55 dargestellt
ist (Goel, V.K. u.a., „Interlaminare
Scherbeanspruchungen und Schichttrennung in einer Bandscheibe„, Spine
20(1995)6, S. 698 bis 698). Die Druckelemente 111 bewirken
ein Zusammendrücken der
Bandscheibe 100 nach innen, ein Abflachen des Vorfalls
und unterstützen
das Auswölben
nach innen, um das Fortschreiten der Ringdelaminierung zu minimieren
und um die Zerstörung
der schadhaften Bandscheibe 100 aufzuhalten, wie es in 56 dargestellt
ist. Das Zusammendrücken
der Bandscheibe 100 durch das Druckelement 111 kann
auch die Sickerkanäle
des Nukleus pulposus 128 in einer gebrochenen Bandscheibe 100 flach
drücken
und sie abdichten, um die chemische Reizung der Nerven 102 zu
minimieren.
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Es
wird angenommen, dass chronischer Schmerz im unteren Rückenbereich
im Allgemeinen durch das Anstoßen
des Nervs 102 verursacht wird. Magnetresonanzuntersuchungen
zeigen jedoch, selbst wenn Ischias vorliegt, oft kein Anstoßen neuraler
Strukturen. Ferner können
Kochsalzlösungsinjektionen,
Röntgenkontrastdarstellungen
der Bandscheibe und das Zusammendrücken der Längsbänder des Rückgrats Rückenschmerz und Ischias hervorrufen.
Diese Beobachtungen haben zur erneuten Überprüfung der Leitungswege und der
Verteilung der den Schmerz wahrnehmenden Nervenenden in gesunden
und krankhaften Rückgraten
geführt.
In der gesunden Bandscheibe 100 ist nur das äußere Drittel
des Annulus von Nerven durchzogen. Bei Patienten mit chronischem
Schmerz im unteren Rückenbereich,
erstrecken sich jedoch die Nerven in das innere Drittel des Annulus
und einige sogar in den Nukleus pulposus 128 (Freemont, A.J.
u.a., „Einwachsen
eines Nervs in eine krankhafte Bandscheibe bei chronischem Schmerz
im unteren Rückenbereich„, The
Lancel 350(1997) 19. Juli, S. 178 bis 181). Das Einwachsen eines
Nervs in Bindegewebe ist normalerweise ein Zeichen einer Reparatur
mit Fortschritt. Ähnlich
wie bei Gelenkknorpel in Gelenken, verläuft jedoch der Heilungsprozess
des Annulus sehr langsam und unzureichend. 57 zeigt
das Einwachsen der Sinuvertebral-Nerven 216, die das Empfinden
von Zug- oder Dehnungsschmerz von den delaminierten Taschen in der
degenerierenden Bandscheibe 100 leiten. Die Sinuvertebral-Nerven 216 wachsen
normalerweise nur von der Oberfläche in
den Annulus ein, wenn die Bandscheibe 100 zu degenerieren
beginnt. 58 zeigt das Zusammendrücken der
Sinuvertebral-Nerven 216, die in die degenerierte Bandscheibe 100 führen, durch
die Druckelemente 111. Bei längerem und intensiverem Zusammendrücken durch
die Druckelemente 111 wird erwartet, dass die Sinuvertebral-Nerven 216 mit
der Übertragung
von Schmerzsignalen von der degenerierten Bandscheibe 100 aufhören, sich
innerhalb von Tagen zurückbilden
und den Schmerz ohne ihr Entfernen lindern.
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Die
Druckelemente 111 können
auch mit Hilfe einer Trokarführung 185 durch
eine vorgefallene Bandscheibe 100 angebracht werden. 59 zeigt das
Einsetzen eines Trokars 103 von der Seite durch die vorgefallene
Bandscheibe 100 und bei 184 auf einen Nerv 102 auftreffend.
Das Einsetzen des Trokars 103 und der Druckelemente 111 kann
endoskopisch durch einen seitlichen Einschnitt sowie durch eine von
vorn erfolgende Verfahrenweise, die in 59 dargestellt
ist, durchgeführt
werden. 60 zeigt das Einsetzen eines
Dilators 230 über
den Trokar 103. Darauf wird der Trokar 103 zurückgezogen,
während der
Dilator 230 in der Bandscheibe 100 bleibt, wie
es in 61 dargestellt ist. 62 zeigt
das Einsetzen eines Bolzens 161, einer Anordnung, bestehend
aus einem gekrümmten
Druckelement 111 und einer Unterlegscheibe 163,
in den Dilator 230. 63 zeigt das
Zurückziehen
des Dilators 230, um das Gewinde 109 des Bolzens 161 freizulegen. 64 zeigt
das Anordnen eines anderen Druckelements 111 am dem Bolzen 161 mit
einer Unterlegscheibe 163 und einer Mutter 162. 65 zeigt
das Festziehen der Anordnung von Bolzen 161, Mutter 162,
Druckelementen 111 und Unterlegscheibe 163, um
den Vorfall der Bandscheibe 100 zu befestigen, wobei die
geneigte Fläche 170 in
die Bandscheibe 100 eingebettet ist. Zum elastischen Zusammendrücken kann
der elastische Bolzen 161 mit den elastischen Streben 107 mit der
Hülse 104 verwendet
werden, wie es in 37 dargestellt ist, oder mit
der biologisch abbaubaren Hülse 218,
wie es in 43 dargestellt ist.
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Das
Druckelement 111 kann auch durch die äußeren Schichten der Bandscheibe 100 und/oder mit
einer Halterung 139 befestigt werden, die an dem Wirbelkörper 159 befestigt
ist, wie es in 66 dargestellt ist. Der Schraubeneintritt 217 kann
mit einem Trokar 103 hergestellt werden, wie es in 67 dargestellt
ist. Um die ringförmige
Neubefestigung und/oder Regenerierung des ansonsten langsam heilenden,
entzündeten
Annulus zu verbessern, werden der Endplatte 105 Ableitungsstellen 224 mit
dem Trokar 103 durch die vorfallende Bandscheibe 100 zugefügt, wie
es in 67 dargestellt ist. Das Einführen des
in 67 dargestellten Trokars 103 erfolgt
in schräg
oder in nach oben angewinkelter Richtung, die geeignet ist, dass
er zwischen die oberen und unteren Flächen der Laminae passt, um
Laminektomie zu verhindern oder zu minimieren. 68 zeigt
einen gekrümmten
Trokar 103, der an die Ableitungsstellen 224 sowohl
an den oberen und unteren Endplatten 105 nach einer Verfahrensweise
von hinten/von der Seite angelegt ist. Ein sattelförmiges Druckelement 111 mit
einer zylindrischen Ringberührungsfläche 119,
einer geneigten Fläche 170,
abgerundeten Spitzen 13, einem Schraubenloch 110 und
einer Mulde 223 oder Aussparung zum Verbergen des Schraubenkopfes 226 einer
Schraube 187 ist in 69 dargestellt. 70 zeigt
das Eindringen der Schraube 187 durch den äußeren Bereich
einer vorgefallenen Bandscheibe 100 und durch die Endplatte 105 in
den Wirbelkörper 159. 71 zeigt
das Zusammendrücken
der vorgefal lenen Bandscheibe 100 durch das Druckelement 111,
das durch die Schraube 187 befestigt und in dem Wirbelkörper 159 verankert
ist, um das Anstoßen
des Nervs 102 an der in 70 dargestellten
Anstoßstelle 184 abzuschwächen. 72 zeigt
eine Längsansicht
einer durch die Druckelement/Schraube-Anordnung 111/187 befestigten Bandscheibe 100 mit
an beiden Endplatten 105 zugefügten Ableitungsstellen 224.
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Die
Festigkeit der befestigten Bandscheibe 100 kann in hohem
Maße durch
das Heilen erhöht werden,
das durch die chirurgisch zugefügten
Ableitungsstellen 224 ausgelöst wird. Die Neuanordnung des
Bandes an dem Knochen ist ein gutes Beispiel dafür. Ein biologisch abbaubares
Nahtmaterial, ausgelegt für
eine Belastung von 9 kg (20 Pounds) wird verwendet, um ein verschlissenes
Band an einem chirurgisch mit einer Ableitungsstelle versehenen Knochen
zu befestigen. Innerhalb von zwei Wochen kann die Zugbelastung des
neu angebrachten Bandes 23 kg (50 Pounds) erreichen, wobei die Festigkeit
mit der Zeit größer wird.
Im Wesentlichen wird das Nahtmaterial nur verwendet, um die Position
des verschlissenen Bandes beizubehalten. Die Neubefestigung und
das Heilen erfolgen auf natürlichem Wege
durch den chirurgisch mit einer Ableitungsstelle versehenen Knochen.
Wenn der vorfallende Annulus durch das Druckelement 111 zusammengedrückt wird,
wie es in 72 dargestellt ist, bilden sich
Adhäsionen
durch das Aussickern aus den Ableitungsstellen 224 zwischen
den Endplatten 105 und dem zusammengedrückten Annulus aus. Die Gewebeadhäsion und
das befestigte Druckelement 111 wirken zusammen, um den
vorfallenden Annulus an seinem Platz zu halten, das Anstoßen des
Nervs 102 an der Stelle 184 abzuschwächen und
um Zeit für
das Regenerieren des Annulus zur Verfügung zu stellen.
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Ähnlich wie
bei den Menisken im Knie und dem Knorpel in Gelenken weist der Annulus
eine begrenzte Kapazität
für das
Heilen und die Regeneration auf. Für die Gelenknorpelregeneration
im Knie wird eine arthroskopische Ahle verwendet, um mehrere Löcher an
der Knorpelfläche
zu erzeugen, die es Blut- und Knochenmarkelementen ermöglichen,
den Schaden auszufüllen,
was zur Bildung von Faserknorpel führt. Patienten haben berichtet,
dass sie eine wesentliche Verbesserung verspürt haben (Blevins, F.T., u.a., „Behandlung
von Gelenkknorpelschäden
bei Sportlern: eine Analyse des funktionellen Ergebnisses und der
Verletzungserscheinung„,
Orthopedics -(1998) Juli (7), S. 761 bis 767). Keine Arbeiten wurden
hinsichtlich des Punktierens der Endplatte 105 zum Unterstützen der
Ringgeneration und -ahäsion
durchgeführt.
Eine qualitative in-vitro-Untersuchung
der Bandscheiben von erwachsenen Menschen zeigte, dass die Endplatten 105 tatsächlich teilweise
für gelöste Stoffe
oder Nährstoffe
durchlässig
sind. Die Durchlässigkeit
hängt mit
dem Vorliegen von vaskulären
Kontakten zwischen den Knochenmarkräumen des Wirbelkörpers 159 und
dem Hyalinknorpel der Endplatte 105 zusammen. Ein Drittel
des zentralen Bereichs und nur ein Zehntel der peripheren Zone der
Endplatten 105 stehen für
eine Diffusion, das Austauschen von Nährstoffen und Abfallstoffen
zwischen der Bandscheibe 100 und den Wirbelkörpern 159 zur
Verfügung
(Holm, S. u.a., „Nährstoffversorgung
der Bandscheibe„,
Clinical Orthopaedics and Related Research (1977)129, Nov.-Dez.,
S. 101 bis 114). Es ist anzunehmen, dass Nährstoffmangelerscheinungen
zur Degenerierung der Bandscheibe 100 führen könnten (Nachemson, A. u.a., „In vitro-Diffusion
von Farbstoff durch die Endplatten und den Annulus fibrosus der
Lumbal-Bandscheiben des Menschen„, Acta Orthop. Scand. (1970)41,
S. 589). Es ist weiterhin anzunehmen, dass die Ringregenerierung
wegen des verkalkten Hyalinknorpels an der Endplatte 105 bei
Erwachsenen langsam verläuft, wobei
der Transport von Nährstoffen
in hohem Maße behindert
wird. Punktierungen von Endplatten 105 mit einer Ahle oder
mit einem Trokar 103 könnten Durchgangskanäle für Nährstoffe
zur Verfügung
stellen, die zu einer Beschleunigung der Ringregenerierung führen. Ferner
ist es, wenn die Bandscheibe 100 einer schnellen Reparatur
durch die in der Endplatte 105 erzeugten offenen Kanäle unterzogen
wird, möglich,
dass weniger Schmerzsignale und/oder in der Zeitdauer verkürzte Schmerzsignale
von dem degenerierten Annulus ausgesendet werden. Das Einwachsen
des Nervs 216 in die Bandscheibe 100 kann abnehmen.
Weiterhin können
sich die Gefahren zukünftiger
durch die Bandscheibe bedingter Schmerzen verringern.
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Spondyloisthesis
ist ein Zustand, indem ein Wirbelkörper 159, normalerweise
L5 und S1, sich abtrennt und aus einer Bandscheibe 100 verrutscht,
wie es in 73 dargestellt ist. Das Verrutschen
tritt normalerweise mit etwas Erosion an dem Fazettengelenk 129 auf,
wodurch sich der Bewegungsprozess des unteren Gelenks 143 von
L5 sich mit dem Bewegungsprozess des oberen Gelenks 142 von
S1 überlagert,
wie es ebenfalls in 73 dargestellt ist. Spondyloisthesis
wird normalerweise chirurgisch durch lumbosakrale Fusion unter Verwendung
von Instrumenten behandelt, die mit Schrauben befestigt sind, die
anfällig
gegen Ermüdung
und Bruch sind. Anstatt der Verwendung von Instrumenten zum Fusionieren
der Bandscheibensegmente, kann die Adhäsion und Regeneration des Annulus
die Notwendigkeit von Instrumenten und Hardware ausschließen. Nachdem
das Rückgrat
mit dem betroffenen Wirbelkörper 159 neu
positioniert ist, werden durch den Trokar 103 Ableitungsstellen
erzeugt, um die Gewebeadhäsion
zwischen der Endplatte 105 und der Bandscheibe 100 auszulösen, wie
es in 74 dargestellt ist. Ein Zeitraum
(2 bis 4 Wochen) der Unbeweglichkeit des unteren Rückenbereichs,
gefolgt von passiver Bewegung ist für das Herausbilden einer korrekte Adhäsion und
einer ausreichenden Neubefestigung erforderlich.
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Ein
gekrümmter
Trokar 103 (der nicht Bestandteil der beanspruchten Erfindung
ist, der jedoch hierin beschrieben wird, um ein weitergehendes Verständnis zu
erzielen), hergestellt aus elastischem Material, beispielsweise
Nickel-Titan oder angelassener rostfreier Federstahl, ist in dem
Hohlraum einer starren Hülse 220 aufgenommen,
wie es in 75 dargestellt ist. Der Griff
des Trokars 103 enthält
eine Markierung 221, welche die Krümmungsrichtung anzeigt. Der
gekrümmte
Trokar 103 kann elastisch in der sich verschiebenden Hülse 220 begradigt
werden, wie es in 76 dargestellt ist. Die Krümmung kehrt
zurück,
wenn die Hülse
von dem gekrümmten Abschnitt
des Trokars 103 weggeschoben wird. Die Hülse/Trokar-Anordnung 220/103 ist
senkrecht zu der Bandscheibe 100 angeordnet. Durch Schieben des
Griffs des Trokars 103 durchlöchert der Trokar 103 die
Bandscheibe 100, nimmt die unbegrenzte Krümmung wieder
an und bohrt sich durch die Endplatte 105, wie es in 77 dargestellt
ist. Der elastisch gekrümmte
Trokar 103 bietet dem Chirurgen hinsichtlich der Sicherheit
des Patienten und der chirurgisch zugänglichen Positionen zum Erzeugen
von Ableitungsstellen 224 an der Endplatte 105 einen größeren Spielraum.
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78 zeigt eine abgeflachte oder vorfallende
Bandscheibe 100 zwischen den Wirbelkörpern 159, eine allgemeine
Ursache von segmentaler Instabilität und/oder spinaler Stenose.
Ein Paar von Druckelementen/Schrauben 111/187 ist
durch einen Bereich der Bandscheibe 100, durch die Endplatte 105 angeordnet
und in dem Wirbelkörper 159 befestigt,
wie es in 79 dargestellt ist. Die vorgefallene oder
instabile Seitenwand der Bandscheibe 100 ist durch die
Druckelemente/Schrauben 111/187 zusammengedrückt, abgestützt, verstärkt, begrenzt, angezogen
und gequetscht, um die segmentale Instabilität zu minimieren.
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Ein
Paar von Druckelementen/Schrauben 111/187 wurde
verwendet, um ein lumbales Bewegungselement einer Leiche in gleicher
Weise, wie in 79 zu befestigen. An dem befestigten
Segment der Leiche wurde eine Bewegungsanalyse durchgeführt, die
eine wesentliche Erhöhung
der Stabilität
bei Biege-/Dehnungs- und seitlichen Biegebewegungen ergab. Die Bandscheibenhöhe war nach
der Befestigung der Bandscheibe 100 mit den Druckelementen 111/187 ebenfalls
erhöht.
Das Ergebnis der Leichenstudie zeigt das Potential für das Behandeln
spinaler Stenose durch Zusammendrücken, Konsolidieren und Zurückklemmen
des vorfallenden Annulus zwischen den Wirbelkörpern 159, um die
Dicke der Bandscheibe und des Zwischen wirbelraums aufzubauen und
um das Anstoßen
des Nervs 102 abzuschwächen,
wie es in 80 dargestellt ist. Um zu verhindern,
dass sich die Schrauben 187 gegenseitig behindern, wenn
mehrere Druckelemente 111 verwendet werden, können die
Schrauben 187 getrennt in den einzelnen Wirbelkörpern 159 verankert
werden, wie es in 81 dargestellt ist.
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Um
eine Wanderung zu minimieren, kann das Druckelement 111 mit
einer Schraube 161 befestigt werden, die schräg durch
den Wirbelkörper 159 dringt,
und die durch eine Anordnung Unterlegscheibe 163 und Mutter 162 befestigt
ist, wie es in 82 dargestellt ist. Das Fördern des
Einwachsens des Gewebes in die Vorrichtung kann ebenfalls die Wanderung
der Vorrichtung minimieren. 83 zeigt
ein Druckelement 111 mit Gewebeeinwachsöffnungen 160, Kanälen oder
Aussparungen, um das Einwachsen des Annulus zu fördern und eine Wanderung des Druckelements 111 zu
verhindern.
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Das
in 84 dargestellte Druckelement 111 weist
ebenfalls mehrere Gewebeeinwachsöffnungen 160 auf,
die sich durch die Dicke des Druckelements 111 erstrecken.
Die großen
Einwachsöffnungen 160 regen
das Einwachsen des Annulus an, um über die Zeit das Wandern der
Vorrichtung zu verhindern. Es können
durch Variieren der Dicke des Druckelements 111 verschiedene
Arten des Gewebeeinwachsens gewählt
werden. Das dicke Druckelement 111 mit großen Einwachsöffnungen 160,
das an den oder über
den Endplatten 105 befestigt ist, kann das Knocheneinwachsen
anregen und die segmentale Fusion ohne das Entfernen der Bandscheibe 100 fördern. Die
existierende Fusionsprozedur mit Dissektion erfordert oft das Verengen
des Bandscheibenraums, das zu einem weiteren Anstoßen des
Nervs führen
kann. Die segmentale Fusion, hervorgerufen durch das Einwachsen
von Knochen aus den oberen und unteren Wirbelkörpern 159 in das Druckelement 111 erfolgt
nach der Distraktion der Bandscheibe 100 mit möglicher
Verdickung des Bandscheibenraums. Osteokonduktives Material, beispielsweise
das den Knochenein wachsfaktor fördernde
Kollagen und/oder Hydroxyapatit, kann verwendet werden, um die Gewebeeinwachsöffnungen 160 auszufüllen. Die
Flächen
des Druckelements 111 können
auch strukturiert oder porös
gestaltet werden, ähnlich
wie bei den Hüftprothesen,
um das Einwachsen der Knochen zu fördern.
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Für Bandscheiben 100 im
Brustkorb- oder im Nackenbereich, ist auch die Drehbewegung von
Bedeutung. 84 zeigt ein Druckelement 111 mit
geringfügig
nach außen
gekrümmten
Spitzen, um eine Ringpunktierung während übermäßiger oder unvorhergesehener
Drehungen zu minimieren.
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Das
Druckelement 111 kann aus einem rückfedernden oder elastischen
Material beispielsweise Nickel-Titan hergestellt sein, das 7% Dehnung
erlaubt, ohne das Formspeichervermögen zu verlieren. 85 zeigt
ein Druckelement 111 in einer offenen oder vorher angeordneten
Position. Die elastischen Druckelemente 111 können zum
endoskopischen Einsetzen in eine rohrförmige Zuführkapsel 131 geklappt
oder von dieser begrenzt sein, wie es in 86 dargestellt
ist. In der Kapsel 131 befindet sich das elastische Druckelement 111 in
einer Zuführstellung.
Die Zuführkapselanordnung 131,
die das elastische Druckelement 111 und eine Schraube 187 hält, ist
in einer Zuführvorrichtung 124,
gesichert durch Verriegelungen 132 und lösbar durch
Quetschen, angeordnet, wie es in 87 dargestellt
ist. Die Zuführvorrichtung 124 ist
mit einem Antrieb 133 versehen, der sich in die Schraubenschlüsselöffnung 228 der Schraube 187 erstreckt.
Bei einem kleinen Durchmesser oder Querschnitt der Zuführkapsel 131 kann es
möglich
sein, die vorgefallene Bandscheibe 100 in dem zentralen
Bereich durch Einsetzen der Kapsel 131 zwischen die Laminae
ohne Laminotomie einzusetzen, wie es in 87 dargestellt
ist. Die Schraube 187 wird dann durch die Bandscheibe 100 in
die Endplatte 105 nach vorn bewegt. Wenn der Schraubenkopf 226 das
Druckelement 111 berührt,
stößt die sich
nach vorn bewegenden Schraube 187 das eingeschlossene Druckelement 111 aus
der Kapsel 131, wie es in
-
88 dargestellt
ist. Um das elastische Druckelement an einem Drehen mit der Schraube 187 zu
hindern, kann der Querschnitt der Kapsel 131 nicht-kreisförmig sein.
Das ausgestoßene
Druckelement 111 nimmt die offene Stellung ein, indem die Beine
des elastischen Druckelements 111 auf der vorgefallenen
Bandscheibe 100 vor dem Nerv 102 gespreizt werden.
Bei einem weiteren Festziehen der Schraube 187 in die Endplatte 105 drückt der Schraubenkopf 226 gegen
das Druckelement 111 und spreizt es weiter in eine zusammengedrückte Stellung,
um den Annulus, der vorher vorgefallen ist, zu befestigen, wie es
in 89 dargestellt ist.
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Die
Anordnung elastisches Druckelement 111, Kapsel 131 und
Schraube 187 ist einzigartig dazu ausgestaltet, sich an
einen großen
Bewegungsbereich der Druckelemente 111 von der Zuführstellung
in die zusammengedrückte
Stellung anpassen zu können,
den selbst eine Nickel-Titan-Legierung nicht zur Verfügung stellen
kann. Die Einzigartigkeit liegt in der offenen Stellung über die
Hälfte
des Weges zwischen der Zuführ-
und der zusammengedrückten
Position. Die Größen der
Dehnung von der offenen in die Zuführposition und von der offenen
in die zusammengedrückte
Position sind nahezu gleich, jedoch in entgegengesetzte Richtungen
wirkend. Im Wesentlichen ist die offene oder vorher eingestellte Position
in der Mitte des Weges eingestellt, wodurch der große Bewegungsbereich
des Druckelements 111 ohne Verlust des Formspeichervermögens möglich ist.
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Um
das pendelartige Schwingen der Schraube 187 während des
Festziehens zu verhindern, ist ein Stabilisator 134 in
die Kapsel 131 eingesetzt, um den Schraubenkopf 226 in
einem Hohlraum 117 des Stabilisators 134 einzugrenzen,
wie es in 90 dargestellt ist. Der Stabilisator 134 enthält eine
Lippe 135, um zu verhindern, dass er durch die Kapsel 131 hindurchgeführt wird.
Wenn sich der Schraubenkopf 226 in dem Hohlraum 117 durch
die Bandscheibe 100 vorwärts bewegt, wird während der
Drehung des auf den Schraubenkopf wirkenden Antriebs 133 eine seitliche
Bewegung in hohem Maße
minimiert.
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91 zeigt
eine Klammer/Druckelement-Anordnung 198/111 mit
großen
Gewebeeinwachsöffnungen 160,
um das Einwachsen des Annulus zu sichern und eine Wanderung der
Klammer/Druckelement-Anordnung 198/111 zu verhindern.
Die Aufweitungshalterungen 199 können auch ein Bereich der Einwachsöffnungen 160 sein.
Die großen
Einwachsöffnungen 160 können auch
das Einwachsen von Knochen ermöglichen,
um die Rückgratfusion 234 zwischen
den oberen und unteren Wirbelkörpern 159 zu
fördern,
wie es in 92 dargestellt ist. Die durch
die Druckelemente 111 hervorgerufene Rückgratfusion 234 kann
weiterhin durch dicke und poröse
Druckelemente 111 unterstützt werden, welche die beiden
benachbarten Wirbelkörper 159 überbrücken und
es den Knochen der benachbarten Wirbelkörper 159 erlauben,
in die Einwachsöffnungen 160 des
Druckelements 111 einzuwachsen. Es ist auch möglich, die
Druckelemente 111 osteokonduktiv zu gestalten, wie es bei
Hüft- und Gelenkimplantaten
der Fall ist, wodurch es ermöglicht
wird, dass Knochen von benachbarten Wirbelkörpern 159 in die Druckelemente 111 eingebettet werden,
mit diesen fusionieren und eine segmentale Fusion 234 erzeugen.
Die Einzigartigkeit dieser Rückgratfusion 234 ist,
dass sie mit einer intakten und reparierten Bandscheibe 100 mit
der Möglichkeit ausgeführt wird,
eine durch das Zusammendrücken der
Bandscheibe hervorgerufene Erhöhung
der Bandscheibe 100 zu bewirken. Gleichermaßen würden Druckelemente 111 mit
osteokonduktiver Eigenschaft, porösen oder großen Einwachsöffnungen,
die mit einer Halterung 139, einem Bolzen 161 oder
mit einer Schraube 187 befestigt sind, ein Einwachsen von
Knochen und Rückgratfusion
erreichen.
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Für das Herstellen
des Druckelements 111 kann eine umfangreiche Reihe von
Materialien verwendet werden. Titan, rostfreier Stahl, Nickel-Titan-Legierung
oder ein anders metallisches Material werden wegen ihrer Festigkeit
und Haltbarkeit bevorzugt. Um Gewebeerosion zu minimieren, kann
zumindest ein Bereich des Druckelements 111 aus biologisch
verträglichen
Polymeren hergestellt sein, beispielsweise Polyuethan, Polypropylen,
Poly-Äther-Äther-Keton, Azetalharz, Polysulfon,
Polytetrafluoräthylen,
Polykarbonat, Silikon, Polyimid, Polyäthylen mit ultrahohem Molekulargewicht
oder anderen. Das Druckelement 111 kann auch mit einem Schmiermittel,
einem das Einwachsen fördernden Material,
einem Nerveneinwachsinhibitor, einem Nährstoff, einem Puffermittel,
Kollagen, Hydroxyapatit, einem schmerzstillenden Mittel, einem Dichtungsmittel
für den
Nukleus pulposus, einem Blutgerinnungsmittel, antibiotischen, strahlenden
oder echogenetischen Wirkmitteln beschichtet sein. Das Gehäuse 188 mit
dem schwenkbaren Stift 172, wie es in 21 dargestellt
ist, kann aus rostfreiem Stahl, Titan, Nickel-Titan oder aus einem
starren Polymer hergestellt sein.
-
Nachdem
die dysfunktionale Bandscheibe 100 durch das Druckelement 111 repariert
worden ist, eventuell beschleunigt durch die chirurgisch hinzugefügten Ableitungsstellen 224,
bildet sich der neue Annulus in einer nicht vorfallenden Position.
Innerhalb von Monaten kann die Belastung der reparierten Bandscheibe 100 vorwiegend
durch den regenerierten Annulus, der federnd zwischen den Wirbelkörpern 159 angeordnet
ist, abgestützt
werden, anstatt durch die Befestigungsstärke des Druckelements 111.
Es kann daher möglich
sein, das Druckelement 111 und die Stützvorrichtungen aus biologisch
abbaubarem Material herzustellen, beispielsweise aus Poly-Laktat,
Poly-Glykolik, Polykaprolakton, Trimethylenkarbonat, und Kombinationen
aus diesen oder anderen Materialien. Eine biologisch abbaubare Vorrichtung
ist insbesondere für
junge Patienten geeignet, um ein Wandern der Vorrichtung oder andere diesbezügliche Komplikationen
in der ferneren Zukunft zu vermeiden. Alle Materialien sollten in
der Lage sein, einer Sterilisation durch Gammastrahlen, Elektronenstrahlen,
Dampf, ETO (Äthylen
Oxid), Plasma oder UV-Licht zum Vermeiden von Infektion standzuhalten.
-
Zwanzig
bis vierzig Prozent der Patienten, die sich Laminektomie- und/oder Dissektomie-Prozeduren
unterziehen, finden keine Schmerzerleichterung. Wegen der hohen
Invasivität
der gegenwärtigen
Verfahren sind epidurale Wundenvernarbung und Wirbelinstabilität die verbreitetsten
und oft fortbestehenden Komplikationen nach dem chirurgischen Eingriff.
Diese gewebeentfernenden Prozeduren sind nicht umkehrbar. Für viele
Patienten kehrt der Schmerz oft nach fünf Jahren oder früher zurück. Im Gegensatz
dazu reparieren die vorgeschlagenen Druckelemente 111 und
Verfahren die dysfunktionale Bandscheibe 100 ohne Gewebeentfernung,
minimieren die epidurale Wundenvernarbung und verstärken das
Wirbelsegment. Das Zusammendrücken
verdickt die Bandscheibe 100 und zieht die benachbarten Wirbelkörper auseinander,
um den Schmerz abzuschwächen,
ohne Gewebe zu entfernen und das Rückgrat zu schwächen. Die
vorgeschlagenen Vorrichtungen können
zurück
gewonnen werden und die Verfahren beinhalten keine Gewebeentfernung.
Dissektomie, Laminektomie, Foraminotomie, herkömmliche Rückgratfusion oder andere herkömmliche
Prozeduren können
als eine Rückfallprozedur
im Fall eines nicht erfolgreichen Ergebnisses angewendet werden.
-
Zusammenfassend
ausgedrückt,
werden die Druckelemente 111 an einer Klammer 198,
einer Halterung 139, einem Bolzen 161 (elastisch
oder nicht elastisch) oder einer Schraube 187 verwendet,
um (1) einen Vorfall zusammenzudrücken, um das Anstoßen abzuschwächen, (2)
den Annulus zu stärken, um
ein Bewegungssegment zu stabilisieren, (3) das Ein- und Auswölben zu
minimieren, um die Bandscheibe 100 vor fortschreitenden
Delaminierungen zu schützen,
(4) den Nerv zurückzubilden,
um durch die Bandscheibe bedingten Schmerz zu behandeln, (5) die
Krümmung
von Rückgratverformungen
zu korrigieren, (6) den Bandscheibenraum zu erhöhen, um spinale Stenose zu
behandeln, (7) die Undichtigkeit des Nukleus pulposus abzudichten,
um gebrochene Bandscheiben 100 zu behandeln und/oder (8) das
Einwachsen von Knochen zu unterstützen, um das Bewegungssegment
zu fusionieren.
-
Es
ist so zu verstehen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die
speziellen, hierin offenbarten, Ausgestaltungen eingeschränkt ist,
sondern dass sie auch andere Modifikationen, Veränderungen oder Äquivalente
innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche einschließt. Viele
Merkmale sind mit speziellen Ausgestaltungen, Krümmungen, Optionen und Ausführungen
angeführt.
Die Halterung 139 oder die Fusionsplatte in 50 kann
auch als ein erweiterter Anschlag 173 des Dichtungselements 111 angesehen
werden. Jedes einzelne Merkmal oder mehrere Merkmale, die beschrieben
sind, können
jeder der anderen Ausführungen
oder anderen Standardvorrichtungen hinzugefügt oder mit ihnen kombiniert werden,
um alternative Kombinationen und Ausführungen zu erzeugen.
-
Für eine Fachperson
sollte zu erkennen sein, dass die beschriebenen Ausführungen,
Materialien, Ausgestaltungen, Verfahren, Gewebe oder Einschnittsstellen
nicht die einzigen sind, die in den Schutzumfang der Ansprüche fallen.
Andere Materialien, Ausgestaltungen, Verfahren oder Konstruktionen
für die
Druckelemente 111, die Halterungen 139 oder die
Zuführvorrichtungen 124 können als
Ersatz dienen und verwendet werden. Nichts aus der vorhergehenden
Beschreibung sollte dazu dienen, den Schutzumfang der vorliegenden
Erfindung einzuschränken.
Der vollständige
Schutzumfang der Erfindung ist durch die beigefügten Ansprüche zu bestimmen.