DE60310561T2

DE60310561T2 - Minimalinvasive expandierende Beabstandungsvorrichtung

Info

Publication number: DE60310561T2
Application number: DE60310561T
Authority: DE
Inventors: C. Michael Memphis SHERMAN; K. Roy Germantown LIM; Kevin T. Germantown Foley
Original assignee: Warsaw Orthopedic Inc
Current assignee: Warsaw Orthopedic Inc
Priority date: 2002-06-25
Filing date: 2003-06-17
Publication date: 2007-10-11
Anticipated expiration: 2023-06-18
Also published as: DE60310561D1; WO2004000166A3; US7087055B2; ES2277094T3; CA2490318A1; ATE348570T1; EP1519685B1; EP1519685A2; WO2004000166A2; JP2005538754A; US20030236520A1; AU2003279163A1

Description

Hintergrund
Verschiedene Vorrichtungen werden zum Steuern des Abstands zwischen Wirbelelementen verwendet. Diese Vorrichtungen können vorübergehend bzw. zeitweilig verwendet werden, wie etwa während einer Operation, wenn es notwendig ist, Zugang zu den spezifischen Oberflächen der Wirbelelemente zu haben. Ein Beispiel umfasst das Präparieren der Endplatten eines Wirbelelements. Die Vorrichtungen können auch permanent innerhalb des Patienten verbleiben, um die Wirbelelemente zu beabstanden. Die Druckschrift US 5 235 966 offenbart einen Endoskopretraktor, der aus bewegbaren Verbindungselementen hergestellt ist.
Es ist oftmals schwierig, die Vorrichtung zwischen den Wirbelelementen auf eine minimalinvasive Weise anzuordnen. Eine Vorrichtung, die klein ist, kann in den Patienten und zwischen die Wirbelelemente auf eine minimalinvasive Weise eingeführt werden. Die kleine Größe kann jedoch nicht dazu geeignet sein, die Wirbelelemente effektiv zu beabstanden. Eine größere Vorrichtung kann dazu geeignet sein, die Wirbelelemente zu beabstanden, aber sie kann nicht in den Patienten und zwischen die Wirbelelemente auf eine minimalinvasive weise eingeführt werden.
Zusammenfassung
Die vorliegende Erfindung ist auf eine minimalinvasive Beabstandungsvorrichtung zum Beabstanden von Wirbelelementen gerichtet, wie sie in dem unabhängigen Anspruch definiert ist. Die Beabstandungsvorrichtung ist in einer geschlossenen Lage anordenbar, um zwischen die Wirbelelemente zu passen. Die Beabstandungsvorrichtung kann auf eine Vielzahl von Größen expandiert werden, die größer als die geschlossene Lage sind, um die Wirbelelemente wie gewünscht zu beabstanden. In einer Ausführungsform kann die Beabstandungsvorrichtung in der geöffneten Konfiguration festgestellt werden.
Die Beabstandungsvorrichtung ist eine mechanische Vorrichtung, die ein Paar von Platten aufweist, die die Wirbelelemente berühren. In einer Ausführungsform bewegen sich beide Platten von einer Mittellinie nach außen. In einer weiteren Ausführungsform bewegt sich nur eine der Platten von der Mittellinie nach außen.
Verbindungselemente sind zwischen den Platten angeordnet und schwenkbar an diesen angebracht. Ein Verbindungswinkel ist durch die Verbindungselemente und die Mittellinie der Vorrichtung gebildet. Die Verbindungselemente bewegen sich von einer geschlossenen Lage, die einen ersten Verbindungswinkel aufweist, zu einer Vielfalt von geöffneten Lagen, die jeweils einen Verbindungswinkel aufweisen, der größer als der erste Verbindungswinkel ist.
In einer Ausführungsform kommen die Verbindungselemente zwischen den Platten in Paaren vor. Ein erstes Ende der Verbindungselemente ist an der ersten Platte angebracht und ein zweites Ende ist an der zweiten Platte angebracht. Die Verbindungselemente sind aneinander um die Mittellinie der Vorrichtung angebracht. In einer Ausführungsform ist ein komplementäres Paar von Verbindungselementen benachbart zu dem ersten Verbindungselementepaar angeordnet. Das komplementäre Verbindungselementepaar kann gezahnte Enden umfassen, die ineinander anpassen, wenn die Beabstandungsvorrichtung sich von der geschlossenen Lage in die geöffnete Lage bewegt.
Ein Zugarm ist innerhalb der Beabstandungsvorrichtung angeordnet, um eine Axialkraft auf die Verbindungselemente zu beaufschlagen. Der Zugarm ist schwenkbar mittels Verbindungselementen verbunden. Während sich der Zugarm bewegt, bewegen sich Verbindungselemente, die schwenkbar verbunden sind, nach außen, wodurch die Höhe der Beabstandungsvorrichtung vergrößert wird. Eine Vielfalt von verschiedenen Vorrichtungen kann dazu verwendet werden, eine Axialkraft auf den Zugarm zu beaufschlagen.
Eine Zuführvorrichtung kann dazu verwendet werden, die Beabstandungsvorrichtung zwischen den Wirbelelementen anzuordnen. Die Zuführvorrichtung kann permanent an der Beabstandungsvorrichtung angebracht sein, so dass sowohl die Beabstandungsvorrichtung als auch die Zuführvorrichtung nach der Beendigung des Vorgangs entfernt werden. In einer weiteren Ausführungsform ist die Zuführvorrichtung wieder lösbar mit der Beabstandungsvorrichtung verbunden und kann aus dem Patienten entfernt werden, wobei die Beabstandungsvorrichtung zwischen den Wirbelelementen verbleibt. In einer Ausführungsform kann die Zuführvorrichtung an der Beabstandungsvorrichtung wiederanbringbar sein. Wenn sie einmal zwischen die Wirbelelemente geführt und die Beabstandungsvorrichtung eingesetzt wurde, kann die Zuführvorrichtung abgetrennt und entfernt werden, um dem Chirurg mehr Raum bereitzustellen. Wenn der Vorgang abgeschlossen ist, kann die Zuführvorrichtung wieder angebracht werden, um die Beabstandungsvorrichtung zu entfernen. Vor der Entfernung kann die Beabstandungsvorrichtung wieder in die geschlossene Lage zurückversetzt werden.
Es werden nun bevorzugte Ausführungsformen lediglich als Beispiel mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Perspektivansicht einer Beabstandungsvorrichtung in einer geschlossenen Lage gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine Perspektivansicht einer Beabstandungsvorrichtung in einer geöffneten Lage gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt eine Perspektivansicht eines Zugarms gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt eine Perspektivansicht einer Ausführungsform der Beabstandungsvorrichtung mit einer angebrachten Zuführvorrichtung, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt sind.
5 zeigt eine Perspektivansicht einer Ausführungsform der Beabstandungsvorrichtung, der Zuführvorrichtung und eines Kraftbeaufschlagungsmechanismus, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt sind.
6 zeigt eine Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform der Beabstandungsvorrichtung in einer geschlossenen Lage.
7 zeigt eine Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform der Beabstandungsvorrichtung in einer geöffneten Lage.
Detaillierte Beschreibung
Die vorliegende Erfindung ist auf eine minimalinvasive Beabstandungsvorrichtung zum Anordnen zwischen Wirbelelementen gerichtet, die allgemein mit 10 bezeichnet ist. Die Beabstandungsvorrichtung 10 ist zwischen einer Vielzahl von Größen zwischen einer ersten Lage bzw. Ausrichtung und einer zweiten Lage bzw. Ausrichtung einstellbar. Die erste Lage ist in 1 dargestellt und weist eine reduzierte Größe auf, um das Einführen in den Patienten zwischen die Wirbelelemente zu vereinfachen. Eine zweite Lage, die in 2 dargestellt ist, weist eine vergrößerte Größe zum Berühren und Aufspreizen der Wirbelelemente auf. Die Beabstandungsvorrichtung 10 umfasst Verbindungselemente 40, die an einem Paar von Platten 50 angebracht sind. Ein Zugarm 30 verbindet die Verbindungselemente 40 wirksam, um die Beabstandungsvorrichtung 10 in Positionen zwischen der ersten Lage und der zweiten Lage einzustellen. Eine Zuführvorrichtung 80 ist an der Beabstandungsvorrichtung 10 angebracht, um die Beabstandungsvorrichtung 10 zwischen die Wirbelelemente zu bringen. Die Zuführvorrichtung 80 kann lösbar sein, um sie von der Beabstandungsvorrichtung 10 zu entfernen, wenn diese einmal zwischen den Wirbelelementen angeordnet ist.
Die Beabstandungsvorrichtung 10 kann eine Anzahl von Verbindungselementen 40 umfassen, die zwischen den Platten 50 abhängig von der Anwendung angeordnet sind. Jedes einzelne Verbindungselement 40 passt mit einem komplementären Verbindungselement 40 zusammen, um der Beabstandungsvorrichtung 10 eine Beweglichkeit zu verleihen. In einer in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsform umfasst die Beabstandungsvorrichtung 10 zwei Paare von Verbindungselementen 40 an einer ersten Seite des Zugarms 30 und weitere zwei Paare von Verbindungselementen an einer zweiten Seite des Zugarms 30, was insgesamt vier Paare von Verbindungselementen oder acht Verbindungselemente insgesamt ergibt. In einer weiteren Ausführungsform (nicht dargestellt) umfasst die Beabstandungsvorrichtung 10 nur zwei Paare von Verbindungselementen 40 oder insgesamt vier Verbindungselemente. Verschiedene Anzahlen von Verbindungselementen 40 können von der vorliegenden Erfindung abhängig von den spezifischen Anforderungen der Beabstandungsvorrichtung und der notwendigen Höhe der Scheibenzwischenraumslast umfasst sein. In einer Ausführungsform sind die Verbindungselemente 40 unabhängig und einzeln voneinander beabstandet. In einer weiteren Ausführungsform sind die Verbindungselemente 40 in Paaren zusammengefasst, aber benachbarte Verbindungspaare berühren sich nicht.
Jedes Verbindungselement 40 weist eine längliche Form mit einer Aussparung 42 benachbart zu jedem Ende auf, um Stifte aufzunehmen. Die Enden jedes Verbindungselements 40 können eine Vielzahl von Formen und Konfigurationen aufweisen. In den in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen ist jedes Ende im wesentlichen abgerundet. In den in den 6 und 7 dargestellten Ausführungsformen weist jedes Ende einen teilweise abgerundeten Abschnitt mit einer linearen Kante auf, die sich entlang einer Seite des Verbindungselements 40 erstreckt.
Zähne 44 sind um zumindest ein Ende jedes Verbindungselements 40 angeordnet. Die Zähne 44 sind dazu dimensioniert, mit komplementären Zähnen 44 an benachbarten Verbindungselementen 70 zusammenzupassen. Die Zähne 44 können entlang den Enden der Verbindungselemente 40 angeordnet sein oder können sich auch entlang dem länglichen Ende erstrecken. In den in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen sind die Zähne 44 entlang einer Seite der abgerundeten Kante angeordnet. In den Ausführungsformen in den 6 und 7 erstrecken sich die Zähne 44 nur entlang einem Abschnitt von jedem Ende und weiter in Längsrichtung.
In einer Ausführungsform sind die Verbindungselemente 40 so geformt, dass sie mit benachbarten Verbindungselementen zusammenpassen. In einer in 2 dargestellten Ausführungsform umfasst eine erste Seite 40a eines Verbindungselements einen zurückgesetzten Abschnitt 47 und einen hervorstehenden Abschnitt 46. Eine Kante 45 erstreckt sich entlang der Länge des Verbindungselements 40, wodurch der zurückgesetzte Abschnitt 47 und der hervorstehende Abschnitt 46 definiert sind. Eine zweite Seite 40b eines Verbindungselements kann eine Vielzahl von Konfigurationen aufweisen, wie bspw. im wesentlichen flach. Die Verbindungselemente 40 überlappen sich mit der ersten Seite 40a und passen in der geschlossenen Lage zusammen. Die komplementären Formen geben den Verbindungselementen 40a ein kleineres Profil, wodurch die Dimensionen der Beabstandungsvorrichtung reduziert werden, wie in 1 dargestellt ist.
Die Platten 50 sind an einer ersten und einer zweiten Seite der Beabstandungsvorrichtung 10 angeordnet, um die Wirbelelemente zu berühren. Die Platten 50 umfassen eine Kontaktfläche 52, die einen Oberflächenbereich aufweist, um die Scheibenzwischenraumlast, die durch die Beabstandungsvorrichtung 10 erzeugt ist, über einen großen Bereich der Wirbelelemente zu verteilen. In eine Ausführungsform weist die Kontaktfläche 52 ungefähr eine Länge von 16 mm und eine Breite von ungefähr 8 mm auf. Die Dimensionen der Kontaktfläche 52 können von der Konstruktion der Beabstandungsvorrichtung 10 abhängen. Lediglich als Beispiel weisen die in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen eine Kontaktfläche 52 mit der Form eines Stundenglases auf. In den in den 6 und 7 dargestellten Ausführungsformen weisen die Kontaktflächen 52 im wesentlichen eine Rechteckform auf. In den in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen sind die Kontaktflächen 52 im wesentlichen flach. In einer weiteren Ausführungsform kann die Kontaktfläche 52 abgerundet sein. In einer Ausführungsform weist die Platte 50 eine Breite auf, die der Gesamtbreite der Beabstandungsvorrichtung 10 entspricht. In einer weiteren Ausführungsform weist die Platte 50 eine Breite auf, die kleiner als die Gesamtbreite der Beabstandungsvorrichtung 10 ist.
Die Verbindungselemente 40 können die Platten 50 in einer Anzahl von verschiedenen Positionen verbinden. In einer Ausführungsform weist eine Kante 56 der Kontaktfläche 52 eine Breite zur Aufnahme einer Aussparung zur Aufnahme eines Stifts auf. In den in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen umfasst die Platte 50 eine sich nach außen erstreckende Rippe 54. Die Rippe 54 ist mit einer Aussparung in sich dazu dimensioniert, den Stift aufzunehmen.
In einer Ausführungsform umfasst die Platte 50 eine Vorderseite 57, die nach innen relativ zu der Kontaktfläche 52 geneigt oder abgerundet ist. In einer Ausführungsform weist die Vorderseite 57 solch eine Länge auf, dass die Distalenden der ersten und der zweiten Platte 50 einander in der geschlossenen Lage berühren. In einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich die Vorderseite 57 um eine geringere Entfernung, um lediglich einen Abschnitt der Verbindungselemente 40 und des Zugarms 30 abzudecken, wenn sie in der geschlossenen Lage sind.
Der Zugarm 30 bewegt die Verbindungselemente 40 von der geschlossenen Lage in die geöffnete Lage. Eine Ausführungsform des Zugarms 30 ist in 3 dargestellt und umfasst einen länglichen Körper, der eine Aussparung 36 und einen Schlitz 37 zur Aufnahme von Stiften aufweist. Eine Nase 34 an dem Distalende kann eine gerundete oder geneigte Form aufweisen. Wie in 1 dargestellt ist, vereinfacht die gerundete oder geneigte Form das Einführen der Beabstandungsvorrichtung 10 zwischen die Wirbelelemente. In einer in 3 dargestellten Ausführungsform umfasst der Zugarm 30 einen Distalabschnitt 31 und einen Proximalabschnitt 33, die abtrennbar sind. Wenn die Vorrichtung 80 von der Beabstandungsvorrichtung 10 abgetrennt ist, trennt sich der Proximalabschnitt 33 von dem Distalabschnitt 31. Die Beabstandungsvorrichtung 10, einschließlich des Distalabschnitts 31 des Zugarms, bleibt zurück, wenn die Zuführvorrichtung 80 und der proximale Zugarm 33 entfernt sind. Der Zugarm 30 kann sich lediglich durch einen Abschnitt der Zuführvorrichtung 80 erstrecken oder kann sich durch die gesamte Länge erstrecken.
Stifte sind innerhalb der Beabstandungsvorrichtung 10 angeordnet, um die Verbindungselemente 40, den Zugarm 30 und die Platten 50 miteinander zu verbinden. Wie in 1 dargestellt ist, erstrecken sich die Stifte 60 durch die Verbindungselemente 40 und die Platte 50. Ein Stift 61 erstreckt sich durch die Verbindungselemente 40 und die Aussparung 36 in den Zugarm 30 an einem Distalende der Beabstandungsvorrichtung. Ein Stift 62 erstreckt sich durch die Verbindungselemente 40 und den Schlitz 37 in den Zugarm 30. Die Stifte 60, 61 und 62 können eine Vielzahl von Durchmessern und Größen abhängig von der spezifischen Anwendung der Beabstandungsvorrichtung 10 aufweisen. In einer Ausführungsform weist jeder Stift einen Durchmesser von ungefähr 1,33 mm auf. Der Begriff "Stift", wie er hier verwendet wird, wird allgemein für ein Mittel zum schwenkbaren Verbinden zweier oder mehrerer Elemente verwendet. Der Fachmann versteht, dass verschiedene andere ähnliche Vorrichtungen derselben Funktion dienen können und als innerhalb des Geltungsbereichs der vorliegenden Erfindung liegend angesehen werden.
Wie in 1 dargestellt ist, weist die Beabstandungsvorrichtung 10 in der geschlossenen Lage eine geschossartige bzw. projektilartige Konfiguration auf. Die Platten 50, die Verbindungselemente 40 und der Zugarm 30 kombinieren sich, um eine abgerundete oder geneigte Vorderseite zu bilden, die das Einführen der Beabstandungsvorrichtung 10 in den Patienten vereinfacht. In einer Ausführungsform sind die Kontaktflächen 52 simmetrisch zu einer Mittellinie C, d.h. sie weisen relativ zu der Mittellinie dieselbe Lage auf. In einer Ausführungsform sind die Kontaktflächen 52 der Platten 50 parallel zu der Mittellinie C, wenn die Beabstandungsvorrichtung 10 in der geschlossenen Lage ist. In einer Ausführungsform weist die Beabstandungsvorrichtung 10 in der geschlossenen Lage eine Länge zwischen ungefähr 22 bis 24 mm eine Breite von ungefähr 8 mm und eine Höhe von ungefähr 7 mm auf.
Wie in 2 dargestellt ist, weist die Beabstandungsvorrichtung 10 in der geöffneten Lage eine größere Höhe auf. Die Höhe kann abhängig von dem Winkel der Verbindungselemente 40 relativ zu der Mittellinie C eingestellt werden. Die Beabstandungsvorrichtung 10 kann auf eine Vielzahl von unterschiedlichen Größen und Höhen expandiert werden und der Begriff "geöffnete Konfiguration" wird verwendet um jede dieser Lagen zu bezeichnen. In einer Ausführungsform verbleiben die Kontaktflächen 52 symmetrisch zu der Mittellinie C, wenn die Beabstandungsvorrichtung 10 aus der geschlossenen Lage expandiert wird. In einer Ausführungsform bewegen sich beide Platten 50 gleichermaßen, so dass die Distanz zwischen der Mittellinie C und der Kontaktfläche für jede Platte 50 dieselbe ist. In einer weiteren Ausführungsform bewegt sich eine Platte 50 um ein größeres Maß als die entsprechende Platte 50. In einer Ausführungsform ist eine Platte 50 fest und die entsprechende Platte 50 bewegt sich nach außen, um die Höhe der Beabstandungsvorrichtung 10 zu erhöhen.
Eine Vielfalt von verschiedenen Zuführvorrichtungen 80 kann dazu verwendet werden, die Beabstandungsvorrichtung 10 zwischen den Wirbelelementen anzuordnen. Eine Ausführungsform ist in 4 dargestellt und umfasst eine längliche Stange, die an dem Proximalende der Beabstandungsvorrichtung 10 angebracht ist. In einer Ausführungsform ist die Zuführvorrichtung hohl und umgibt zumindest einen Abschnitt des Zugarms 30. Die Zuführvorrichtung 80 kann eine Vielfalt von Querschnittsformen und -größen abhängig von der Anwendung aufweisen. Die Zuführvorrichtung 80 kann aus einem einzelnen länglichen Element hergestellt sein oder kann aus verschiedenen Abschnitten, wie etwa einem ersten Abschnitt 82 und einem zweiten Abschnitt 84, hergestellt sein.
Die Zuführvorrichtung 80 kann an der Beabstandungsvorrichtung 10 auf viele verschiedene Weisen angebracht sein. In einer Ausführungsform, wie in 1 dargestellt ist, erstreckt sich ein Stift 86 durch die Vorrichtung 80 und den Schlitz 37 innerhalb des Zugarms 30, um die Beabstandungsvorrichtung 10 mit der Vorrichtung 80 zu verbinden. In ei ner weiteren Ausführungsform ist die Zuführvorrichtung 80 permanent an der Beabstandungsvorrichtung 10 angebracht. In einer weiteren Ausführungsform stellt der Zugarm 30 ebenfalls die Zuführvorrichtung 80 dar.
In einer Ausführungsform ist die Beabstandungsvorrichtung 10 mittels der Zuführvorrichtung 80 zwischen die Wirbelelemente eingeführt und wird nach einem Abschluss des Vorgangs wieder entfernt. In einer Ausführungsform wird die Beabstandungsvorrichtung 10 aus der Zuführvorrichtung 80 entfernt und verbleibt innerhalb des Patienten. Die Beabstandungsvorrichtung 10 kann permanent innerhalb des Patienten verbleiben oder in einer Ausführungsform wird die Beabstandungsvorrichtung 10 abgetrennt und der Chirurg schließt den Vorgang ab, wobei die Zuführvorrichtung 80 wieder angebracht wird, um die Beabstandungsvorrichtung 10 zu entfernen. In einer Ausführungsform wird der Stift 86 gebrochen, um die Vorrichtung 80 von der Beabstandungsvorrichtung 10 zu entfernen. In einer Ausführungsform, wie in 3 dargestellt ist, umfasst ein Zugarm 30 einen Distalabschnitt 31 und ein Proximalabschnitt 33, die abtrennbar sind. Wenn die Vorrichtung 80 von der Beabstandungsvorrichtung 10 abgetrennt wird, trennt sich der Proximalabschnitt 33 von dem Distalabschnitt 31. Die Beabstandungsvorrichtung 10, einschließlich des Distalabschnitts 31 des Zugarms bleibt zurück, wenn die Vorrichtung 30 und der proximale Zugarm 33 entfernt sind.
Bei einer Benutzungsart ist die Beabstandungsvorrichtung 10 mit dem Distalende der Zuführvorrichtung 80 verbunden. Während sie sich in der geschlossenen Lage befindet, ist die Beabstandungsvorrichtung 10 im Innern des Patienten zwischen beanchbarten Wirbelelementen angeordnet. In einer Ausführungsform ist die Beabstandungsvorrichtung 10 innerhalb des Distanzstücks bzw. des scheibenartigen Zwischen raums zwischen den benachbarten Wirbelelementen angeordnet und berührt die Endplatten der Wirbelelemente bei der Expansion. Einmal angeordnet bzw. eingesetzt, wird der Zugarm 30 mit einer axialen Last- oder Einsetzkraft beaufschlagt, um den Zugarm 30 nach innen in die Richtung eines Pfeils 89 in 4 zu zwingen. Eine axiale Bewegung führt dazu, dass die Verbindungselemente 40 von der geschlossenen Lage in der Ausführungsform in 1 nach außen in Richtung der geöffneten Lage in der Ausführungsform in 2 schwenken. Die Zähne 44 entgegengesetzter Verbindungselemente 40 passen während der Bewegung mit den Platten 50 zusammen, die sich von der Mittellinie C nach außen bewegen. In einer Ausführungsform bewegt sich jede der zwei Platten 50 um ein gleiches Maß und sie sind symmetrisch zu der Mittellinie C.
Wenn die Verbindungselemente 40 nach außen expandieren und der Zugarm 30 sich nach innen bewegt, gleitet der Stift 62 entlang dem Distalarmschlitz 37, wenn sich die Beabstandungsvorrichtung 10 von der geschlossenen in die geöffnete Lage bewegt. Der Stift 61 ist innerhalb der Verbindungselemente 40 und der Zugarmaussparung 36 montiert und bewegt sich nicht relativ zu dem Zugarm 30. In der in 1 dargestellten geschlossenen Lage ist der Stift 61 von dem Stift 62 um eine Distanz beabstandet, die größer ist als in der geöffneten Lage, wie in 2 dargestellt ist. Das Maß axialer Bewegung des Zugarms 30 ergibt das Maß des Einsetzens der Beabstandungsvorrichtung 10. Die Beabstandungsvorrichtung 10 kann aus jeder Entfernung zwischen der geschlossenen und der geöffneten Lage abhängig von den spezifischen Anwendung geöffnet werden.
Auf den Zugarm wird eine Axialkraft ausgeübt, um die Beabstandungsvorrichtung 10 in die geöffnete Position zu bringen. Der Kraftmechanismus bzw. elektrische Mechanismus zum Beaufschlagen der Kraft kann innerhalb der Beabstandungsvorrichtung 10 oder der Zuführvorrichtung 80 angeordnet sein. In einer Ausführungsform wird die Axialkraft durch lineares Bewegen des Zugarms 30 ausgeübt. In einer Ausführungsform ist der Abschnitt 84 an dem proximalen Zugarm 33 angebracht. Der Abschnitt 84 kann in der ausgefahrenen Position entfernt von dem ersten Abschnitt 82 festgesetzt werden, um die Beabstandungsvorrichtung 10 in der geöffneten Lage festzusetzen. In einer Ausführungsform ist ein Gewindestück 77 auf das Distalende des zweiten Abschnitts 84 benachbart zu dem ersten Abschnitt 82 aufgeschraubt, wie in 4 dargestellt ist. Der Abschnitt 84 und das Gewindestück 77 sind von dem Abschnitt 82 entfernt, wodurch eine Kraft auf den Zugarm 30 beaufschlagt wird und den Distraktor 10 expandiert. Das Gewindestück 77 kann distal entlang dem zweiten Abschnitt 84 geschraubt werden, um den ersten Abschnitt 82 zu berühren und den Distraktor 10 in einer geöffneten Position festzusetzen. Um den Distraktor 10 zu schließen, wird das Gewindestück 77 proximal entlang dem zweiten Abschnitt 84 geschraubt. In einer Ausführungsform ist das Gewindestück 77 gerändelt bzw. geriffelt, um eine Drehung des Gewindestück 77 per Hand zu ermöglichen.
Ein Mechanismus zum Ausüben einer Axialkraft auf den Zugarm 30 kann eine Vielfalt von Konfigurationen aufweisen. Der Mechanismus kann benachbart zu der Beabstandungsvorrichtung 10 angeordnet sein oder kann entfernt von der Beabstandungsvorrichtung 10 außerhalb des Patienten angeordnet sein. In einer in 5 dargestellten Ausführungsform ist ein Kraftmechanismus 70 an der Zuführvorrichtung 80 zum Beaufschlagen einer Axialkraft angebracht. Der Kraftmechanismus 70 umfasst einen Schnellösemechanismus 72 an dem Distalende des Kraftmechanismus 70, um den ersten Abschnitt 82 der Zuführvorrichtung anzubringen. In einer Ausführungsform umfasst der Schnellösemechanismus 72 eine federvorgespannte Manschette 73, die um eine Hülse 74 angeordnet ist. Die Manschette 73 kann zurückgezogen werden, um den ersten Abschnitt 82 innerhalb der Hülse 74 aufzunehmen. Ein Loslösen der Manschette 73 bewirkt, dass die Hülse 74 sich zusammenzieht und den ersten Abschnitt 82 festsetzt. In einer Ausführungsform umfasst der Schnellösemechanismus 72 einen oder mehrere Bälle, die in Nuten in dem ersten Abschnitt 82 eingreifen. In einer Ausführungsform ist ein Gleit- bzw. Sperrverschluss 75 an dem zweiten Abschnitt 84 angebracht. Ein Moment wird auf einen Griff 76 beaufschlagt, das bewirkt, dass das Gewindestück 77 und der zweite Abschnitt 84 sich von dem ersten Abschnitt 82 entfernen, wodurch eine Axialkraft auf den Zugarm 30 beaufschlagt wird und den Distraktor 10 öffnet. In der gewünschten Lage wird das Gewindestück 77 distal geschraubt, um den ersten Abschnitt 82 zu berühren und den Distraktor 10 festzusetzen. Wenn eine Festsetzung erfolgt ist, kann der Kraftmechanismus 70 von einer Zuführvorrichtung entfernt werden, um dem Chirurgen mehr Arbeitsraum zu verschaffen.
Eine Verbindungselementachse L wird durch die Linie gebildet, die sich durch die Verbindungselemente 40 erstreckt. In den in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen erstreckt sich die Verbindungselementachse L durch die Schnittpunkte mit der Platte 50 und dem Zugarm 30. Ein Verbindungswinkel α wird durch die Verbindungsachse L und die Mittellinie C gebildet. In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist der Verbindungswinkel α größer als 0, wenn die Beabstandungsvorrichtung 10 in der geschlossenen Lage ist. In einer Ausführungsform ist ein Verbindungswinekl α größer als 0° in der geschlossenen Lage bestimmt, um ein Öffnen der Beabstandungsvorrichtung 10 zu vereinfachen.
Die Axialkraft, oder die benötigte Einsetzkraft, die zum öffnen der Beabstandungsvorrichtung 10 nötig ist, ändert sich während des Expansionsvorgangs. Zusätzlich ändert sich die Kraft, die durch die Beabstandungsvorrichtung 10 auf die Wirbelelemente während des Expansionsvorgangs beaufschlagt wird oder die mögliche Scheibenzwischenraumslast während des Expansionsvorgangs. Anders ausgedrückt unter Verwendung einer Drei-Koordinatengeometrie, die die Koordinaten x, y und z aufweist, ist die Axialkraft die Kraft in der x Richtung und die Wirbelelementlast die Kraft in der y Richtung.
In einer Ausführungsform ist die Beabstandungsvorrichtung 10 zwischen einer geschlossenen Lage, die eine Höhe von 7 mm und ein Verbindungswinkel von ungefähr 16° aufweist, in eine geöffneten Lage, die eine Höhe von ungefähr 14 mm und einen Verbindungswinkel von ungefähr 49° aufweist, anordenbar. Die folgende Tabelle stellt die Parameter der Beabstandungsvorrichtung 10 in den verschiedenen Zuständen bzw. Phasen des Einsetzens dar:
Diese Berechnungen sind theoretisch und basieren auf der Formänderungsfestigkeit bzw. der Fließgrenze (2% Verlängerung) eines 1,3 mm-Stifts bei einer zweischnittigen Verbindung, die bei ungefähr 564,7 lbs (256,15 kg) liegt. Wie zu sehen ist, verringert sich die benötigte Einsetzkraft, wenn sich der Verbindungswinkel α erhöht, und die erlaubte Scheibenzwischenraumslast erhöht sich, wenn sich der Verbindungswinkel α erhöht.
Die 6 und 7 stellen eine weitere Ausführungsform der Beabstandungsvorrichtung 10 dar. 6 stellt die Beabstandungsvorrichtung 10 in einer geschlossenen Lage dar. Die gesamte Form der Beabstandungsvorrichtung 10 ist zylindrisch und umfasst eine Nase 34, die eine abgerundete Vorderseite aufweist, um das Einführen in den Patienten zu vereinfachen. Die Beabstandungsvorrichtung 10 umfasst Verbindungselemente 40, ein Paar von Platten 50 und einen Zugarm 30, der eine Nase 34 umfasst. Ein Proximalabschnitt 39 bildet einen Teil der Beabstandungsvorrichtung 10. In einer Ausführungsvorrichtung weisen die Platten 50 eine Länge auf, die kleiner als die Gesamtlänge der Beabstandungsvorrichtung ist. Die Verbindungselemente 40 umfassen Zähne 44 an jedem Ende und ein Paar von Aussparungen 42 zur Aufnahme von Stiften 62. Eine Nase 34 und Proximalabschnitt 39 umfassen Ausnehmungen 31, in denen die Verbindungselemente 40 angeordnet sind. In einer Ausführungsform weisen die Verbindungselemente 40 und die Platten 50 eine abgerundete Oberfläche auf, um mit der Zylinderform übereinzustimmen. In einer weiteren Ausführungsform weisen die Verbindungselemente 40 und die Platten 50 eine flache äußere Oberfläche auf. In der geschlossenen Lage beträgt der Verbindungswinkel α 0°.
7 stellt die Beabstandungsvorrichtung 10 in der geöffneten Lage dar. Die Zähne 44 von gegenüberliegenden Verbindungselementen 40 passen zusammen, wenn sich die Beabstandungsvorrichtung 10 öffnet. Die Nase 34 ist mit einem Zugarm 30 verbunden. Eine Axialkraft, die auf den Zugarm 30 beaufschlagt wird, zwingt die Nase 34 nach innen in Richtung der Zuführvorrichtung 80. Die Bewegung der Nase 34 bewirkt, dass die Verbindungselemente 40 sich bewegen, was in einer Bewegung der Platten 50 nach außen von der Mittellinie C der Beabstandungsvorrichtung 10 resultiert. Der Zugarm 30 kann axial über eine Vielzahl von Entfernungen bewegt werden, um die Höhe der Beabstandungsvorrichtung 10 zu steuern.
In den in den 6 und 7 dargestellten Ausführungsformen sind die Verbindungselemente 40 nicht direkt mit dem Zugarm 30 verbunden. Die Verbindungselemente 40 verbinden die Nase 34, die mit dem Zugarm 30 verbunden ist. Eine Bewegung der Nase 34 bewirkt eine Bewegung der Verbindungselemente 40. Die proximalen Verbindungselemente 40 können oder können nicht direkt oder indirekt mit dem Zugarm 30 verbunden sein. In einer Ausführungsform sind die proximalen Verbindungselemente 40 direkt mit dem Zugarm mittels Stiften verbunden.
In einer Ausführungsform verbinden die Verbindungselemente 40 einen Mittelabschnitt der Platten 50, der benachbart zu einem Mittelpunkt M der Länge ist. In einer weiteren Ausführungsform verbinden die Verbindungselemente 40 die Platten 50 in Richtung der Enden, die von dem Mittelpunkt M entfernt sind. In einer weiteren Ausführungsform sind die zwei Verbindungselemente 40 an verschiedenen Positionen entlang der Platten 50 relativ zu dem Mittelpunkt M verbunden (d.h. die Verbindungselemente 40 sind nicht gleichmäßig von dem Mittelpunkt M beabstandet). Lediglich als Beispiel ist ein erstes Verbindungselement 40 an einer Position nahe dem Distalende der Platte 50 in einer Entfernung x von dem Mittelpunkt M verbunden und ein zweites Verbindungselement 40 ist benachbart zu dem Mittelpunkt der Platte 50 in einer Entfernung x kleiner als y von dem Mittelpunkt verbunden. Die Platten 50 können parallel zu der Mittellinie C oder in jede Richtung relativ zu der Mittellinie C geneigt sein.
Der Begriff Wirbelelement wird allgemein verwendet, um die Wirbelgeometrie zu beschreiben, die den Wirbelkörper, den Pedicles, die Lamina und Fortsätze umfasst. Die Beabstandungsvorrichtung 10 kann dazu dimensioniert und geformt sein, adäquate Festigkeitsanforderungen aufzuweisen, um innerhalb der verschiedenen Bereiche der Vertrebra verwendet zu werden, einschließlich der cervicalen, thoracalen und lumbaren Bereiche. In einer Ausführungsform ist die Beabstandungsvorrichtung 10 innerhalb des Scheibenzwischenraums zwischen benachbarten Vertebra bzw. Wirbeln angeordnet. Die Platten 50 berühren die Endplatten der Wirbel, um die Wirbel so wie nötig zu beabstanden. In einer Ausführungsform ist die Beabstandungsvorrichtung 10 posterior in den Patienten eingeführt. In einer weiteren Ausführungsform ist die Beabstandungsvorrichtung 10 anterior in den Patienten eingeführt. In einer weiteren Ausführungsform ist die Beabstandungsvorrichtung lateral in den Patienten eingeführt.
In einer weiteren Ausführungsform (nicht dargestellt) umfasst die Beabstandungsvorrichtung 10 lediglich eine sich bewegende Platte 50. Eine erste Platte ist an den Verbindungselementen 40 angebracht und bewegt sich wie voranstehend diskutiert wurde. Eine zweite Platte ist stationär. Die Verbindungselemente 40 bewegen sich von der stationären Platte nach außen, um die Höhe der Beabstandungsvorrichtung 10 in die geöffnete Lage zu expandieren. Diese Ausführungsform kann jegliche Anzahl von Verbindungselementen 40 ab hängig von der gewünschten Beabstandung und den Festigkeitsanforderungen umfassen.
Die vorliegende Erfindung kann auf andere spezifische Arten ausgeführt werden, als diejenigen, die hier beschrieben wurden, ohne sich von dem Geltungsbereich der Erfindung zu entfernen. In einer Ausführungsform sind die Beabstandungsvorrichtung 10 und die Zuführvorrichtung 80 aus rostfreiem Stahl hergestellt.

Claims

Vorrichtung zum Beabstanden von Wirbelelementen mit: einer Mehrzahl von Verbindungselementen (40), die jeweils eine langgestreckte Form mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende umfassen, wobei mindestens ein Ende Zähne (44) aufweist, einem Zugarm (30), der schwenkbar mit dem ersten Ende jedes der Mehrzahl von Verbindungselementen verbunden ist, und einer ersten Platte (50), die mit dem zweiten Ende mindestens eines Verbindungselements der Mehrzahl von Verbindungselementen verbunden ist, und einer zweiten Platte (50), die mit dem zweiten Ende mindestens eines Verbindungselements der Mehrzahl von Verbindungselementen verbunden ist, wobei der Zugarm in einer ersten Lage, bei der die Verbindungselemente einen ersten Verbindungswinkel relativ zu einer Mittellinie der Vorrichtung aufweisen, und in einer zweiten Lage positionierbar ist, bei der die Mehrzahl von Verbindungselementen einen zweiten Verbindungswinkel relativ zu der Mittellinie der Vorrichtung aufweist, wobei der zweite Verbindungswinkel größer als der erste Verbindungswinkel ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Vorrichtung in der ersten Lage im wesentlichen geschoss- bzw. projek tilförmig mit einem schmalen ersten Ende und einem breiteren zweiten Ende ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erste Platte und die zweite Platte sowohl in der ersten Lage als auch in der zweiten Lage zu der Mittellinie der Vorrichtung symmetrisch sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Platten des Plattenpaares sowohl in der ersten Lage als auch in der zweiten Lage parallel sind.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei der der erste Verbindungswinkel größer als 0° ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der entweder die erste Platte oder die zweite Platte in der zweiten Lage der Vorrichtung in einem größeren Abstand nach außen von der Mittellinie angeordnet ist als in der ersten Lage.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei der der Zugarm ein gerundetes Distalende umfasst.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei der der Zugarm einen langgestreckten Schlitz (37) zum Aufnehmen eines Stiftes zum Anbringen des ersten Endes mindestens eines der Mehrzahl von Verbindungselementen umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Zähne an dem zweiten Ende von jedem der Mehrzahl von Verbindungselementen angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Zähne an dem ersten Ende von jedem der Mehrzahl von Verbindungselementen angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei der der Zugarm zwischen mindestens zwei der Mehrzahl von Verbindungselementen angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, die des weiteren eine langgestreckte Zuführvorrichtung (80) umfasst, um die Vorrichtung zwischen den Wirbelelementen anzuordnen.
Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die langgestreckte Zuführvorrichtung einen Distalabschnitt und einen Proximalabschnitt umfasst, wobei der Zugarm wirksam mit dem Proximalabschnitt verbunden ist und der Distalabschnitt von dem Proximalabschnitt trennbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, die des weiteren ein Gewindestück (77) umfasst, das zwischen dem Distalabschnitt und dem Proximalabschnitt angeordnet ist, wobei das Gewindestück bewegbar an dem Proximalabschnitt befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, die des weiteren einen Kraftmechanismus (70) umfasst, der wirksam an dem Zugarm befestigt ist, um eine Axialkraft anzulegen, wobei der Kraftmechanismus einen Verschlussmechanismus zum Anbringen an der langgestreckten Zuführvorrichtung umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die langgestreckte Zuführvorrichtung von der Vorrichtung lösbar ist.