DE60309890T2 - Verbindungselement für die dynamische stabilisierung eines wirbelsäulenfixiersystems und dieses enthaltendes wirbelsäulenfixiersystem - Google Patents

Verbindungselement für die dynamische stabilisierung eines wirbelsäulenfixiersystems und dieses enthaltendes wirbelsäulenfixiersystem Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Bereich der Wirbelsäulensysteme zur Verbindung der Wirbel.
  • Es gibt zwei Arten von Wirbelsäulenverbindungen: Osteosyntheseverbindungen und dynamische Verbindungen.
  • Wirbelsäulen-Ostheosyntheseverbindungen haben die Aufgabe, die in einer besonderen Konfiguration verbundenen Wirbel zu steif zu festigen und diese während die Knochenfusion zu stabilisieren, um eine feste Stabilisierung in der steif gefestigten Situation zu fixieren.
  • Im Gegensatz dazu führen dynamische Verbindungen zu keiner Knochenfusion, sondern zielen darauf ab, die auf die Gelenkseiten und auf die Bandscheiben ausgeübten Belastungen zu vermindern und dabei gleichzeitig bestimmte Bewegungen bei gleichzeitiger Neuausrichtung der Wirbel zueinander in der alten Position – soweit notwendig – zuzulassen.
  • Systeme dieses Typs werden in den Patentschriften US-A-4.697.582 und FR-A-2.717.370 gezeigt.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein dynamisches Verbindungs- und Stabilisierungselement für ein Befestigungssystem an der Wirbelsäule, das zur Verbindung von wenigstens zwei implantierbaren Anschlussstrukturen untereinander bestimmt ist und bestimmte Bewegungsmöglichkeiten im Verhältnis zueinander zulässt.
  • Der Stand der Technik kennt bereits Verbindungselemente für die dynamische Stabilisierung.
  • In dem europäischen Patentantrag EP669109 wird eine Stabilisierungsvorrichtunq benachbarter Rückenwirbel mit einem Band vorgeschlagen, das aus einem elastischen synthetischen Material realisiert ist und das einen runden Querschnitt aufweist und wenigstens zwei Pedikulus-Schrauben. Das Band kann durch die quer verlaufende Bohrung des Schraubenkopfes der Schrauben eingefügt und durch eine Befestigungsschraube quer verlaufend zur Bohrung befestigt werden, d. h. in Richtung der Schraubenachse.
  • Die Vorrichtung umfasst darüber hinaus ein auf dem Band montiertes Aufstützelement. Dieses Aufstützelement bildet einen dem Druck widerstehenden Körper zur Übertragung der Druckkräfte zwischen den beiden Schraubenköpfen. Der Querschnitt des Bandes findet auf alle Seiten in den angepassten Bohrungen des Aufstützelements und des Schraubenkopfes Anwendung, um das Aufstützelement und den Schraubenkopf relativ zueinander zu zentrieren.
  • Darüber hinaus kann das Band zwischen zwei benachbarten Pedikulus-Schrauben durch eine an der Außenseite der Pediku-lus-Schraube hervorstehende Bandverlängerung vorgespannt sein, um gegenseitig das Aufstützelement und den Schraubenkopf auf einer Aufstützfläche zu stützen, die ihnen gemeinsam ist und die um das Band herum verteilt ist.
  • Ein erheblicher Nachteil dieser Stabilisierungsvorrichtung ist der, dass das Band in das im Kopf der Pedikulus-Schraube ausgesparte Loch sowie durch das oder die Stützelement (e) eingeführt werden muss. Das impliziert zunächst eine Schwie rigkeit beim Einsetzen, dem Einfädeln des Bandes durch diese Elemente, wobei die Pedikulus-Schrauben bereits auf den Wirbeln befestigt sind. Das Einführen des Bandes ist nicht einfach; aber es impliziert vor allen Dingen, dass unbedingt die Länge des Aufstützelements vor dem Einsetzen des Bandes gewählt werden muss. Es kann jedoch geschehen, dass die effektive Entfernung zwischen der Schraube nach dem Unter-Spannung-Setzen des Bandes nicht genau die gewünschte Länge ist; in diesem Fall hat der Chirurg keine andere Wahl, als die Struktur Aufstützelement und Band auszubauen, um ein Aufstützelement einer unterschiedlichen Länge einzuführen. Dieses System erlaubt nämlich keinerlei Komprimierungs-Entlastungs-Freiheit zwischen den Schrauben nach dem Einsetzen der Struktur der Elemente. Darüber hinaus wird das viskoelastische Material des Aufstützelements beim Unter-Spannunq-Setzen des Bandes komprimiert, was die Wahl der Länge des Aufstützelements noch erschwert, da dieses sich dann beim Unter-Spannung-Setzen des Bandes ändert.
  • Ein weiterer erheblicher Nachteil der Stabilisierungsvorrichtung des Standes der Technik ist der, dass das Verbindungselement ein erhebliches Volumen einnimmt: in der Größenordnung von 12,5 Millimetern. Unter bestimmten Umständen ist es dann schwierig, zu verhindern, dass das Verbindungselement mit den Knochen in Kontakt kommt und dass dieser Kontakt große Schmerzen hervorruft.
  • Ein weiterer erheblicher Nachteil der Stabilisierungsvorrichtung des Standes der Technik ist der, dass das Verbindungselement keinerlei Rückholverdrehunq durchführt, um sich den Schwenkbewegungen der Wirbel um die Bandscheiben zu widersetzen.
  • Ein weiterer erheblicher Nachteil der Stabilisierungsvorrichtung des Standes der Technik ist der, dass das Verbin dungselement nicht gebogen werden kann, um seine Anpassung an die natürliche Lordose der Lendenwirbelsäule zu erlauben.
  • Ein weiterer erhebliche Nachteil der Vorrichtung ist die Unmöglichkeit, eine chirurgische Nachbearbeitung bei der Erweiterung der Montage oder auch den Ersatz des Verbindungselements durch einen steifen Stift durchzuführen, um eine Osteosynthese zu erhalten, ohne die vollständige vorherige Ablation des Materials vorzunehmen.
  • Ein weiterer Nachteil der Vorrichtung ist die Unmöglichkeit, sie mit einem klassischen Osteosynthese-System zu kombinieren.
  • Die vorliegende Erfindung soll die Nachteile des Standes der Technik durch Vorschlagen eines Verbindungselements für ein Befestigungssystem an der Wirbelsäule beheben, das in eine auf dem Kopf dieses Elements implantierbare Anschlussstruktur auf herkömmliche Weise eingefügt werden kann, wie z. B. ein Verbindungsstift zur Osteosynthese, der einen verringerten Durchmesser aufweist, der eine Rückholverdrehunq realisiert, um eine Rückkehr in eine Gleichgewichtsposition anzuregen, der gebogen sein kann, der mit einem Osteosynthesesystem kombiniert werden kann und der auch problemlos ausgewechselt werden kann, um eine Osteosynthese durchzuführen.
  • Zu diesem Zweck ist die vorliegende Erfindung von dem in Anspruch 1 beschriebenen Typ.
  • Der genannte Träger wird bevorzugt in einer deutlich röhrenförmigen oder zylindrischen Form gebildet.
  • Die genannten Windungen des zweiten Stiftes bilden vorteilhaft eine mit dem genannten Träger deutlich koaxiale Schraubenfeder.
  • Der genannte Stift weist bevorzugt einen kleineren Außendurchmesser auf als der Innendurchmesser der genannten Windungen.
  • Zur Realisierung einer Osteosynthese umfasst das Verbindungselement bevorzugt ein gerades oder gebogenes Versteifungselement.
  • Dieses Versteifungselement wird bevorzugt aus einem Materialblatt mit deutlich U-förmigem Querschnitt gebildet.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein Befestigungssystem an der Wirbelsäule mit wenigstens zwei mithilfe wenigstens eines erfindungsgemäßen Verbindungselements verbundenen, implantierbaren Anschlussstrukturen.
  • Zur Realisierung einer Osteosynthese ist dieses Element, wenn das Befestigungssystem ein Versteifungselement umfasst, bevorzugt wenigstens an zwei implantierbaren Anschlussstrukturen befestigt.
  • Zur Realisierung einer Ostheosynthese kann das Befestigungssystem darüber hinaus wenigsten ein steifes Verbindungselement umfassen.
  • Das Einfügen des erfindungsgemäßen Verbindungselements in die Aufnahmemittel einer implantierbaren Anschlussstruktur vom bekannten Typ ist einfach zu realisieren. Das Einsetzen des erfindungsgemäßen Verbindungselements impliziert nicht den Einsatz eines speziell dafür konzipierten Implantats. Die Implantationstechnik für die Fusion ist daher identisch.
  • Die Struktur des erfindungsgemäßen Verbindungselements erlaubt auch vorteilhaft den Erhalt der Widerstandsbeanspruchungen bei der Komprimierung und der gewünschten Ausdehnung, und dabei gleichzeitig nur ein reduziertes Volumen zu erfordern. Darüber hinaus ist, da der Außendurchmesser des erfindungsgemäßen Verbindungselements deutlich derselbe ist wie der für die Fusion herangezogenen Verbindungselemente, es möglich, in einem und demselben Befestigungssystem eine Kombination aus quer verlaufenden Verbindungen für die Fusion und aus quer verlaufenden Verbindungen für die dynamische Stabilisierung zu realisieren.
  • Die Struktur des erfindungsgemäßen Verbindungselements erlaubt auch vorteilhaft die Realisierung einer Rückholverdrehunq, um zur Rückkehr in eine bestimmte Gleichgewichtskonfiguration zu zwingen.
  • Die Struktur des erfindungsgemäßen Verbindungselements erlaubt auch vorteilhaft die Anpassung der Konfiguration der Implantation, indem sie ihm die gewünschte Form verleiht, und insbesondere, indem sie ihn vorher biegt.
  • Die Struktur des erfindungsgemäßen Verbindungselements erlaubt auch vorteilhaft die Realisierung der Komprimierung und der Entlastung direkt auf der Schraube.
  • Die Erfindung wird anhand der nachstehend erfolgten, rein erläuternden Beschreibung eines Ausführungsmodus der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren besser verstanden werden, in denen:
  • 1 eine Frontalansicht einer ersten Ausführungsvariante des erfindungemäßen geraden Verbindungselements darstellt;
  • 2 eine Schnittperspektive gemäß AA der 1 darstellt;
  • 3 eine Seitenansicht einer ersten Realisierungsvariante des erfindungsgemäßen gebogenen Verbindungselements darstellt;
  • 4 eine Frontalansicht einer zweiten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen geraden Verbindungselements darstellt;
  • 5 eine Schnittperspektive gemäß AA der 4 darstellt;
  • 6 eine Frontalansicht einer zweiten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen gebogenen Verbindungselements darstellt;
  • 7 eine Frontalansicht einer dritten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen geraden Verbindungselements darstellt;
  • 8 eine Schnittperspektive gemäß AA der 7 darstellt;
  • 9 eine Frontalansicht einer dritten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen gebogenen Verbindungselements darstellt;
  • 10 eine explodierte Schnittperspektive einer ersten Variante einer Anschlussstruktur für ein erfindungsgemäßes Verbindungselement darstellt;
  • 11 eine Frontalansicht der montierten Anschlussstruktur der 10 darstellt;
  • 12 eine Seitenansicht der Aufnahmemittel dar Anschlussstruktur der 10 darstellt;
  • 13 eine Frontalansicht der Aufnahmemittel der Anschlussstruktur der 10 darstellt;
  • 14 eine Frontalansicht eines Verbindungssystems mit zwei Anschlussstrukturen gemäß der ersten Variante und einem Verbindungselement gemäß der geraden Erfindung darstellt;
  • 15 eins Frontalansicht eines Befestigungssystems an der Wirbelsäule mit vier Anschlussstrukturen gemäß der ersten Variante und einem erfindungsgemäßen geraden, auf einem geraden Abschnitt versteiften Verbindungselement darstellt;
  • 16 eine perspektivische Ansicht der 15 darstellt;
  • 17 eine Frontalansicht eines Befestigungssystems mit vier Anschlussstrukturen gemäß der ersten Variante und einem erfindungsgemäßen gebogenen, auf einem geraden Abschnitt versteiften Verbindungselement darstellt;
  • 18 eine Frontalansicht eines Befestigungssystems mit vier Anschlussstrukturen gemäß der ersten Variante und einem erfindungsgemäßen, gebogenen, auf einem gebogenen Abschnitt versteiften Verbindungselement darstellt;
  • 19 eine Draufsicht eines Befestigungssystems mit zwölf Anschlussstrukturen gemäß der ersten Variante, vier erfindungsgemäßen geraden Verbindungselementen, zwei steifen Verbindungselementen und vier Dominos zur Verbindung von sechs Wirbeln untereinander darstellt;
  • 20 eine Schnittperspektive einer zweiten Variante einer Anschlussstruktur für ein erfindungsgemäßes Verbindungselement darstellt;
  • 21 eine teilweise Schnittperspektive einer dritten Variante einer Anschlussstruktur für ein erfindungsgemäßes Verbindungselement darstellt;
  • 22 eine perspektivische Ansicht der 21 darstellt; und
  • 23 eine Frontalansicht eines Befestigungssystem mit zwei Anschlussstrukturen gemäß der zweiten Variante, zwei Anschlussstrukturen gemäß der dritten Variante, zwei erfin dungsgemäße gebogene Verbindungselemente und ein steifes Verbindungselement darstellt.
  • Das Verbindungsmittel (101, 201, 201') für das erfindungsgemäße Befestigungssystem an der Wirbelsäule (100, 200) ist zur Verbindung von mindestens zwei in die Wirbelsäule mithilfe von Knochen-Verankerungsmitteln implantierbaren Anschlussstrukturen (102, 202) bestimmt.
  • Eine implantierbare Anschlussstruktur (102) gemäß der ersten Umsetzungsvariante der Erfindung ist eine Struktur, wie sie aus dem internationalen Patentantrag Nr. WO 01/01873 bekannt ist und dessen Zusammenwirken mit dem Verbindungselement gemäß der vorliegenden Erfindung in weiteren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die 10 bis 19 nachstehend beschrieben wird.
  • Eine implantierbare Anschlussstruktur (202) gemäß der zweiten Umsetzungsvariante der Erfindung ist eine Struktur, wie sie aus dem internationalen Patentantrag WO 01/39677 bekannt ist, und deren Zusammenwirken mit dem Verbindungselement gemäß der vorliegenden Erfindung nachstehend unter Bezugnahme auf die 20 bis 23 in weiteren Einzelheiten beschrieben wird.
  • Das Verbindungselement (101, 210, 201') ist deutlich röhrenförmig oder zylindrisch und weist eine Längsachse auf. Sein Außendurchmesser weist die Größenordnung von 6 Millimetern auf.
  • Das erfindungsgemäße Verbindungselement (101, 201, 201') wird zumindest teilweise aus folgenden Elementen gebildet:
    • – einerseits einer eine Achse (155, 255) und Windungen (152, 252) aufweisenden Schraubenfeder (150; 250) und
    • – andererseits einem Träger (160, 260) aus Polymermaterial mit einer zur Achse der genannten Schraubenfeder (150, 250) deutlich parallelen Achse (165, 265).
  • Die genannten Windungen sind wenigstens teilweise in wenigstens einem Träger (160, 260) aus Polymermaterial versenkt.
  • Die Schraubenfeder (150, 250) kann aus Metall oder aus einer Metalllegierung oder auch aus jedem anderen biokompatiblen, die Realisierung einer derartigen Schraubenfeder zulassenden Material realisiert sein. Sie weist Windungen (152, 252) mit einem Außendurchmesser (151, 251) und einem Innendurchmesser (153, 253) auf. Der Durchmesser des die Windungen realisierenden Metallstiftes weist bei einem Material aus einer auf Titan basierenden Legierung eine Größenordnung von 0,8 Millimetern auf.
  • Der Träger (160, 260) kann z. B. aus elastischem Biomaterial (Polykarbonat, Polyvinyl, Alkohol, usw.) realisiert werden. Er wird aus einer deutlich röhrenförmigen oder zylindrischen Form gebildet und weist einen Außendurchmesser (162, 262) und eventuell einen Innendurchmesser (162, 263) auf.
  • Der Außendurchmesser (162, 262) des Trägers (160, 260) kann größer sein als der Außendurchmesser (151, 251) der Schraubenfeder (150, 250) und der Träger (160, 260) kann infolgedessen die Schraubenfeder (150, 250) vollständig beinhalten, allerdings kann dieser Außendurchmesser (162, 262) nicht kleiner sein als der Innendurchmesser (153, 253) der Schraubenfeder (150, 250). Mit anderen Worten, die Windungen (152, 252) sind im Querschnitt immer wenigstens teilweise in dem Polymermaterial des Trägers (160, 206) inbegriffen.
  • Es ist ebenfalls möglich und denkbar, auch wenn dies nicht dargestellt wird, dass der Innendurchmesser (163, 263) des Trägers (160, 260) größer ist als der Innendurchmesser (153, 253) der Schraubenfeder (150, 250).
  • In den dargestellten Verbindungselementen (101, 210, 201') weisen die Schraubenfeder (150, 250) und der Träger (160, 260) eine deutlich identische Länge auf; allerdings ist es denkbar und möglich, dass die Feder an einem oder beiden Enden kürzer ist als der Träger oder umgekehrt.
  • Die 1 und 2 stellen eine erste Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verbindungselements dar, nach der der Träger (160, 260) zylindrisch ist und einen Außendurchmesser (162, 262) aufweist, der deutlich identisch ist mit dem Außendurchmesser (151, 251) der Windungen (152, 252).
  • Die 4 und 5 stellen eine zweite Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verbindungselements dar, nach der der Träger (160, 260) zylindrisch ist und einen kleineren Außendurchmesser (162, 262) aufweist als der Außendurchmesser (151, 251) der Windungen (152, 252), ohne jedoch kleiner zu sein als der Innendurchmesser (153, 253) der Windungen (152, 252).
  • Die 7 und 8 stellen eine dritte Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verbindungselements dar, nach der der Träger (160, 260) röhrenförmig ist und einen Außendurchmesser (162, 262) aufweist, der deutlich identisch mit dem Außendurchmesser (151, 251) der Windungen (152, 252) ist und einen kleineren Innendurchmesser (163, 263) als den Innendurchmesser (153, 253) der Windungen (152, 252). Darüber hinaus umfasst das Verbindungselement in seinem Zentrum einen Stift (170, 270). Dieser Stift (170, 270) weist eine zur Achse (155, 255) der genannten Feder (150, 250) deutlich koaxiale Achse (175, 275) auf.
  • Dieser Stift (170, 270) weist darüber hinaus einen kleineren Außendurchmesser (171, 271) auf als der Innendurchmesser (153, 253) der genannten Windungen (152, 252) auf.
  • Der Stift (170, 270) kann aus Metall oder einer Metalllegierung oder auch aus jedem die Realisierung eines derartigen Stiftes zulassenden Materialtyp realisiert werden.
  • Es ist anzumerken, dass der Stift (170, 270), die Schraubenfeder (150, 250) und infolgedessen das Verbindungselement (101, 201, 201') wie in den 3, 6 und 9 dargestellt, gemäß einer gewünschten Krümmung gebogen sein können, um die Anpassung des Verbindungselements (101, 210, 201') an eine besondere Konfiguration zu erlauben.
  • Die Struktur des erfindungsgemäßen Verbindungselements (101, 201, 201') erlaubt die Realisierung der Komprimierung und der Entlastung direkt auf den implantierten Anschlussstrukturen, um eine dynamische Stabilisierung zu ermöglichen.
  • Das erfindungsgemäße dynamische Verbindungselement kann ebenfalls in einem und demselben Befestigungssystem mit den steifen Verbindungsmitteln kombiniert werden, deren Aufgabe die Zulassung einer Ostheosynthese zwischen den somit verbundenen Implantaten ist.
  • Das erfindungsgemäße Verbindungselement (101, 201, 201') kann ebenfalls ein gerades oder gebogenes Versteifungselement (143, 143') umfassen, um die Realisierung einer Versteifung zwischen wenigstens zwei implantierbaren Anschlussstrukturen zu erlauben und damit die Realisierung einer Osteosynthese zwischen den somit verbundenen Implantaten (15 bis 18) Implantaten zu ermöglichen.
  • Dieses Versteifungselement (143, 143') wird z. B. durch ein Materialblatt mit deutlichem U-förmigem Querschnitt gebildet, damit diese Form in die Aufnahmemittel der Anschlussstrukturen eingeführt wird und durch Befestigungsmittel des Verbindungselements auf der implantierbaren Anschlussstruktur befestigt wird.
  • Es ist möglich, anstelle des mit dem Verbindungselement (101, 201, 201') verbundenen Versteifungselements (143, 143') ein durch einen geraden oder gebogenen steifen Stift (19 und 23) gebildetes Verbindungselement (145, 245) zu positionieren.
  • In den dargestellten Beispielen ist die Feder (150, 250) aus einem Stück, und die Schraubenform ist über die gesamte Länge der Feder identisch.
  • Es ist jedoch möglich und denkbar, dass die Feder im Innern des Verbindungselements entweder durch einen z. B, mit dem Rest des Verbindungselements parallaxen Stift oder durch das den Träger (160, 260) bildende Material unterbrochen ist.
  • Es ist ebenfalls möglich und denkbar, dass der Schritt der schraubenförmigen Form sich ändert und nicht konstant ist.
  • Es ist darüber hinaus möglich und denkbar, dass die schraubenförmige Form nicht kreisförmig ist, sondern länglich, dass das die Feder bildende Material im Querschnitt keine kreisförmige sondern längliche Form bildet, oder dass die Form des Trägers im Querschnitt ganz einfach nicht kreisförmig ist sondern länglich, um auf der großen Breite mehr Widerstand zu bieten. Die Aufnahmemittel des Verbindungselements auf dem Implantat wären dann entsprechend geändert.
  • Anhand einer Anschlussstruktur gemäß der ersten Variante umgesetztes erfindungselement Verbindungselement
  • Gemäß der ersten, in den 10 bis 18 darstellten Variante umfasst das Befestigungssystem eines Verbindungselements (101), ein Implantat (102) mit einem ergänzenden Verschlussteil (103) und eine Blockierschraube (113), wie in 10 gezeigt.
  • Das Implantat (102) weist einen Kopf (105) in Gabelform mit zwei einen zur Aufnahme des Verbindungselements (101) bestimmten Raum begrenzenden lateralen Armen (106, 107) auf.
  • Der Boden (108) der Gabel weist im Querschnitt eine allgemeine Hufeisenform mit einer konkaven Krümmung in der quer verlaufenden Ebene entsprechend zur Ebene der 10 und eine konvexe Krümmung in der ergänzenden Ebene.
  • Der konkave Krümmungsradius entspricht deutlich dem Außenradius des Verbindungselements (101). Dieses kommt damit gemäß einer halb-peripherischen Linie in Kontakt. Dieser Kontakt gemäß einer Linie und nicht gemäß einer ringförmigen Oberfläche lässt einen Grad an Schwenkfreiheit zu und gewährleistet gleichzeitig ein wirksameres Blockieren nach dem Festziehen als in dem Fall eines einfachen punktuellen Kontakts.
  • Das Verschlussstück (103) weist eine allgemeine U-Form mit zwei Armen (110, 111) auf, und der Boden des Us weist eine Bohrung (112) auf, um eine Blockierschraube (113) aufzunehmen.
  • Die Arme (110, 111) weisen eine den Einsatz auf dem Kopf erlaubende Beabstandung auf. Die Arme (110, 111) weisen an ihrem unteren Ende gebogene Ansätze (114, 115) mit einer geneigten oberen Oberfläche (116, 117) auf.
  • Diese gebogenen Ansätze (114, 115) kommen mit den auf dem Kopf (105) vorgesehenen ergänzenden Führungsmitteln (120, 121) zum Zusammenwirken. Diese Führungsmittel weisen ebenfalls eine gebogene und geneigte Kontaktoberfläche (122, 123) auf und kommen mit den ergänzenden Kontaktoberflächen (114, 115) zum Zusammenwirken, wenn das Verschlussstück auf dem Kopf (105) eingesetzt ist. Sie gewährleisten damit eine das Schwenken des Verschlussstücks gemäß einer quer verlaufenden Achse (124) erlaubende Führung und gewährleisten die Verriegelung des Verschlussstücks (103) auf dem Kopf (105) und damit die Blockierung des Verbindungselements (101) nach dem Festziehen der Schraube (113).
  • 11 stellt eine Seitenansicht dar, die zeigt, dass das Verbindungselement (1) über einen Grad an Kippfreiheit um eine quer verlaufende Achse (124) verfügt. Dies erlaubt es, dem Implantat eine Unabhängigkeit zu gewähren und das Implantat mittels eines Hakens (126) auf dem Pedikulus zu positionieren und unabhängig die beste Ausrichtung des Verbindungselements (1) ohne Interferenz zwischen diesen beiden Beanspruchungen zu suchen. Die Hufeisenform und die Mobilität des Verschlussstücks erlauben die Anpassung der Verriegelung und die Verhinderung der Detorsion oder der Verschiebung des Stifts beim Festziehen der Schraube (113).
  • Der Haken (126) begrenzt einen U-förmigen Raum (127) für die Verbindung mit der Zunge eines Wirbels. Um eine vorübergehende Beibehaltung zu gewährleisten, wird eine elastische Zunge (128) im Innern dieses U-förmigen Raums angeordnet und gewährleistet ein vorübergehendes Beibehalten auf dem Knochen, so dass die Zunge des Hakens nicht Gefahr läuft, das Knochenmark oder eine andere Struktur. zu beeinträchtigen.
  • Die elastische Zunge (128) schiebt den Haken in eine im Verhältnis zum Patienten hintere Richtung zurück und verhindert Läsionen der edlen Gewebe während der Korrekturphase durch die Drehung des Stiftes.
  • Die 12 und 13 stellen Seitenansichten des Implantats ohne das Verschlussteil dar.
  • Das Implantat weist zwei bogenförmige Ausschnitte (130, 131) auf, die den Durchgang eines zwei in den bogenförmigen Aussparungen (130, 131) untergebrachten Nasen aufweisenden Instruments erlauben, und ein eine Kraft auf dem Verbindungselement (101) ausübendes Organ zur Gewährleistung seiner la teralen und/oder vertikalen Verschiebung, um die Positionierung des Stiftes in der Gabel mittels des Verschlussteils (103) zu ermöglichen.
  • Die 11 bis 13 stellen ein Implantat dar, dessen Knochenverankerungsmittel aus einem Haken (126) gebildet werden; allerdings können die Verankerungsmittel ebenfalls wie in den 14 bis 18 dargestellt durch eine Knochenschraube (140) gebildet werden.
  • 14 stellt die Realisierung eines Befestigungssystems (100) mit zwei Implantaten/Anschlussstrukturen (102) gemäß der ersten Variante und ein erfindungsgemäßes gerades Verbindungselement (101) dar.
  • Das Verbindungselement (101) ist im Boden (108) jeder der Anschlussstrukturen (102) angeordnet und das Verschlussteil (103) verschließt die Aufnahmemittel des Verbindungselements. Eine Schraube (113) blockiert fest das Verbindungselement (101) in der gewünschten Position auf jeder Anschlussstruktur (102).
  • In 14 wird das Verbindungselement (101) aus einer im Träger (160) versenkten Feder (150) gebildet; allerdings sind alle oben dargelegten Ausführungsvarianten des Verbindungselements (101) denkbar, um die beiden Anschlussstrukturen (102) zu verbinden.
  • – Die 15 und 16 stellen die Realisierung eines Befestigungssystems (100) mit vier Implantaten/Anschlussstrukturen (102) gemäß der ersten Variante und ein erfindungsgemäßes einziges und gerades Verbindungselement (101) dar.
  • Das Verbindungselement (101) wird im Boden (108) jeder Anschlussstruktur (102) angeordnet, und das Verschlussteil (103) verschließt die Aufnahmemittel der Anschlussstruktur.
  • Eine Schraube (113) blockiert fest das Verbindungselement in der gewünschten Position auf jeder Anschlussstruktur (102).
  • Ein gerades Versteifungselement (143) ist zwischen den beiden, sich im Zentrum des Befestigungssystems befindenden Anschlussstrukturen angeordnet. Dieses Versteifungselement (143) ist ebenfalls im Boden (108) jeder der beiden zentralen Anschlussstrukturen (102) angeordnet. Das Verschlussteil (103) blockiert ebenfalls das Versteifungselement (143) in den Aufnahmemitteln jeder zentralen Anschlussstruktur unter dem Verbindungselement (101), und die Schraube (113) blockiert fest das Versteifungselement (143) in der gewünschten Position auf jeder zentralen Anschlussstruktur (102) durch Aufstützen auf dem Verbindungselement (101). (ES gibt keinen Kontakt zwischen der Schraube (113) und dem Versteifungselement (143)).
  • In 15 wird das Verbindungselement (101) durch eine im Träger (160) versenkte Feder (150) gebildet, allerdings sind alle oben dargelegten Ausführungsvarianten des Verbindungselements (101) denkbar, um die beiden Anschlussstrukturen (102) zu verbinden. In 16 ist die interne Bildung des Verbindungselements (101) nicht dargestellt, um das Schema nicht unnötig unübersichtlich zu gestalten.
  • 17 stellt die Realisierung eines Befestigungssystems (100) mit vier Implantaten/Anschlussstrukturen (102) gemäß der ersten Variante und einem erfindungsgemäßen einzigen und gebogenen Verbindungselement (101) dar. In dieser Ausführung jedoch ist das Verbindungselement (101) einerseits nur zwischen der ersten und der zweiten Anschlussstruktur und andererseits zwischen der dritten und der vierten Anschlussstruktur gebogen. Ein gerades Versteifungselement (143) ist zwischen den beiden sich im Zentrum des Befestigungssystems befinden Anschlussstrukturen angeordnet.
  • Das das Versteifungselement (143) beinhaltende Verbindungselement (101) ist im Boden (108) jeder Anschlussstruktur (102) angeordnet, und das Verschlussteil (103) verschließt die Aufnahmemittel der Anschlussstruktur. Eine Schraube (113) blockiert fest das Verbindungselement (101) in der gewünschten Position auf jeder Anschlussstruktur (102).
  • In 17 wird das Verbindungselement (101) aus einer im Träger (160) versenkten Feder (150) gebildet, allerdings sind alle oben dargelegten Ausführungsvarianten des Verbindungselements (101) zur Verbindung der beiden Anschlussstrukturen (102) denkbar.
  • 18 stellt die Realisierung eines Befestigungssystems (100) mit vier Implantaten/Anschlussstrukturen (102) gemäß der ersten Variante und ein Verbindungselement (10) gemäß der einzigen und gebogenen Variante dar.
  • In dieser Ausführung wird das Verbindungselement (101) zwischen allen Anschlussstrukturen (102) gebogen. Ein gebogenes Versteifungselement (143') wird zwischen den beiden sich im Zentrum des Befestigungssystems befindenden Anschlussstrukturen angeordnet.
  • Das das Versteifungselement (143) beinhaltende Verbindungselement (101) wird im Boden (108) jeder Anschlussstruktur (102) angeordnet, und das Verschlussteil (103) verschließt die Aufnahmemittel der Anschlussstruktur. Eine Schraube (113) blockiert fest das Verbindungselement (101) in der gewünschten Position auf jeder Anschlussstruktur (102).
  • In 18 wird das Verbindungselement (101) aus einer im Träger (160) versenkten Feder (150) gebildet; allerdings sind alle oben dargelegten Ausführungsvarianten des Verbindungselements (101) denkbar, um die beiden Anschlussstrukturen (102) zu verbinden.
  • 19 stellt die Realisierung eines Befestigungssystems (100) mit zwölf Implantaten/Anschlussstrukturen (102) gemäß der ersten Variante dar, die jeweils in einem Pedikulus eines Wirbels implantiert sind. Diese zwölf Implantate sind untereinander im oberen und unteren Teil des Befestigungssystems durch vier erfindungsgemäße gerade Verbindungselemente (101) und im zentralen Teil durch zwei durch gerade Stifte gebildete steife Verbindungselemente (145) verbunden.
  • Die Verbindung zwischen den steifen Verbindungselementen (145) und den erfindungsgemäßen Verbindungselementen (101) erfolgt mithilfe von vier als „Domino" bezeichneten Verbindungsmitteln. Jedes dieser Verbindungsmittel weist zwei Aufnahmemittel zur Aufnahme eines Verbindungsmittels in jedem Aufnahmemittel und durch zwei Schraubenmuttern gebildete Befestigungsmittel mit den genannten Aufnahmemitteln verbindende Rückhaltemittel auf.
  • Wie auf der linken Seite festzustellen ist, wird eine Version der Erfindung dargestellt, in der die Dominos (148) sich am Ende des steifen Verbindungselements (145) befinden, wobei dieses Element auf den zentralen Pedikuli mithilfe von zwei zentralen Implantaten befestigt wird. Auf der rechten Seite befinden sich die Dominos (148) am Ende der erfindungsgemäßen Verbindungselemente (101), wobei das steife Verbindungselement (145) mithilfe von vier Implantaten an den zentralen Pedikuli befestigt wird.
  • In 19 werden die Verbindungselemente (101) jeweils durch eine im Träger (160) versenkte Feder (150) gebildet; allerdings sind alle oben dargelegten Ausführungsvarianten des Verbindungselements (101) zur Verbindung der Anschlussstrukturen (102) untereinander oder mit den Dominos denkbar.
  • Erfindungsgemäßes, mithilfe einer Anschlussstruktur gemäß der zweiten Variante umgesetztes Verbindungselement
  • Gemäß der zweiten, in den 20 bis 23 dargestellten Variante, umfasst das Befestigungssystem ein Verbindungselement (201), ein aus einem Anschlussmittel und einem Verankerungsmittel gebildetes Implantat (202, 202'), wobei das Verankerungsmittel z. B. aus einer Knochenschraube (240) mit einem Gewinde vom Knochentyp (241) gebildet wird, wie in 20 dargestellt.
  • Das Gewinde vom Knochentyp (241) weist eine Hauptfunktion auf: die der Gewährleistung der Verankerung ist Knochen. Sie kann eventuell eine sekundäre Funktion aufweisen: die der Aufnahme des Anschlusssystems für ein Verbindungselement, wenn der Anschlussbereich (229) mit dem oberen Teil des Knochengewindes (241) zusammenfällt.
  • Auf dem oberen Ende der Schraube (240) ist ein Antriebssystem (205) in Rotation vorgesehen. Dieses System, z. B. ein Sechseck, hat zwei Funktionen: Einerseits erlaubt es den Antrieb in Rotation der Schraube (240) beim Eindringen in den Knochen derselben, und andererseits hat es ebenfalls eine Blockierrolle in Rotation beim endgültigen Festziehen des Mechanismus, um ein zu starkes Eindringen der Schraube (240) in den Knochen zu verhindern.
  • Das Anschlussmittel erlaubt die Realisierung eines Anschlags in Längsrichtung entlang der Schraube (240) über den Umweg eines Anschlussstücks (208, 208').
  • Das Verbindungsmittel kann durch eine Schraubenmutter (219) gebildet werden. In diesem Fall entspricht das Innengewinde (207) der Schraubenmutter (219) dem Außengewinde des Anschlussbereichs (229); d. h. in der in den 20 bis 23 dargestellten Version, dem Knochengewinde (241) der Schraube (240). Die Schraubenmutter (219) wird auf dem nicht verdeckten Teil des Knochens der Schraube verschraubt.
  • Die Schraubenmutter (219) befindet sich in ihrem unteren Teil der sphärischen Form (220). Diese sphärische Form ist dazu bestimmt, eine freie Positionierung der Schraubenmutter (219) auf dem Anschlussstück (208) zu belassen, wo eine Aufnahme desselben Typs oder auf dem Verbindungselement (210) vorgesehen ist. Diese sphärische Form (220) dient ebenfalls als Positionierungsanschlag in Längsrichtung mit dem Anschlussstück (208) oder mit dem Verbindungselement (210). In der bevorzugten Anwendung ist das Anschlussmittel im Anschlussstück (208) oder im Verbindungselement (210) derart eingefasst, dass die beiden Stücke bei gleichzeitigem Belassen einer Rotation des Anschlussmittels auf dem Anschlussstück (208) oder auf dem Verbindungselement (201) fest befestigt werden.
  • Auf dem Anschlussmittel oberhalb seines sphärischen Teils (220) ist ebenfalls ein Antriebssystem, z. B. ein äußeres Sechseck, derart vorgesehen, dass seine Höheneinstellung sowie die des Anschlussstücks (208) oder des Verbindungselements (210) entlang der Schraube (240) zugelassen wird. Als Folge der Rotationsmöglichkeit des Anschlussstücks auf dem Verbindungsmittel wird ein Eingangskegel (222) im Anschlussstück (208) für den Durchgang des Hilfsmittels zum Antrieb in Rotation des Anschlussmittels vorgesehen. Beispielhaft beträgt das winkelförmige Ausschlagen D der Achse A des Anschlussstücks auf dem Anschlussmittel in der bevorzugten Anwendung 30 Grad, wenn das Antriebs-Hilfsmittel in Rotation des Anschlussmittels wie in 20 dargestellt eingesetzt ist.
  • In 22 sichtbare Schlitze (223) werden im sphärischen Teil des Anschlussmittels derart eingearbeitet, dass beim endgültigen Festziehen des Systems eine Verformung geschaffen wird. Diese Verformung hat die Blockierung der Schraube (226) in Rotation zur Aufgabe.
  • Die Schlitze (223) können quer oder in Längsrichtung positioniert werden.
  • Die Längsschlitze münden bevorzugt in den unteren Teil der sphärischen Form (220) ein. Ihre Anzahl kann ein, zwei, drei, vier, fünf oder mehr betragen.
  • Das Anschlussmittel umfasst in seinem unteren Teil eine in 21 sichtbare Schütze (228). Diese Schürze (228) erlaubt den Erhalt eines mechanischen Übergangs zwischen der Schraube (240) und der sphärischen Form (220). In der Tat würde ein zu abrupter Übergang bei dynamischen Kräften einen Bruch der Schraube an der Basis der sphärischen Form (220) hervorrufen. Die Schürze (28) erlaubt damit die bessere Verteilung der Einspannung der Schraube in ihre Schraubenmutter.
  • Diese Schürze (228) kann auf ihrem Ende ein Gewinde aufweisen, um ihr Eindringen in den Rochen zu erleichtern.
  • Der Anschlussbereich (229) der Schraube (240) kann im oberen Teil des Knochengewindes ausgespart sein und ein Außengewinde aufweisen, das mit dem Knochengewinde wie dargestellt identisch ist, aber er kann ebenfalls ein unterschiedliches Außengewinde aufweisen oder auch nicht gewindet sein.
  • In diesem letzteren Fall weist das Anschlussmittel infolgedessen eine glatte Innenwand auf und bildet keine Schraubenmutter.
  • Der der Basisversion der zweiten, in 20 dargestellten Variante, ist das Anschlussstück (208) mit einem einzigen Platz (224) zur Aufnahme eines Verbindungselements (201) versehen. Dieser Platz (224) kann in dem Fall eines Anschlussstücks (208) von der geschlossenen Art eine längliche Form haben oder eine auf einer der Seiten einmündende U-Form in dem Fall eines Anschlussstücks von der offenen Art. In dem Fall eines Anschlussstücks (208) von der geschlossenen Art muss das Verbindungselement (201) in dieses eingefädelt werden, während das Verbindungselement (201) in dem Fall einer offenen Anschlussstücks hinten oder seitlich auf dem Anschlussstück eingeführt werden kann.
  • Der Aufnahmeplatz (224) des Verbindungselements (201) wird derart vorgesehen, dass das Verbindungselement (201) sich auf der sphärischen Form (220) der Schraubenmutter (219) wie in 20 dargestellt aufstützen kann.
  • Es versteht sich jedoch von selbst, dass das Verbindungselement (201) im Verhältnis zur Schraube (226) vor der endgültigen Befestigung in drei Rotationsachsen und in zwei quer verlaufenden Richtungen frei ist:
    • * Rotation des Anschlussstücks (208) und damit des Verbindungselements (201) um das Anschlussmittel in zwei zur Schraube (240) senkrechten Achsen;
    • * Rotation des Anschlussstücks (208) und damit des Verbindungselements (201) um das Anschlussmittel in einer der der Schraube (240) identischen Achse;
    • * Translation des Verbindungselements (201) im Anschlussstück (208) gemäß der Achse desselben;
    • * Translation des Verbindungsstücke (208) und damit des Verbindungselements (201) entlang der Schraube (240) dank der Mäglichkeit zur Einstellung des Anschlussmittels.
  • Darüber hinaus kann die Rotation des Verbindungselements (201) um sich selbst einen Grad an zusätzlicher Freiheit für die Anschlussstruktur (202) bieten.
  • Das Anschlussstück (208) besitzt ebenfalls ein Blockiersystem. In der in 20 dargestellten Basisversion ist dieses Blockiersystem eine mit einem Antriebssystem (227) ver sehene Mutterschraube (226), um ein ausreichendes Moment auf den richtigen mechanischen Halt der Struktur anzuwenden.
  • Das Blockieren einer derartigen Struktur wird durch den Druck des Verbindungselements (201) auf die sphärische Form (220) angewendet. Da das Verbindungselement (201) mit dem Anschlussstück (208) durch den durch die Mutterschraube (226) ausgeübten Druck fest verbunden ist, wird dann der jeweilige Grad an Freiheit jeweils festgeschrieben.
  • In einer komplexeren Version der zweiten, in den 21 und 22 dargestellten Version kann die Anschlussstruktur (202') zwei Verbindungselemente (201, 201') aufnehmen.
  • Das Anschlussstück (208') umfasst ein Blockierelement (225), in das ein Verbindungselement (201) eingeführt werden kann, wobei das andere Verbindungselement (201') in den Platz (224) eingeführt wird.
  • Der Blockierplatz (225) mündet in einer deutlich senkrechten Richtung für das Einführen eines Blockierstopfens (237), wie in 20 dargestellt.
  • In dieser Version wird das Festziehen der Struktur durch die Kraft gewährleistet, die gleichzeitig auf das Verbindungselement (201') und auf den sphärischen Teil (220) durch das Verbindungselement (201) ausgeübt wird.
  • Es ist notwendig, eine Vielzahl von Anschlussstücken vorzusehen, um das auswählen zu können, dessen Entfernung zwischen der Schraube und dem Verbindungselement oder den Verbindungselementen adäquat ist.
  • 23 stellt die Realisierung eines Befestigungssystems (200) mit zwei Implantaten/Anschlussstrukturen (202) gemäß der Basisversion der zweiten Variante mit den Enden und zwei Implantaten/Anschlussstrukturen (202') gemäß der komplexesten Version der zweiten Variante im Zentrum dar.
  • Ein erfindungsgemäßes gebogenes Verbindungselement (201) wird zwischen der ersten und der zweiten Anschlussstruktur angeordnet, und ein anderes erfindungsgemäßes, gebogenes Verbindungselement (201) ist zwischen der dritten und der vierten Anschlussstruktur angeordnet. Ein gebogenes und steifes Verbindungselement (245) ist zwischen den beiden sich im Zentrum des Befestigungssystems befindenden Anschlussstrukturen angeordnet.
  • In den Anschlussstrukturen (202) sind die Verbindungselemente (201) jeweils in den Plätzen (224) der Anschlussstücke (208) angeordnet.
  • In den Anschlussstrukturen (202'), sind die Verbindungselemente (201) jeweils in den Blockierplätzen (225) der Anschlussstücke (208') angeordnet, und das Verbindungselement (245) ist jeweils in den Plätzen (224) der Anschlussstücke (208') angeordnet.
  • In 23 werden die gebogenen Verbindungselemente (201) jeweils aus einer Feder (250) und einem Träger (260) von der in 6 dargestellten Art gebildet; allerdings sind alle oben dargelegten Ausführungsvarianten des Verbindungselements (201) denkbar, um die Anschlussstruktur (202, 202') zu verbinden.
  • Die Erfindung wird oben beispielhaft und nicht einschränkend beschrieben. Es versteht sich von selbst, dass der Fachmann verschiedene Ausführungen realisieren kann, insbesondere durch den Ersatz des Hakens durch eine Pedikulus-Schraube der eine Wirbelschraube für die Anbringung auf der vorderen lateralen Seite der Wirbelsäule.

Claims (10)

  1. Verbindungselement (101, 201, 201') für ein Befestigungssystem an der Wirbelsäule (100, 200), das zur Verbindung von wenigstens zwei implantierbaren Anschlusselementen (102, 202, 202') bestimmt ist und wenigstens teilweise aus einem Träger (160, 260) aus Polymermaterial und zwei Stiften, einem ersten (170, 270), gebogenen oder nicht gebogenen, mit dem genannten Träger (160, 260) deutlich koaxialen Stift und einem zweiten, aus den genannten ersten Stift (170, 270) umgebenden Windungen (152, 252) geformten Stift gebildet wird, wobei die genannten Windungen (152, 252) wenigstens teilweise in dem genannten Träger (160, 260) versenkt sind.
  2. Verbindungselement (101, 201, 201') gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Träger (160, 260) aus einer deutlich röhrenförmigen oder zylindrischen Form gebildet wird.
  3. Verbindungselement (101, 201, 201') gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen (152, 252) des zweiten Stiftes eine eine zur Achse (165, 265) des genannten Trägers (160, 260) deutlich parallele Achse aufweisende zylindrische Schraubenfeder (150, 250) bilden.
  4. Verbindungselement (101, 201, 201') gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte erste Stift (170, 270) deutlich koaxial zu der genannten Feder (150, 250) ist.
  5. Verbindungselement (101, 201, 201') gemäß Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte erste Stift (170, 270) einen kleineren Außendurchmesser (171, 271) als den Innendurchmesser (153, 253) der genannten Windungen (152, 252) aufweist.
  6. Verbindungselement (101, 201, 201') gemäß Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es ein gerades oder geboge nes, den Träger (160, 260) teilweise umfassendes Versteifungselement (143, 143') umfasst, so dass das genannte Verbindungselement (101, 201, 201') auf einem Abschnitt versteift wird.
  7. Verbindungselement (101, 201, 201') gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Versteifungselement (143, 143') aus einem deutlich einen U-förmigen Querschnitt aufweisenden Materialblatt gebildet wird.
  8. Befestigungssystem an der Wirbelsäule (100, 200) mit wenigstens zwei mithilfe wenigstens eines Verbindungselements (101, 201, 201') gemäß Anspruch 1 bis 7 verbundenen implantierbaren Anschlussstrukturen (102, 202, 202').
  9. Befestigungssystem an der Wirbelsäule (100, 200) gemäß Anspruch 8 mit einem Verbindungselement gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Versteifungselement (143, 143') wenigstens an den beiden implantierbaren Anschlussstrukturen (102, 202, 202') befestigt ist.
  10. Befestigungssystem an der Wirbelsäule (100, 200) gemäß Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es darüber hinaus wenigstens ein an wenigstens zwei implantierbaren Anschlussstrukturen befestigten und mit wenigstens einem Verbindungselement (101, 201, 201') durch ein Verbindungsmittel verbundenes steifes Verbindungselement (145, 245) umfasst.
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