DE69825472T2

DE69825472T2 - Chirurgisches implantat und chirurgische befestigungsschraube

Info

Publication number: DE69825472T2
Application number: DE69825472T
Authority: DE
Inventors: Hobson Philip HARDCASTLE; Duncan Robert Ombersley KEEBLE
Original assignee: Surgicraft Ltd
Current assignee: Surgicraft Ltd
Priority date: 1997-11-29
Filing date: 1998-11-27
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2018-11-28
Also published as: AU748062B2; EP1033941B1; AU1253199A; JP2001524346A; EP1033941A2; US6579290B1; DE69825472D1; WO1999027864A3; WO1999027864A2; ES2226186T3; ATE272363T1; KR20010032576A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein chirurgisches Implantat zur Verwendung mit einem Knochentransplantat zwischen Wirbeln, insbesondere Halswirbeln, um die Wirbel zu verschmelzen, und ein System zum Verschmelzen benachbarter Wirbel, welches das Implantat umfaßt.
Bei bestimmten Wirbelsäulenerkrankungen, wie beispielsweise einem degenerativen Schaden der Zwischenwirbelsubstanz (im folgenden einfach als „Bandscheibe" bezeichnet) ist es notwendig, daß die Bandscheibe entfernt wird und die benachbarten Wirbel verschmolzen werden, unterstützt durch ein zwischen den Wirbeln eingesetztes Knochentransplantat. Unvermeidlicherweise ist der Verschmelzungsprozeß langsam, und es ist wünschenswert, daß das Knochentransplantat und die Wirbel fixiert werden, damit die Verschmelzung stattfindet, während die Wirbel und das Transplantat richtig positioniert sind.
Eine Lösung (für die das sogenannte Halswirbelsäulen-Verblockungsplattensystem, erhältlich von Synthes, als Beispiel dient) ist es, das Knochentransplantat zwischen die Wirbel einzusetzen und danach die Wirbel mit Hilfe einer Metallplatte aneinander zu befestigen, die längs einer Fläche (allgemein der anterioren Fläche) der Wirbel liegt. Die Platte wird an ihrem Platz an den Wirbeln durch Befestigungsschrauben gehalten, die durch in der Platte bereitgestellte Löcher hindurchgehen und die in in die Wirbel gebohrte Löcher geschraubt werden. Das Knochentransplantat wird durch Kompressionskräfte in Position gehalten. Bei Anwendung kann es jedoch schwierig sein, eine solche Platte richtig auszurichten.
Bei einem anderen System (Fournitures Hospitalieres) wird eine Metallplatte integral mit einem Metallring geformt, der senkrecht vom Mittelpunkt der Platte vorspringt. Die Platte kann mit einer Scheibe aus Hydroxylapatit-Knochenersatz geliefert werden, die in dem durch den Ring umschlossenen Bereich befestigt wird. Der die Hydroxylapatitscheibe enthaltende Ring wird zwischen die Wirbel eingesetzt, was die Metallplatte in der richtigen Ausrichtung zum Befestigen an den Wirbeln mit Hilfe von Befestigungsschrauben darbietet. Als Alternative dazu wird die Platte ohne die Scheibe aus Hydroxylapatit geliefert, und der Chirurg präpariert das Knochentransplantat. Schwierigkeiten tauchen auf, falls es notwendig ist, die Platte zu entfernen, weil das gesamte Knochentransplantat ebenfalls entfernt wird, was erfordert, daß das gesamte Verfahren wiederholt wird.
Das letztere System ist nicht zum Verschmelzen dreier benachbarter Wirbel geeignet.
DE-A-4328690 legt ein System zum Fixieren von Wirbeln offen, das folgendes umfaßt: (i) ein Führungsinstrument mit wenigstens zwei länglichen parallelen Führungsschienen, wobei jede Führungsschiene eine Längsnut zum Führen und Positionieren eines Implantats zum Einsetzen zwischen benachbarte Wirbel hat, (ii) ein chirurgisches Instrument, das mit dem Führungsinstrument geführt wird und längliche Führungen hat, die mit den Nuten in dem Führungsinstrument zusammenwirken, und (iii) chirurgische Implantate mit U-förmigen Körpern, die zwischen die benachbarten Wirbel eingesetzt werden und die Führungskeile haben, die mit den Führungsnuten des Führungsinstruments zusammenwirken. Einige dieser Implantate haben Befestigungsmittel in der Form von gesonderten oder integrierten Klammern zum Befestigen der U-förmigen Körper an benachbarten Wirbeln.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein chirurgisches Implantat bereitzustellen, welches das Verschmelzen von benachbarten Halswirbeln erleichtert und die oben erwähnten Probleme beseitigt oder abschwächt.
Nach der vorliegenden Erfindung wird ein chirurgisches Implantat bereitgestellt, das folgendes umfaßt:

(i) einen Körperabschnitt,
(ii) einen ersten und einen zweiten Arm, mit Zwischenraum zueinander angeordnet, die durch den Körperabschnitt getragen werden und von demselben weg vorstehen, wobei die Arme dafür geeignet sind, zwischen benachbarten ersten und zweiten Wirbeln eingeführt werden zu können, und
(iii) Befestigungsmittel zum Befestigen des Körperabschnitts an den benachbarten ersten und zweiten Wirbeln, so daß bei Anwendung ein Knochentransplantat zwischen dem ersten und dem zweiten Arm und zwischen zueinander zeigenden oberen und unteren Flächen der benachbarten ersten und zweiten Wirbel in Position gehalten werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des Körperabschnitts eine gekrümmte flanschartige Form hat, mit Oberflächenbereichen für einen Eingriff mit anterioren Flächen der beiden benachbarten Wirbel, wenn die Arme zwischen den benachbarten Wirbeln angeordnet werden, und das Befestigungsmittel erste und zweite Durchgänge durch den Körperabschnitt umfaßt, wobei jeder der Durchgänge dafür geeignet ist und in dem Körperabschnitt angeordnet wird, ein Befestigungselement zum Befestigen des Implantats an den benachbarten ersten bzw. zweiten Wirbeln aufnehmen zu können.

Vorzugsweise wird der Körperabschnitt des Implantats so konstruiert, daß ein anderes Implantat an der anterioren Fläche eines der benachbarten ersten und zweiten Wirbel und eines dritten Wirbels befestigt werden kann, wenn die Arme des Implantats zwischen den benachbarten ersten und zweiten Wirbeln angeordnet werden, wobei der dritte Wirbel dem selben der benachbarten ersten oder zweiten Wirbel benachbart ist.
Die Arme sind vorzugsweise gerade und vorzugsweise ebenfalls parallel zueinander.
Vorzugsweise werden obere und untere Flächen jedes Arms aufgerauht und/oder mit einer Hydroxylapatitbeschichtung versehen. Bei Anwendung werden die Flächen in Kontakt mit den gegenüberliegenden oberen und unteren Flächen der benachbarten Wirbel sein. Die aufgerauhte Oberfläche und/oder die Hydroxylapatitbeschichtung fördern das Einwachsen von Knochen und gewährleisten dadurch eine zusätzliche Befestigung des Implantats.
Der Körperabschnitt kann mit mehr als zwei Durchgängen versehen werden. Am bevorzugtesten werden drei oder vier Durchgänge bereitgestellt. Wenigstens ein Durchgang hat vorzugsweise eine zu den Armen geneigte Achse. Bevorzugterweise haben wenigstens der erste und der zweite Durchgang zueinander geneigte Achsen.
Vorzugsweise ist das Implantat eine einteilige Konstruktion aus einem bioverträglichen Material. Beispiele geeigneter Materialien schließen Titan, eine Titanlegierung und rostfreien Stahl ein.
Außerdem wird nach der vorliegenden Erfindung ein System zum Verschmelzen benachbarter Wirbel (z. B. Halswirbel) bereitgestellt, wobei das System wenigstens ein chirurgisches Implantat, wie es oben definiert wird, wenigstens ein Knochentransplantat und Befestigungselemente zum Befestigen des Implantats an den benachbarten Wirbeln umfaßt.
Das chirurgische Implantat nach der vorliegenden Erfindung kann bei einem Verfahren zum Verschmelzen benachbarter Wirbel (z. B. Halswirbel) eingesetzt werden, das die folgenden Schritte umfaßt:

(i) Einbringen von Knochentransplantatmaterial zwischen die benachbarten ersten und zweiten Wirbel,
(ii) Positionieren der Arme des chirurgischen Implantats nach der vorliegenden Erfindung um das Knochentransplantatmaterial und zwischen den benachbarten Wirbeln,
(iii) Befestigen wenigstens eines Befestigungselements im ersten Wirbel und
(iv) Befestigen wenigstens eines Befestigungselements im zweiten Wirbel, bei dem jedes Befestigungselement durch einen entsprechenden der Durchgänge im Körperabschnitt des Implantats hindurchgeht.

Das Verfahren kann auf die Verschmelzung eines dritten Wirbels ausgedehnt werden, wobei der dritte Wirbel einem der benachbarten ersten und zweiten Wirbel benachbart ist, wobei in diesem Fall die obigen Schritte unter Verwendung eines weiteren chirurgischen Implantats in Bezug auf den ersten und den dritten Wirbel oder den zweiten und den dritten Wirbel wiederholt werden.
Vorzugsweise sind die Befestigungselemente Befestigungsschrauben, von denen wenigstens eine chirurgische Befestigungsschraube sein kann, wie sie unten definiert wird, was ermöglicht, daß ein sicheres Befestigen eines Teils, wie beispielsweise eines Implantats, mit einer verringerten Gefahr des Lösens von einem solchen Teil stattfindet.
Bei einem Ausführungsbeispiel umfaßt die chirurgische Befestigungsschraube einen Kopf und einen mit Außengewinde versehenen Schaft, wobei der Kopf so geformt wird, daß er zwischen einem in seitlicher Richtung gedehnten Zustand und einem in seitlicher Richtung zusammengezogenen Zustand umgeformt werden kann.
Der Begriff „seitlich" bedeutet seitlich im Verhältnis zur Längsachse des Schafts. Vorzugsweise der Kopf so geformt wird, daß er zwischen einem in Radialrichtung gedehnten Zustand und einem in Radialrichtung zusammengezogenen Zustand umgeformt werden kann.
Vorzugsweise schließt die chirurgische Befestigungsschraube außerdem Haltemittel ein, die innerhalb des Kopfes in Eingriff gebracht werden können, um zu verhindern, daß der Kopf in seinen in Seitenrichtung zusammengezogenen Zustand umgeformt wird.
Wenn sie sich in ihrem in Seitenrichtung zusammengezogenen Zustand befindet, kann die chirurgische Befestigungsschraube in eine Öffnung in dem zu befestigenden Teil eingesetzt werden. Wenn er sich in seinem in Seitenrichtung zusammengezogenen Zustand befindet, ermöglicht der Kopf der chirurgischen Befestigungsschraube ein Befestigen der Schraube innerhalb der Öffnung in dem Teil auf eine solche Weise, daß die Gefahr eines Lösens der chirurgischen Befestigungsschraube von dem Teil verringert wird.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Kopf so geformt, daß er in seinem in Seitenrichtung gedehnten Zustand in Seitenrichtung in eine unterschnittene Aussparung in dem Teil vorsteht, wodurch der Kopf durch einen gegenseitigen Eingriff mit dem Teil an einem Lösen von letzterem gehindert wird.
Vorzugsweise hat der Kopf der chirurgischen Befestigungsschraube in demselben eine Aussparung, in der das Haltemittel in Eingriff gebracht werden kann, so daß das Haltemittel eine Wand der Aussparung in Eingriff nimmt, um zu verhindern, daß der Kopf in seinen in Seitenrichtung zusammengezogenen Zustand umgeformt wird.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel umfaßt die chirurgische Befestigungsschraube einen Kopf und einen mit Außenschraubgewinde versehenen Schaft, der in Längsrichtung in zwei seitliche Flügel geteilt wird, die von der Längsachse des Schafts nach außen verformt werden können. Dies beseitigt oder mindert die Gefahr, daß die Schraube aus einem Loch in Knochen oder hartem Gewebe, in dem der Schraubschaft bei Anwendung in Eingriff gebracht wird, gelöst oder in demselben gelockert wird.
Der Schaft kann dafür geeignet sein, ein Expansionsmittel aufzunehmen, das während des Einsetzens in die Befestigungsschraube die Verformung der Flügel nach außen bewirkt. Der Körper des Schafts kann sich vom Kopf weg nach innen verjüngen.
Das Expansionsmittel kann mit Hilfe einer komplementären Gewindeanordnung innerhalb des Schafts gehalten werden.
Das Expansionsmittel zum Bewirken einer Verformung der Flügel nach außen und das Haltemittel für den Kopf können an unterschiedlichen Teilen eines einzigen Halte- und Expansionselements bereitgestellt werden, das mit dem Schaft und dem Kopf der Schraube in Eingriff gebracht werden kann.
Der Kopf der Schraube kann eine erste Formation, um bei Anwendung durch einen Schraubenzieher in Eingriff genommen zu werden, und eine, von der ersten Formation räumlich unterschiedene, zweite Formation, um bei Anwendung durch einen anderen Schraubenzieher in Eingriff genommen zu werden, haben. Folglich kann die Schraube in dem Fall, daß eine der ersten und der zweiten Formation während des Einsetzens oder Entfernens der Schraube unter Verwendung des entsprechenden Schraubenziehers beschädigt wird, anschließend unter Verwendung des anderen Schraubenziehers an der anderen der ersten und der zweiten Formation entfernt werden.
Die erste und die zweite Formation können in Längsrichtung in der Rotationsachse der chirurgischen Befestigungsschraube mit Zwischenraum angeordnet werden.
Es werden nun als Beispiel Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
1 eine perspektivische Ansicht eines chirurgischen Implantats nach der vorliegenden Erfindung ist,
2 eine Draufsicht des in 1 gezeigten chirurgischen Implantats ist,
3 eine Stirnansicht des in 1 gezeigten chirurgischen Implantats ist,
4 eine Querschnittsansicht des in 1 gezeigten chirurgischen Implantats ist,
5 eine schematische Illustration ist, welche die Befestigung von zwei chirurgischen Implantaten nach der vorliegenden Erfindung an einem einzigen Halswirbel zeigt,
6 eine Seitenansicht eines Exemplars einer chirurgischen Befestigungsschraube zur Verwendung mit einem chirurgischen Implantat nach der vorliegenden Erfindung ist,
7 ein Axialschnitt durch die chirurgische Befestigungsschraube von 6 ist,
8 eine perspektivische Ansicht der chirurgischen Befestigungsschraube von 6 und 7 ist,
9 eine Stirnansicht des Kopfs der chirurgischen Befestigungsschraube von 6 bis 8 ist,
10 eine Seitenansicht eines Expansionselements zur Verwendung in der Befestigungsschraube von 6 bis 9 ist,
11 eine Draufsicht, ähnlich wie 2, eines anderen Ausführungsbeispiels eines chirurgischen Implantats ist,
12 eine Seitenansicht des Implantats von 11 ist,
13 ein Axialschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer chirurgischen Befestigungsschraube zur Verwendung mit dem Implantat von 11 und 12 ist,
14 eine perspektivische Ansicht der chirurgischen Befestigungsschraube von 13 ist,
15 ein Axialschnitt ist, der die chirurgische Befestigungsschraube von 13 und 14 mit einem eingesetzten Halte- und Expansionselement zeigt,
16 eine Detail ist, das den gegenseitigen Eingriff zwischen der Schraube von 15 und dem Implantat von 11 und 12 zeigt, und
17 eine Ansicht ist, welche die Verwendung des Implantats von 11 und 12 und der chirurgischen Befestigungsschrauben von 13 bis 15 zum Befestigen zweier Halswirbel aneinander zeigt.
Unter Bezugnahme auf 1 und 2 ist das chirurgische Implantat 2 U-förmig und umfaßt einen gekrümmten flanschartigen Körperabschnitt 4 mit einer posterioren Hauptfläche 6a, einer anterioren Hauptfläche 6b, einer oberen Kantenfläche 8a und einer unteren Kantenfläche 8b und ein Paar von mit Zwischenraum zueinander angeordneten, parallelen geraden Armen 10. Das Implantat 2 hat eine einteilige Konstruktion und wird bei diesem Ausführungsbeispiel aus einer Titanlegierung (entsprechend BS7252 PT3 1990) hergestellt. An jedem der gegenüberliegenden seitlichen Endbereiche des Körperabschnitts 4 steht jeweils einer der Arme 10 vom Körperabschnitt 4 weg vor. Die Tiefe der Arme 10 (d. h., die Entfernung zwischen deren oberen Flächen 12a und unteren Flächen 12b) ist geringer als die des Körperabschnitts 4, so daß am Körperabschnitt 4 obere Endstoßflächen 14a und untere Endstoßflächen 14b definiert werden. Die oberen und unteren Flächen 12a und 12b jedes Arms 10 werden aufgerauht und mit einer Hydroxylapatitbeschichtung (nicht gezeigt) versehen. Der Körperabschnitt 4 wird mit zwei Paaren von identischen Durchgängen 16a und 16b versehen, die sich von der posterioren Hauptfläche 6a zur anterioren Hauptfläche 6b des Körperabschnitts 4 durch den Körperabschnitt 4 erstrecken.
Unter Bezugnahme auf 3 und 4 werden die Durchgänge 16a mit Zwischenraum längs des Körperabschnitts 4 in einer Entfernung von der oberen Kantenfläche 8a des Körperabschnitts 4 angeordnet, während die Durchgänge 16b in der gleichen Entfernung von der unteren Kantenfläche 8b des Körperabschnitts 4 liegen und im Verhältnis zu den ersten Durchgängen 16a versetzt werden. Jeder Durchgang 16a, 16b umfaßt anteriore und posteriore koaxiale zylindrische Bereiche 18a, 18b mit unterschiedlichen Durchmessern, so daß an deren Schnittpunkt eine ringförmige Stufe 20, die als Sitz für eine Befestigungsschraube dient, definiert wird. Die Achse jedes der Durchgänge 16a ist zur Ausdehnungsrichtung der Arme 10 um 10° nach oben geneigt. Die Achse jedes der Durchgänge 16b ist zur Ausdehnungsrichtung der Arme 10 um 10° nach unten geneigt.
Das chirurgische Implantat 2 kann bei einer Operation verwendet werden, bei der es, aus welchem Grund auch immer, notwendig ist, die Zwischenwirbelscheibe zwischen einem Paar von benachbarten Halswirbeln durch ein Knochentransplantat zu ersetzen. Bei einer solchen Operation wird die Bandscheibe (oder Bruchstücke derselben) entfernt, und die untere Fläche eines ersten (oberen) Wirbels und die obere Fläche eines zweiten (unteren) Wirbels werden für die Aufnahme eines Knochentransplantats präpariert. Knochentransplantatmaterial wird zwischen den Wirbeln verdichtet, und die Arme 10 des Implantats 2 werden von der anterioren Seite der Wirbel, auf beiden Seiten des Knochentransplantatmaterials, zwischen die Wirbel geschoben. Die jeweiligen Bereiche der posterioren Hauptfläche 6a stoßen an die anterioren Flächen des ersten und des zweiten Wirbels an.
Die Tatsache, daß die Arme 10 des Implantats 2 zwischen den Wirbeln angeordnet werden, sichert, daß es keinen Fehler bei der Ausrichtung des Implantats 2 gibt, bevor es an seinem Platz befestigt wird. Eine solche Befestigung wird erreicht durch das Herstellen von Löchern in den Wirbeln, unter Verwendung der Durchgänge 16 im Körperabschnitt 4 als Führungen, gefolgt vom Einsetzen sich dehnender chirurgischer Befestigungsschrauben, zum Beispiel chirurgischer Befestigungsschrauben 100, wie sie unten beschrieben werden, durch jeden Durchgang 16a, 16b im Körperabschnitt 4 und in den jeweiligen Wirbel.
In Fällen, in denen zwei oder mehr aufeinanderfolgende Bandscheiben entfernt werden müssen, ist es möglich, das obige Verfahren unter Verwendung eines zweiten Implantats in Bezug auf einen der ersten und zweiten Wirbel und einen oberen oder unteren benachbarten dritten Wirbel und so weiter zu wiederholen. Es sollte zu bemerken sein, daß die versetzte Anordnung der Durchgänge 16a, 16b sichert, daß die zum Befestigen des jeweiligen ersten und zweiten Implantats verwendeten Schrauben einander nicht überschneiden. Dies wird in 5 illustriert, wo zu sehen ist, daß. die Gestaltung des Implantats derart ist, daß zwei identische Implantate 2a wird 2b unter Verwendung der zwei dazwischenliegenden Paare von Schrauben 100, die auf Grund der Anordnung der Durchgänge 16a, 16b zueinander versetzt werden, an einem einzigen Wirbel V befestigt werden können. Es wird zu verstehen sein, daß die Wirbel (in 5 nicht gezeigt), die dem illustrierten Wirbel V benachbart sind, entsprechend durch in 5 illustrierte obere und untere Paare von Schrauben 100 befestigt werden.
Jede chirurgische Befestigungsschraube 100 wird festgezogen, bis der Kopf der Schraube fest an der ringförmigen Stufe 20 sitzt, wobei die Wirbel an diesem Punkt sicher im Verhältnis zueinander befestigt sind. Das Befestigen des Implantats 2 an seinem Platz wird durch die Neigung der Durchgänge 16 im Körperabschnitt 4 verbessert, die es schwerer macht, daß sich das Implantat 2 lose arbeitet, als wenn die Durchgänge 16a, 16b parallel zueinander oder parallel zur Ausdehnungsrichtung des Arme 10 wären. Die ausdehnbare Beschaffenheit der Schrauben 100 trägt ebenfalls dazu bei, ein sicheres Befestigen des Implantats an seinem Platz zu sichern. Sobald es sich an seinem Platz befindet, fördern die aufgerauhten und mit Hydroxylapatit beschichteten oberen und unteren Flächen 12a, 12b ein Einwachsen von Knochen nur an diesen Flächen 12a, 12b der Arme 10.
Bei dem oben beschriebenen Verfahren ist allgemein beabsichtigt, daß das Implantat 2 dauerhaft an seinem Platz bleibt, es kann jedoch Umstände geben, unter denen es notwendig ist, daß es entfernt wird.
Sollte dies notwendig sein, kann das Implantat 2 durch Abschrauben der Schrauben 100 und Herausziehen des Implantats herausgezogen werden. Es ist klar, daß jede Verbindung zwischen den oberen und den unteren Flächen 12a, 12b der Arme und den Wirbeln getrennt werden muß, aber das Knochentransplantat zwischen den Armen 10 wird unversehrt bleiben. Folglich kann ein Ersetzen oder ein dauerhaftes Entfernen des Implantats 2 erreicht werden, ohne ein zweites Knochentransplantat zu erfordern.
Unter Bezugnahme auf 6 bis 9 umfaßt nun die chirurgische Befestigungsschraube 100 zwei Teile, einen Schaft 101 und einen Kopf 102. Der Schaft 101 hat ein Außenschraubgewinde 103 derart, daß der Körper des Schafts 101 vom Kopf 102 weg im Durchmesser abnimmt. Der Gewindegang 104 des Schraubgewindes 103 hat jedoch über den Bereich AB einen gleichbleibenden Durchmesser und nimmt nur in der Schlußwindung angrenzend an A im Durchmesser ab. Der Gewindegang 104 hat einen flachen Scheitel, der über den Bereich AB zum Kopf 102 hin an Breite zunimmt. Ein Durchgang 105 erstreckt sich in Längsrichtung durch die gesamte Länge der Befestigwigsschraube 100. Zwei diametral gegenüberliegende Schlitze 106 erstrecken sich in Radialrichtung innen von der Umfangsfläche des Schafts 101, um mit dem Durchgang 105 in Verbindung zu stehen. Die Schlitze 106 und der Durchgang 105 erstrecken sich über die Länge des Schafts 101, um so letzteren in Längsrichtung in zwei seitliche Flügel 107 zu teilen.
Der Durchgang 105 umfaßt drei Teile, einen verjüngten Endbereich 108, einen dazwischenliegenden Schraubgewindebereich 109 und einen Kopfendbereich 120. Der Kopfendbereich 120 definiert eine ausgesparte Innensechskantformation 121, die sich zum Kopfende der Schraube 100 hin öffnet und die bei Anwendung eingreifend einen Schraubenzieher mit einer Sechskantspitze (nicht gezeigt) aufnimmt.
An der Verbindung zwischen den Bereichen 109 und 120, die innerhalb des Kopfs 102 der Schraube 100 angeordnet werden, wird eine Stufe 122 definiert. Die Stufe 122 zeigt zum Kopfende der Schraube und hat eine Kreuzschlitzformation 123 in derselben, die bei Anwendung eingreifend einen anderen Schraubenzieher mit einer Kreuzkopfspitze (nicht gezeigt) aufnimmt. Es wird daher zu verstehen sein, daß die Formationen 121 und 123 räumlich unterschieden sind (bei diesem Ausführungsbeispiel werden sie mit Zwischenraum längs der Längsachse der Schraube angeordnet) und durch die jeweiligen Schraubenzieher unabhängig in Eingriff genommen werden können.
Der Schraubgewindebereich 109 ist dafür geeignet, ein Expansionselement 124 (10) aufzunehmen, das später beschrieben wird.
Der verjüngte Endbereich 108 des Durchgangs 105 verjüngt sich vom dazwischenliegenden Schraubgewindebereich 109 weg nach innen und erstreckt sich über die Gesamtheit der Länge des Schafts 101.
Der Kopf 102 hat eine äußere, mit einer radialen Lippe 127 versehene, Umfangsfläche 126, um so bei Anwendung einen Stoßabsatz 128 zum Eingriff gegen die oben beschriebene Stufe 20 bereitzustellen.
Unter Bezugnahme auf 10 umfaßt nun das Expansionselement 124 einen Kopfabschnitt 130, einen dazwischenliegenden Außenschraubgewindebereich 131 und einen stabartigen Bereich 132. Der Kopfbereich 130 hat einen Schlitz 133 zum zusammenwirkenden Eingriff durch eine weitere Schraubenzieherspitze. Der dazwischenliegende Schraubgewindebereich 131 kann derart mit dem Innenschraubgewindebereich 109 in Eingriff gebracht werden, daß das Expansionselement 124 innerhalb des Durchgangs 105 befestigt werden kann. Der stabartige Bereich 132 steht vom Gewindebereich 131 vor und hat einen Durchmesser, der größer ist als der minimale Durchmesser des verjüngten Bereichs 108.
Um einen Eingriff der Befestigungsschraube 100 in einen Knochen zu bewirken, wird in letzterem ein Bohrloch gebohrt, und die Schraube 100 wird dadurch in dem Bohrloch befestigt, daß sie unter Verwendung der Sechskant- oder der Kreuzschlitzformation 121 oder 123 mit dem entsprechenden Schraubenzieher gedreht wird. Danach wird das Expansionselement 124 in die Schraube 100 eingesetzt und wird unter Verwendung der weiteren, im Schlitz 133 in Eingriff gebrachten, Schraubenzieherspitze gedreht.
Wenn sich das Expansionselement 124 voll in Eingriff innerhalb des Durchgangs 105 befindet, verformt die Wirkung des stabartigen Bereichs 132 auf die Innenflächen des verjüngten Bereichs 108 des Durchgangs 105 die seitlichen Flügel 107 nach außen und sichert folglich die Schraube 100 im Bohrloch und verhindert ein Herausdrehen oder Lockern der Befestigungsschraube 100.
Falls es notwendig ist, kann die Befestigungsschraube 100, nach dem Entfernen des Expansionselements 124, durch die Verwendung eines geeigneten Schraubenziehers in Eingriff mit einer der Formationen 121, 123 aus dem Knochen herausgezogen werden. Dies ermöglicht die Option, eine spezifische Formation 121 oder 123 auszuwählen, sollte die andere Formation 123 oder 121 beschädigt oder anderweitig unbrauchbar sein. Diese Wahl ist besonders vorteilhaft, weil die seitlichen Flügel 107 nach dem Entfernen des Expansionselements 124 verformt bleiben werden und daher ein wirksamer Eingriff des Schraubenziehers mit der gewählten Formation wesentlich ist.
Die oben beschriebene chirurgische Befestigungsschraube 100 kann für andere chirurgische Anwendungen verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf 11 und 12 ist nun das chirurgische Implantat 2 wie das von 1 bis 5, zum Verschmelzen benachbarter Halswirbel miteinander, und ähnlichen Teilen werden die gleichen Referenzzahlen verliehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Arme 10 jedoch nicht an gegenüberliegenden seitlichen Enden des gekrümmten flanschartigen Körperabschnitts 4 angeordnet, sondern werden mit geringem Zwischenraum von den Enden nach innen angeordnet. Außerdem sind, wie es aus 12 zu ersehen ist, die oberen und unteren Flächen der Arme 10 nicht parallel zueinander, sondern zueinander verjüngt. Diese Verjüngung wird gewählt, um eine Halslordose (natürliche Krümmung der Wirbelsäule) wiederherzustellen und/oder aufrechtzuerhalten. Die Seitenflächen der Arme 10 sind jedoch wie im Fall des Ausführungsbeispiels von 1 bis 4 parallel zueinander.
Eine Vielzahl von Implantaten 2 unterschiedlicher Größe kann mit den Armen 10 versehen werden, die in verschiedenen Höhen und Breiten erhältlich sind, um zu unterschiedlichen Anatomien zu passen.
In den Enden (Seitenflächen) des Körperabschnitts 4 und an den freien Enden (posterioren Flächen) der Arme 10 werden Kerben 17 bereitgestellt. Diese Kerben 17 ermöglichen es dem Chirurgen, eine Naht um das Implantat zu legen, um das Knochentransplantat während des Einsetzens in Position zu halten.
Wie es am besten aus 17 zu ersehen ist, werden die obere und die untere Fläche des Körperabschnitts 4 mit komplementären Aussparungen und Ansätzen geformt, um zu ermöglichen, daß benachbarte Implantate eng zusammengestapelt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat das Implantat 2 zwei obere Öffnungen 16a und eine untere Öffnung 16b.
Unter Bezugnahme auf 13 bis 15 ist die chirurgische Befestigungsschraube 100 ähnlich der von 6 bis 10, und ähnlichen Teilen werden die gleichen Referenzzahlen verliehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat der Kopf 102 jedoch eine Reihe von vier mit gleichen Winkelabständen angeordneten Schlitzen 140, die sich von der Außenseite des Kopfs 102 erstrecken, um sich in den Kopfendbereich 120 des Durchgangs 105 zu öffnen. Diese Schlitze 140, ermöglichen, daß der Kopf 102 zwischen einem in Seiterichtung verhältnismäßig gedehnten Zustand, wie er in 14, 15 und 16 illustriert wird, und einem in Seiterichtung verhältnismäßig zusammengezogenen Zustand (nicht gezeigt) umgeformt werden kann. Diese Schlitze 140 ermöglichen außerdem, daß ein Schraubenzieher mit einer Kreuzkopfspitze mit dem Kopf 102 der Schraube 100 in Eingriff gebracht wird. Die ausgesparte Innensechskantformation 121 wird bei diesem Ausführungsbeispiel innerhalb des Bereichs des Schafts 101, der an den Kopf 102 angrenzt, statt innerhalb des letzteren, angeordnet.
Bei diesem Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Durchgang 105 nicht über die volle Länge des Schafts 101, sondern endet an einer mit Zwischenraum zum freien Ende des Schafts angeordneten konischen Stirnwand. Die Schlitze 106 erstrecken sich über einen Teil des Längenabschnitts 108 des Durchgangs 105 bis zum freien Ende des Schafts 101. Außerdem wird der Abschnitt 108 des Durchgangs 105 nicht verjüngt, sondern hat parallele Seiten.
Der Kopfbereich 130 des Expansionselements 124 umfaßt einen sich nach innen verjüngenden kegelstumpfförmigen Kopfabschnitt 130a und einen zylindrischen Kopfabschnitt 130b. Der Stumpf des Kopfabschnitts 130a hat einen größeren Durchmesser als der angrenzende Kopfabschnitt 130b, so daß zwischen diesen zwei Abschnitten eine Stufe 130c definiert wird. Der Kopfabschnitt 130b hat eine solche Größe, daß er mit Freiraum innerhalb der Sechskantformation 121 gedreht werden kann. Die Basis des kegelstumpfförmigen Kopfabschnitts 130a ist im Durchmesser gleich dem des Kopfendbereichs 120 des Durchgangs 105, wenn sich der Kopf in seinem in Seitenrichtung gedehnten Zustand befindet.
Unter Bezugnahme auf 16 ist die oben in Bezug auf 13 bis 15 beschriebene chirurgische Befestigungsschraube 100 hauptsächlich dafür vorgesehen, mit dem oben in Bezug auf 11 und 12 beschriebenen chirurgischen Implantat verwendet zu werden. Sie hat jedoch andere mögliche chirurgische Verwendungen. Der anteriore Bereich 18a jedes Durchgangs 16a oder 16b hat einen Durchmesser, der geringfügig kleiner ist als derjenige der radialen Lippe 127. Angrenzend an den anterioren Bereich 18a des Durchgangs 16 gibt es eine unterschnittene ringförmige Aussparung 150, an die anschließend der posteriore Bereich 18b des Durchgangs 16 bereitgestellt wird. Der posteriore Bereich 18b hat einen Durchmesser, der geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des Kopfs 102 der Schraube 100.
Um das Implantat 2 in Position zu befestigen, wird in den entsprechenden Halswirbel durch jede Öffnung 16a, 16b ein Loch gebohrt. Danach wird jede Befestigungsschraube 100 durch die entsprechende Öffnung 16a oder 16b eingesetzt und gedreht, um zu bewirken, daß sie sich in das Loch in dem Halswirbel vorschiebt, bis die Lippe 127 um das anteriore Ende des Durchgangs 16 am Körperabschnitt 4 in Eingriff kommt. Da die Lippe 127 gekrümmt ist, wird der Kopf 102 in Radialrichtung nach innen in seinen in Seitenrichtung zusammengezogenen Zustand verformt, wie es durch den teilweisen Verschluß der Schlitze 140 erlaubt wird. Dies ermöglicht, daß die Lippe 127 durch den anterioren Bereich 18a und in die Aussparung 150 hindurchgeht. Wenn er die Aussparung 150 erreicht, kann der Kopf 102 frei nach außen schnellen, so daß die Lippe 127 in die Aussparung 150 vorsteht, wodurch eine Sperre bereitgestellt wird, um ein ungewolltes Lösen der Lippe 127 aus der unterschnittenen Aussparung 150 zu verhindern. Danach kann die Schraube 100 vollständig festgezogen werden, um das Implantat an die Halswirbel zu drücken. Danach wird das Expansionselement 124 in die Schraube 100 eingesetzt und gedreht, um so zu bewirken, daß die Flügel der Schraube nach außen gedehnt werden, um die Schraube innerhalb des im Halswirbel gebohrten Lochs zu verankern. Zur gleichen Zeit tritt der Kopfbereich 130 des Expansionselements 124 vollständig in die Aussparung 120 ein und dient dazu, den Kopf 102 gegen ein Zusammengedrücktwerden in Radialrichtung nach innen festzuhalten. Der Kopfabschnitt 130a kann ebenfalls dazu dienen, den Kopfabschnitt 102 nach außen zu drücken, falls im Ergebnis dessen, daß die Lippe 127 durch den anterioren Bereich 18a mit dem kleineren Durchmesser des Durchgangs 16 gedrängt wurde, irgendeine dauerhafte Verformung des Kopfes der Schraube stattgefunden hat. Aus diese Weise wird die Schraube 100 sicher mit dem Körperabschnitt 4 des chirurgischen Implantats 2 verblockt.
17 zeigt die Anordnung, bei der drei Schrauben 100 verwendet werden, um das chirurgische Implantat 2 in Position zu befestigen, wobei zwei der Schrauben mit dem oberen Halswirbel V in Eingriff gebracht werden und eine Schraube mit dem unteren Halswirbel V des miteinander zu verschmelzenden Paars in Eingriff gebracht wird. Die obere und die untere Fläche des Körperabschnitts 4 des Implantats 2 werden passend mit einer Anordnung aus Ansatz und Aussparungen geformt, um zu ermöglichen, daß jeder Abschnitt 4 eng mit dem/den Körperabschnitten) 4 eines benachbarten/benachbarter Implantats/Implantate 2 verschachtelt wird.

Claims

Chirurgisches Implantat, das folgendes umfaßt: (i) einen Körperabschnitt (4), (ii) einen ersten und einen zweiten Arm (10), mit Zwischenraum zueinander angeordnet, die durch den Körperabschnitt (4) getragen werden und von demselben weg vorstehen, wobei die Arme (10) dafür geeignet sind, zwischen benachbarten ersten und zweiten Wirbeln (V) eingeführt werden zu können, und (iii) Befestigungsmittel (16) zum Befestigen des Körperabschnitts (4) an den benachbarten ersten und zweiten Wirbeln, so daß bei Anwendung ein Knochentransplantat zwischen dem ersten und dem zweiten Arm (10) und zwischen zueinander zeigenden oberen und unteren Flächen der benachbarten ersten und zweiten Wirbel (V) in Position gehalten werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des Körperabschnitts (4) eine gekrümmte flanschartige Form hat, mit Oberflächenbereichen (6a) für einen Eingriff mit anterioren Flächen der beiden benachbarten Wirbel (V), wenn die Arme (10) zwischen den benachbarten Wirbeln angeordnet werden, und das Befestigungsmittel erste und zweite Durchgänge (16a, 16b) umfaßt, die durch den Körperabschnitt (4) verlaufen, wobei jeder der Durchgänge (16) dafür geeignet ist und in dem Körperabschnitt (4) angeordnet wird, ein Befestigungselement (100) zum Befestigen des Implantats an den benachbarten ersten bzw. zweiten Wirbeln aufnehmen zu können.
Chirurgisches Implantat nach Anspruch 1, bei dem der Körperabschnitt (4) so konstruiert wird, daß ein anderes Implantat an der anterioren Fläche eines der benachbarten ersten und zweiten Wirbel und eines dritten Wirbels befestigt werden kann, wenn die Arme (10) zwischen den benachbarten ersten und zweiten Wirbeln (V) angeordnet werden, wobei der dritte Wirbel dem selben der benachbarten ersten oder zweiten Wirbel benachbart ist.
Chirurgisches Implantat nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die Arme (10) gerade und parallel zueinander sind.
Chirurgisches Implantat nach Anspruch 3, wobei die Arme (10) obere und untere Flächen (12a, 12b) zum Eingriff mit entsprechenden Flächen der benachbarten Wirbel (V) haben, bei dem die Arme (10) zwischen den oberen und den unteren Flächen (12a, 12b) vom Körperabschnitt (4) weg verjüngt werden.
Chirurgisches Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Körperabschnitt (4) mit mehr als zwei Durchgängen (16a, 16b) versehen wird.
Chirurgisches Implantat nach Anspruch 5, bei dem die zweiten Durchgänge (16b) im Verhältnis zu den ersten Durchgängen (16a) versetzt werden.
Chirurgisches Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem wenigstens ein Durchgang (16a, 16b) eine zu den Armen (10) geneigte Achse hat.
Chirurgisches Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem wenigstens die ersten und die zweiten Durchgänge (16a, 16b) zueinander geneigte Achsen haben.
Chirurgisches Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem wenigstens einer der Durchgänge (16a, 16b) einen Abschnitt (150) zum Ineinandergreifen mit einem dehnbaren Abschnitt des Befestigungselements (100) umfaßt, um so ein Lösen desselben zu verhindern.
Chirurgisches Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, außerdem dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Körperabschnitt (4) vorstehenden Arme (10) dafür geeignet sind, zwischen den benachbarten ersten und zweiten Wirbeln (V) herausgezogen werden zu können, so daß das Implantat entfernt werden kann und das Knochentransplantat intakt läßt.
System zum Verschmelzen benachbarter Wirbel, das wenigstens ein chirurgisches Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wenigstens ein Knochentransplantat und Befestigungselemente (100) zum Befestigen des Implantats an den benachbarten Wirbeln umfaßt.
System nach Anspruch 11, bei dem jedes Befestigungselement eine chirurgische Befestigungsschraube umfaßt, die einen Kopf (102) und einen mit Außengewinde versehenen Schaft (101) einschließt, bei dem der Kopf (102) so geformt wird, daß er zwischen einem in Seitenrichtung verhältnismäßig gedehnten Zustand und einem in Seitenrichtung verhältnismäßig zusammengezogenen Zustand umgeformt werden kann.
System nach Anspruch 12, bei dem die chirurgische Befestigungsschraube außerdem Haltemittel (130) umfaßt, die mit dem Kopf (102) in Eingriff gebracht werden können, um zu verhindern, daß der Kopf (102) in seinen in Seitenrichtung verhältnismäßig zusammengezogenen Zustand umgeformt wird.
System nach Anspruch 12 oder 13, bei dem der Kopf (102) einen Abschnitt (127) hat, der dafür geeignet ist, in eine unterschnittene Aussparung (150) in einem Durchgang (16a, 16b) in einem durch die Befestigungsschraube zu befestigenden Teil (2) einzugreifen, wenn sich der Kopf in seinem in Seitenrichtung gedehnten Zustand befindet.
System nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem der Kopf (102) eine erste Formation (121, 140), um bei Anwendung durch einen Schraubenzieher in Eingriff genommen zu werden, und eine, von der erste Formation (121, 140) räumlich unterschiedene, zweite Formation (123, 121), um bei Anwendung durch einen anderen Schraubenzieher in Eingriff genommen zu werden, hat.
System nach Anspruch 15, bei dem die erste und die zweite Formation (121, 140 und 123, 12l) in Längsrichtung in der Rotationsachse der Befestigungsschraube mit Zwischenraum angeordnet werden.
System nach einem der Ansprüche 12 bis 16, bei dem der Schaft (101) einen Körper hat, der sich vom Kopf (102) weg nach innen verjüngt, und das Außengewinde (103 ) am Schaft (101) einen Gewindegang (103) mit einem gleichbleibenden Durchmesser über einen Teil des verjüngten Körpers des Schafts hat.
System nach Anspruch 17, bei dem der Gewindegang (103) einen flachen Scheitel (104) hat, der über einen Bereich des Gewindes (103) zum Kopf (102) hin an Breite zunimmt.