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Technischer
Hintergrund der Erfindung
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1. Technisches Gebiet
der Erfindung
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Die
Offenbarung bezieht sich auf implantierbare spinale Stabilisierungs-Systeme
für die
operative Behandlung von spinalen Störungen und insbesondere auf
eine Vorrichtung zur Verbindung von zylindrischen spinalen Stäben oder
Wirbelsäulenstäben eines
spinalen Stabilisations-Systems mit der Wirbelsäule gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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2. Technischer Hintergrund
des Standes der Technik
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Die
Wirbelsäule
ist ein komplexes System von Knochen und verbindendem Gewebe, welches kritische
Elemente des Nervensystems schützt.
Trotz dieser Komplexität
handelt es sich bei der Wirbelsäule
um eine hoch-flexible Struktur, die in hohem Masse fähig ist,
gebogen zu werden und über
einen breiten Bewegungs-Bereich
verdreht zu werden. Traumata oder Entwicklungsstörungen können in spinalen Pathologien
resultieren, die diesen Bewegungsbereich einschränken.
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Über viele
Jahre hinweg haben orthopädische
Chirurgen versucht, die spinalen Irregularitäten zu korrigieren und die
Stabilität
für traumatisierte
Bereiche der Wirbelsäule
durch Immobilisierung wieder herzustellen. Über die letzten 10 Jahre sind
spinale Implantat-Systeme entwickelt worden, um die Immobilisierung
zu erreichen: Beispiele solcher Systeme sind beispielsweise in den
US-Patenten Nr. 5,102,412 und 5,181,917 von Rogozinski beschrieben
worden. Solche Systeme umfassen oft spinale Instrumentarien, die
Verbindungsstrukturen wie längliche
Stäbe haben,
die auf ge genüberliegenden
Seiten der Abschnitte der Wirbelsäule angeordnet werden, die
zu immobilisieren versucht wird. Schrauben und Haken werden üblicherweise
eingesetzt, um die segmentweise Befestigung von solchen Verbindungsstrukturen
auf den rückseitigen
Oberflächen der
spinalen Laminae, durch die Pedikel hindurch und in die Wirbelkörper zu
vereinfachen. Diese Komponenten liefern die notwendige Stabilität sowohl
auf Zug als auch auf Kompression, um die Immobilisierung zu erreichen.
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Verschiedene
Befestigungs-Mechanismen sind im Stand der Technik vorgeschlagen
worden, um die Befestigung von Schrauben und Haken an die Verbindungs-Strukturen
eines spinalen Stabilisierungs-Systems
zu vereinfachen. Zum Beispiel zeigt und beschreibt das Patent
US 5,257,993 von Asher eine
Apparatur zum Einsatz und Zurückhalten
eines spinalen Hakens auf einem länglichen spinalen Stab. Die
Apparatur umfasst einen Körper,
der sich von einem Hakenabschnitt nach oben erstreckt und eine offenendige
Ausnehmung zur Aufnahme eines spinalen Stabes und einer Endkappe
hat, die in den Körper eingreifen
kann, um die Ausnehmung zu schliessen. Eine Madenschraube ist mittig
in der Endkappe angeordnet, um den Stab in die Aufnahme des Körpers zu
klemmen. Die Endkappe und der Körper
sind durch verschiedene Typen von Verbindern, umfassend einen Bajonett-Verbinder,
einen linearen Nocken-Verbinder und einen Gewinde-Verbinder verbindbar.
Andere Beispiele von Befestigungs-Mechanismen zur Vereinfachung
der Befestigung von Schrauben und Haken an den Verbindungs-Strukturen
eines spinalen Stabilisierungs-Systems sind in dem Patent
US 5,437,669 von Yuan et
al. und
US 5'437'670 von
Sherman et al. beschrieben. Das Patent
US 5,562,663 beschreibt eine andere
Vorrichtung mit einem gewindeten Befestigungs-Element, welche die
Merkmale gemäss
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist. Das deutsche Gebrauchsmuster
DE 94 03 231 U1 beschreibt
eine äussere
Hülsenkappe
mit einem inneren gewindeten Befestigungs-Element.
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In
jedem dieser Beispiele des Standes der Technik werden gewindete
Befestigungs-Elemente eingesetzt, um die sichere Befestigung des
Verbinders an den spinalen Stab zu erreichen. Dennoch ist es wohl
bekannt, dass sich gewindete Befestigungs-Elemente unter der Wirkung
von zyklisch angewandten Lasten lösen können, wie sie häufig bei Wirbelsäulen auftreten.
Weiterhin kann während
des Zusammenbaus ein übermässiges Drehmoment
auf einen gewindeten Befestiger angewandt werden, was sowohl zu
Beschädigung
des Befestigungs-Elementes als auch der Verbindungs-Einrichtung
führen kann,
welcher er zuzuordnen ist.
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Es
wäre vorteilhaft,
eine zuverlässigere
und effektivere Einrichtung zur Vereinfachung der Befestigung von
Schrauben, Haken und Klemmen an den Verbindungs-Strukturen eines
spinalen Stabilisierungs-Systems zu haben.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
Offenbarung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Befestigung eines
spinalen Stabes an einer Fixations-Vorrichtung, wie einer Pedikel-Schraube
oder einem Lamina-Haken. Die Vorrichtung, die hier beschrieben ist,
umfasst einen Kopf-Abschnitt, der so ausgestaltet ist, um einen
spinalen Stab aufzunehmen, eine Verschlusskappe, die so ausgestaltet
ist, um in den Kopf-Abschnitt und den spinalen Stab (oder Wirbelsäulenstab)
bei Drehung der Verschlusskappe relativ zum Kopf-Abschnitt einzugreifen,
um die Position des Kopf-Abschnittes relativ zum spinalen Stab zu
sichern, und einen Befestigungs-Abschnitt, der sich von dem Kopf-Abschnitt aus erstreckt
und so ausgestaltet ist, um in die Wirbelsäule einzugreifen. Die Befestigungsvorrichtung der
Vorrichtung kann die Form einer Schraube, eines Hakens oder einer
Klemme aufnehmen oder jegliche andere Konfiguration nach dem Stand
der Technik.
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Der
Kopf-Abschnitt der Vorrichtung hat einen Kanal, der sich durch ihn
hindurch erstreckt, um einen spinalen Stab aufzunehmen, und der
Kanal ist bevorzugt auf gegenüberliegenden
Seitenwänden begrenzt,
die jeweils einen darin definierten gebogenen Eingriffs-Schlitz
aufweisen. Die Verschlusskappe hat vorzugsweise gegenüberliegende
gebogene Eingriffs-Flansche, die so ausgestaltet sind, um in gegenüberliegenden
gebogenen Eingriffs-Schlitzen
des Kopf-Abschnittes bei Drehung der Verschlusskappe relativ zum
Kopf-Abschnitt aufgenommen zu werden. Vorzugsweise sind die gegenüberliegenden
Eingriffs-Schlitze in Teilen durch geneigte Schlitz-Oberflächen definiert,
wobei der Winkel der geneigten Oberfläche des einen Eingriffs-Schlitzes
gegenüber demjenigen
des gegenüberliegenden
Eingriffs-Schlitzes entgegengesetzt liegt. In ähnlicher Weise sind die gegenüberliegenden
Eingriffs-Flansche vorzugsweise teilweise durch geneigte Flansch-Oberflächen definiert,
bei denen der Winkel der geneigten Oberfläche des einen Eingriffs-Flansches
gegenläufig
ist zu dem des gegenüberliegenden
Eingriffs-Flansches. Der Kopf-Abschnitt umfasst vorzugsweise eine
Struktur zur Wechselwirkung mit der Verschlusskappe, um zu verhindern,
dass sich die gegenüberliegenden
Seitenwände
des Kopf-Abschnittes radial nach aussen aufweiten, wann die gebogenen
Flansche in die gebogenen Schlitze eingreifen.
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Vorzugsweise
ist die Verschlusskappe der Vorrichtung so konfiguriert, dass sie
für eine
Rotation zwischen einer anfänglichen
Position, in der die gebogenen Eingriffs-Flansche 90° ausser Phase
mit den gebogenen Eingriffs-Schlitzen sind, über eine Zwischenposition,
in der die gebogenen Eingriffs-Flansche mit den gebogenen Eingriffs-Schlitzen
45° ausser
Phase sind, und einer Verschlussposition ausgestaltet sind, in der
die gebogenen Eingriffs-Schlitze in Phase und in enger Weise mit
den gebogenen Eingriffs-Schlitzen im Eingriff stehen.
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In
diesem Zusammenhang umfasst die Boden-Oberfläche der Verschlusskappe vorzugsweise eine
erste Ausnehmung, die so orientiert ist, um einen spinalen Stab
aufzunehmen, wenn die Verschlusskappe in einer anfänglichen
nicht verschlossenen Position ist, eine zweite Aufnahme, die sich
mit der ersten Aufnahme in einem ersten Winkel schneidet, um einen
spinalen Stab aufzunehmen, wenn die Verschlusskappe in einer Zwischenposition
ist, und eine dritte Aufnahme, welche sich mit der länglichen Aufnahme
in einem zweiten Winkel schneidet, um einen spinalen Stab aufzunehmen,
wenn die Verschlusskappe in einer finalen Verschlussposition ist. In Übereinstimmung
mit einem bevorzugten Ausführungs-Beispiel der Offenbarung
ist die erste Ausnehmung eine längliche
Ausnehmung, die zweite Ausnehmung eine Quer-Ausnehmung, welche die
längliche
Ausnehmung in einem 45°-Winkel
schneidet, und die dritte Ausnehmung ist eine senkrecht dazu stehende
Ausnehmung, die mit der länglichen
Ausnehmung einen 90°-Winkel
bildet.
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Diese
und andere einzigartige Merkmale der Vorrichtung, die hier beschrieben
sind und das Verfahren des Einsetzens derselben wird klarer aus
der folgenden Beschreibung der Zeichnungen hervorgehen.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Damit
der Fachmann in einfacher Weise den beschriebenen Apparat zuordnen
und feststellen kann, wie er aufgebaut ist und eingesetzt werden kann,
wird auf die beigefügten
zeichnungen Bezug genommen. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines länglichen
spinalen Stabes eines spinalen Stabilisations-Systems, an dem eine
Knochen-Schraube und ein Knochen-Haken befestigt ist, die in Übereinstimmung
mit einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung ausgestaltet sind;
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2 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Verschlusskappe, die ein Teil
der Knochen-Schraube und des Knochen-Hakens aus der 1 bildet,
für die
Einfachheit der Darstellung in einer invertierten Position orientiert;
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3 zeigt
eine perspektivische Ansicht der Knochenschraube und der Verschlusskappe
der 1, die zur verbesserten Darstellung voneinander getrennt
sind;
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4 ist
eine Querschnitt-Ansicht der Knochenschraube gemäss der Offenbarung entlang
der Linie 4-4 der 1;
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5 ist
eine Querschnitt-Ansicht der Verschlusskappe entlang der Linie 5-5
der 3;
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6 A bis D zeigen operative Schritte, die mit
der Befestigung des Knochen-Befestigers gemäss der Offenbarung an einem
spinalen Stab verbunden sind; wobei
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6A zeigt
den Schritt der Positionierung des spinalen Stabes und der Verschlusskappe
in einem Aufnahmekanal des Kopfabschnittes einer Befestigungsvorrichtung
der Offenbarung;
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6B zeigt
die ursprüngliche
Orientierung der Verschlusskappe relativ zum Kopfabschnitt einer Befestigungsvorrichtung
der Offenbarung, wobei die Verschlusskappe in einer nicht-verriegelten
Position ist,
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6C zeigt
die Drehung der Verschlusskappe relativ zum Kopfabschnitt einer
Befestigungsvorrichtung der Offenbarung in eine teilweise verriegelte
Position, und;
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6D zeigt
die Drehung der Verschlusskappe relativ zum Kopfabschnitt einer
Befestigungsvorrichtung der Offenbarung in eine Verriegelungs-Position;
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7 ist
eine perspektivische Ansicht einer Befestigungsvorrichtung, die
in Übereinstimmung
mit einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Offenbarung konstruiert worden ist;
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8 ist
eine perspektivische Ansicht der Befestigungsvorrichtung der 7 mit
der Verschlusskappe, die zur Vereinfachung der Darstellung getrennt
dargestellt ist;
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9 ist
eine perspektivische Ansieht der Verschlusskappe der Befestigungsvorrichtung
der 7, die zur Vereinfachung der Darstellung in invertierter
Position orientiert ist; und
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10 ist
eine Querschnitt-Ansicht der Befestigungsvorrichtung nach 7,
entlang der Linie 10-10 der 7.
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Diese
und andere Merkmale der hier beschriebenen Apparatur werden dem
Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele,
dargestellt im Zusammenhang mit den Zeichnungen, in aller Klarheit
hervortreten.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen, bei denen gleiche Bezugszeichen
jeweils ähnliche
Struktur-Elemente der offenbarten Vorrichtung zeigen, ist in der 1 ein
Abschnitt eines spinalen Stabilisierungs-Systems dargestellt, welches
in Übereinstimmung
mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
hier vorgelegten Offenbarung ausgestaltet ist und für die Gesamtstruktur
mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist.
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Unter
Bezugnahme auf die 1 umfasst ein spinales Stabilisations-System 10 einen
länglichen
spinalen Stab 12, der einen. kreisförmigen Querschnitt aufweist
und eine im Wesentlichen glatte Oberflächen-Struktur. Wie dargestellt,
sind Befestigungsvorrichtungen in Gestalt einer Knochenschraube 14 und
rechtwinklige Haken 16 vorgesehen, um den spinalen Stab 12 an
dem Rückgrat
während
einer spinalen Stabilisierungs-Prozedur zu befestigen. Beide Befestigungsvorrichtungen
nutzen eine neue von oben zugeführte
Verschlusskappe, die allgemein mit dem Bezugszeichen 20 versehen
ist, welche in grösserem
Detail unter Bezugnahme auf die 2 beschrieben
wird. Die neue Verschlusskappe liefert signifikante klinische Vorteile
gegenüber
dem Stand der Technik aufgrund ihrer Verlässlichkeit und der Einfachheit,
mit der sie während
einer spinalen Stabilisations-Prozedur installiert und eingesetzt
werden kann.
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Es
ist festzuhalten, dass die Offenbarung hier nicht in irgend einer
Weise auf die dargestellte Knochenschraube und einen Haken mit rechtem Winkel
begrenzt ist. Vielmehr sind diese bestimmten Befestigungs-Elemente
Beispiele von Einrichtungen, welche die neue Verschlusskappe einsetzen
können, die
hier offenbart ist. Andere Befestigungs-Elemente, die üblicherweise
in spinalen Stabilisations-Systemen eingesetzt werden, wie beispielsweise
Haken mit alternativen Winkel-Geometrien als auch Klemmen sind angedacht.
Tatsächlich
wird davon ausgegangen, dass jede Komponente, die für eine Befestigung
an einem länglichen
spinalen Stab oder einem querverlaufenden Verbindungsstab ausgestaltet
sein soll, die neue Verschlusskappe der Offenbarung hier umfassen
kann. Auch kann jede Anzahl von Befestigungsvorrichtungen entlang
der Länge
des spinalen Stabes angewandt werden.
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Unter
weiterer Bezugnahme auf die 1 umfasst
eine Knochenschraube 14 einen Kopfabschnitt 22 mit
einer horizontalen Achse und einer vertikalen Achse. Ein Schaft-Abschnitt 24 hängt von dem
Kopf-Abschnitt ab und ein gewindeter Bereich 26 mit einem
Schneckengewinde, das sich um den äusseren Umfang herum erstreckt,
hängt von
dem Schaftabschnitt ab. Das Schneckengewinde ist insbesondere geeignet,
um in sicherer Weise in die Wirbelkörper der Wirbelsäule einzugreifen.
Ein Kanal 28 erstreckt sich durch den Kopf-Bereich 22 entlang
seiner horizontalen Achse zur Aufnahme des länglichen spinalen Stabes oder
Wirbelsäulenstabes 12.
Wie es am besten in der 3 zu erkennen ist, wird ein
Kanal 28 durch die inneren Oberflächen der Seitenwände 34 und 32 und
die untere gekrümmte
Oberfläche 29,
die sich zwischen diesen erstreckt, definiert. Die Verschlusskappe 20 ist
so dimensioniert und konfiguriert, um in den Verschluss-Kanal 28 aufgenommen und
eingegriffen zu werden, um die Position der Knochenschraube 14 in
Bezug auf den spinalen Stab 12 während einer spinalen Stabilisierungs-Prozedur
sicherzustellen.
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Wieder
zurückkommend
auf 1 umfasst ein rechtwinkliger Haken 16 einen
Kopf-Abschnitt 42, der eine horizontale Achse und eine
vertikale Achse definiert. Ein Hakenabschnitt 46 hängt von
dem Kopfabschnitt zur Befestigung an einem Wirbel-Körper der
Wirbelsäule
ab. Ein Kanal 48 erstreckt sich durch den Kopf-Abschnitt 22 entlang
der horizontalen Achse davon zur Aufnahme des länglichen spinalen Stabes 12.
Der Kanal 48 wird durch die Innen-Oberflächen der gegenüberliegenden
Seitenwände 50 und 52 und
einer gekrümmten
unteren Oberfläche
definiert, die sich zwischen diesen erstreckt. Die Verschlusskappe 20 ist
so dimensioniert und konfiguriert, um im Kanal 48 aufgenommen
und eingegriffen zu werden, um die Position des Hakens 16 in
Bezug auf den spinalen Stab 12 während einer spinalen Stabilisierungs-Prozedur
sicherzustellen.
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Unter
Bezugnahme auf die 2 wird eine Verschlusskappe 20 in
einer invertierten Position dargestellt, um deren strukturelle Aspekte
möglichst
klar darzustellen. Die Verschlusskappe 20 umfasst einen zylindrischen
Kopf 62 und einen Flansch-Abschnitt 64. Die Bodenoberfläche 66 des
Flansch-Abschnittes 64 umfasst eine längliche Ausnehmung 68 mit
einer komplementären
Krümmung
in Bezug auf den spinalen Stab 12, um den spinalen Stab
aufzunehmen, wenn die Verschlusskappe 20 in einer nicht-verriegelten
Position ist, wie dies beispielsweise in der 6B dargestellt ist.
In solch einer Position kann die Befestigungsvorrichtung in freier
Weise entlang oder um die longitudinale Achse des spinalen Stabes gedreht
werden. Die Badenoberfläche 65 umfasst auch
eine verzweigte orthogonale Ausnehmung 70, die die längliche
Ausnehmung in einem 90°-Winkel schneidet
und eine zum spinalen Stab 12 komplementäre Krümmung umfasst,
um den spinalen Stab aufzunehmen, wenn die Verschlusskappe 20 in
einer verriegelten Position ist, wie dies in den 6D und 4 dargestellt
ist. Zusätzlich
umfasst die Boden-Oberfläche 66 aufgeteilte
erste und zweite quer-verlaufende Ausnehmungen 72 und 74,
welche die längliche
Ausnehmung 68 in einander entgegengesetzten Schnitt-Winkeln schneiden
und Krümmungen
aufweisen, die komplementär
zum spinalen Stab 12 sind, um den spinalen Stab aufzunehmen,
wenn die Verschlusskappe 20 in einer von zwei Zwischenpositionen
vorliegt, von denen eine in der 6C dargestellt
ist. In solch einer Position hält
die Befestigungsvorrichtung den spinalen Stab zurück, aber
ist nicht vollständig
gesichert, und falls dies vom Chirurgen gewünscht ist, kann die Verschlusskappe 20 von der
Zwischenposition bewegt werden und die Befestigungsvorrichtung an
einen alternativen Ort auf dem spinalen Stab verschoben werden.
Vorzugsweise kreuzen die quer verlaufenden Ausnehmungen die längliche
Ausnehmung in einander gegenüberliegenden
45°-Winkeln.
Natürlich
wird es dem Fachmann klar sein, dass die querverlaufende Ausnehmungen auch
in anderen alternativen Schnittwinkeln orientiert sein können. Es
ist auch festzuhalten, dass die Boden-Oberfläche flach und ohne jegliche
Ausnehmungen ausgestaltet sein kann.
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Unter
Bezugnahme auf die 3 und 5 umfasst
der zylindrische Kopf 62 der Verschlusskappe 20 eine
hexagonale axiale Nahrung 80, die sich partiell dadurch
erstreckt, um ein Handwerkzeug, wie einen Schraubenschlüssel, aufzunehmen,
um die Drehung der Verschlusskappe 20 relativ zum Kopfabschnitt 22 der
Befesti gungsvorrichtung um die so definierte vertikale Achse zu
vereinfachen. Es ist vorgesehen, dass alternative Werkzeug-Konfigurationen aus
dem Stand der Technik benutzt werden können, um die axiale Drehung
der Verschlusskappe 20 während einer chirurgischen Intervention
zu vereinfachen. Gekrümmte
Nuten 76 und 78 sind an den inneren Oberflächen der
gegenüberliegenden
Wände 30 und 32 ausgebildet,
um den zylindrischen Kopf 62 der Verschlusskappe 20 aufzunehmen,
wenn die Verschlusskappe innerhalb des Kanals 28 aufgenommen
und gedreht wird.
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Der
Flansch-Abschnitt 64 der Verschlusskappe 20 wird
teilweise durch zwei diametral gegenüberliegende gekrümmte Eingriffs-Flansche 82 und 84 definiert,
die so dimensioniert und konfiguriert sind, um einen Wirk-Eingriff
mit zwei komplementär diametral
gegenüberliegenden
gekrümmten
Eingriffs-Schlitzen 86 und 88 einzugehen, die
in der inneren Oberfläche
der gegenüberliegenden
Seitenwände 30 und 32 des
Kopf-Abschnitts 22 definiert sind (Siehe 4).
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Unter
weitergehender Bezugnahme auf die 3 bis 5 definieren
die Eingriffs-Flansche 82 und 84 rampenartige
Nocken-Oberflächen 92 und 94.
nie Nocken-Oberflächen 92 und 94 sind
von einander gegensätzlicher
Winkelneigung in Bezug auf einander. Insbesondere hat jeder Eingriffs-Flansch eine
tiefe Seite (beispielsweise 82a eines Flansches 82)
und eine Nahe Seite (beispielsweise 82b eines Flansches 82),
wobei sich die tiefen Seiten der zwei Flansche diametral gegenüberliegen,
wie dies auch die hohen Seiten tun. Tatsächlich sind die Nocken-Oberflächen der
Flansche Spiegelbilder zueinander. Somit kann die Verschlusskappe
initial mit jedem der beiden Flansche in jeden beliebigen dar Schlitze
eingreifen. Diese Vielseitigkeit erhöht noch die Einfachheit, mit
der die Verschlusskappe während
einer operativen Prozedur installiert werden kann.
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Wie
dies am besten in der 4 dargestellt ist, haben die
gekrümmten
Eingriffs-Schlitze 86 und 88 in dem Kopf-Abschnitt 22 der
Befestigungsvorrichtung 14 geneigte Oberflächen, die
mit den rampenförmigen
Nocken-Oberflächen 92 und 94 der Flansche 82 und 84 übereinstimmen.
Wie dies am besten in der 5 zu sehen
ist, sind die rampenförmigen
Nocken-Oberflächen 92 und 94 radial
nach innen verjüngt,
um den Eingriff mit den passenden Oberflächen der gekrümmten Eingriffs-Schlitze 86 und 88 zu
verbessern, die ebenfalls verjüngt
sind, um komplementär
zu den radial nach innen verjüngten Nocken-Oberflächen 92 und 94 zu
sein. Diese Eingriffs-Beziehung dient dazu, die gegenüberliegenden Seitenwände 30 und 32 des
Kopf-Abschnitts 22 davon abzuhalten, sich radial nach aussen
zu bewegen und aufzuweiten, wenn die gekrümmten Flansche mit den gekrümmten Schlitzen
im Eingriff stehen, wenn die Verschlusskappe 20 in eine
Verschlussposition gedreht wird.
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Die 6A bis 6D zeigen
die Schritte bei der Befestigung der Befestigungsvorrichtung an den
spinalen Stab während
eines chirurgischen Eingriffs. Obwohl die Befestigung einer Knochenschraube 14 dargestellt
ist, ist wohlverstanden, wie bereits oben erwähnt, dass andere Befestigungsvorrichtungen,
beispielsweise Knochenhaken, an dem spinalen Stab 12 unter
Einsatz der Verschlusskappe und der Kopfabschnitts-Struktur der
vorliegenden Erfindung befestigt werden können. Ursprünglich, wie in der 6A dargestellt,
wird der spinale Stab 12 in ungefähre Übereinstimmung mit dem horizontalen
Kanal 28 des Kopf-Abschnitt 22, dergestalt gebracht,
dass der Umkreis des spinalen Stabes 12 in einen Formschluss
mit der gekrümmten
Oberfläche 29 des
Kanals 28 tritt. Die Verschlusskappe 20 wird dann
von oben in den Kanal entlang der vertikalen Achse der Befestigungsvorrichtung
in Richtung des Pfeiles a geladen. Zu dieser Zeit wird der spinale Stab 12 in
die längliche
Ausnehmung 68 gelegt, die in der Bodenfläche 66 der
Verschlusskappe 20 definiert ist, und die Knochenschraube 14 kann
in freier Weise relativ zum spinalen Stab bewegt werden. Die gegenüberliegenden
Flansch-Abschnitte 82 und 84 der verschlusskappe 20 sind
90° ausser
Phase gegenüber
den gegenüberliegenden
gekrümmten
Eingriffs-Schlitzen 86 und 88, die im Kopf-Abschnitt 22 definiert
sind, wie dies in der 6B dargestellt ist.
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Danach,
wie in der 6C dargestellt, wird die Verschlusskappe 20 um
45° relativ
zum Kopf-Abschnitt 22 um deren vertikale Achse gedreht.
Zu solch einer Zeit wird der spinale Stab 12 in eine der zwei
quer-verlaufenden Ausnehmungen 72 oder 74 aufgenommen,
abhängig
von der ursprünglichen
Orientierung der Verschlusskappe 20 in Bezug auf den Kopf-Abschnitt.
Daraufhin greifen die gegenüberliegenden
gekrümmten
Eingriffs-Flansche 82 und 84 der Verschlusskappe 20 nur
teilweise in die gegenüberliegenden
gekrümmten
Eingriffsschlitze 85 und 88 ein, die im Kopf-Abschnitt 22 definiert
sind, da diese um 45° bezüglich der
Schlitze aus der Phase sind. Demgemäss hält die Verschlusskappe die
Befestigungsvorrichtung 22 und den spinalen Stab 12 zusammen,
verriegelt aber nicht die Befestigung. In dieser Position kann die
Verschlusskappe 20 in einfacher Weise in die gegengesetzte
Richtung gedreht werden, um den spinalen Stab 12 freizugeben,
um die Position der Knochenschraube 14 in Bezug auf den
spinalen Stab 12 einzustellen.
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Sobald
die gewünschte
Position und Orientierung der Knochenschraube 14 erreicht
worden ist, wird die Verschlusskappe 20 nochmals um weitere 45° in die in
der 6D dargestellte Verriegelungs-Position gedreht.
Zu solcher Zeit ist der spinale Stab 12 in der orthogonalen
Ausnehmung 70 aufgenommen, die in der Boden-Oberfläche der
Verschlusskappe 20 definiert ist. Dar aufhin sind die gegenüberliegenden
Eingriffs-Flansche 82 und 84 des Flansch-Abschnitts 64 in
vollster Weise mit den gegenüberliegenden
Eingriffs-Schlitzen 86 und 88 des Kopf-Abschnittes 22 im
Eingriff und die longitudinalen und Winkel-Orientierungen der Knochenschraube 14 sind
in Bezug auf den spinalen Stab 12 fixiert, wie dies in
der 4 dargestellt ist. Es sollte schon in einfacher
Weise klar hervorgehen, dass die Art und weise, in der die Knochenschraube 14 den
Haken an dem spinalen Stab 12 befestigt, in identischer
Weise zu der Methode ist, mit welcher der Haken 16 oder andere
Befestigungs-Element an dem spinalen Stab 12 befestigt
sind.
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Da
der Drehbereich der Verschlusskappe 20 begrenzt ist, d.h.
die Verschlusskappe kann nur um 90° gedreht werden, ist es klar,
dass die Kappe nicht überdreht
werden kann. Damit kann der Schaden, der oft durch ein zu grosses
Anziehen einer konventionellen gewindeten Verschluss-Vorrichtung,
wie einer Madenschraube, ausgelöst
wird, vermieden werden. Weiterhin, da die Verschlusskappe der hier
vorliegenden Offenbarung eine vorbestimmte Verriegelungs-Position
aufweist, ist es unwahrscheinlich, dass sie nicht ausreichend angezogen
wird, oder nach der Installation in einer losen Anordnung belassen
wird, wie es mit gewindeten Einstell-Schrauben nach dem Stand der Technik
häufig
aufgetreten ist. Somit kann mit einer vorbestimmten Verriegelungs-Position
der Einsatz von gleichmässigen
Verriegelungs-Kräften
bei allen Befestigungsvorrichtungen gewährleistet werden, die eingesetzt
werden, um den spinalen Stab 12 entsprechend seiner Länge einzustellen
und entsprechende Kreuz-Arbeiten werden verhindert.
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Unter
Bezugnahme auf die 7 und 8 ist eine
weitere Befestigungsvorrichtung dargestellt, die in Übereinstimmung
mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Offenbarung hergestellt ist und im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 110 versehen
ist.
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Die
Befestigungsvorrichtung 110 ist ähnlich zu den Befestigungsvorrichtungen 12 und 14,
dahingehend, dass sie besonders ausgestaltet ist, um die Befestigung
eines spinalen Stabes an der Wirbelsäule in geeigneter Weise zu
vereinfachen. Die Befestigungsvorrichtung 110 umfasst einen
Kopf-Abschnitt 122, der einander gegenüberliegende Seitenwände 130 und 132 aufweist,
die einen horizontalen Kanal 128 in Zusammenhang mit der
unteren gekrümmten oberfläche 129 definieren.
Gekrümmte
Reiter 179 und 178 erstrecken sich nach oben von
den Seitenwänden 130 und 132,
um mit der Verschlusskappe 120 in den Eingriff zu treten.
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Unter
Bezugnahme auf die 9 wird eine Verschlusskappe 120 dargestellt,
die zur Vereinfachung der Darstellung in invertierter Position orientiert
ist, welche einen sechseckigen Kopf 162, einen zylindrischen
Körper 163 und
einen Flansch-Abschnitt 164 aufweist. Der hexagonale Kopf 162 ist
so angepasst und konfiguriert, um mit einem Schraubenschlüssel oder
einem anderen Werkzeug in Eingriff zu treten. Ein ringförmiger Kanal 165 erstreckt sich
in der Bodenfläche
des hexagonalen Kopfes 162, um die gekrümmten Reiter 176 und 168 aufzunehmen.
Diese positive Wechselwirkung dient dazu, dass durch die gegenüberliegenden
Seitenwände 130 und 132 des
Kopf-Abschnittes 122 vermieden wird, dass diese radial
nach aussen auseinander gehen, wenn die gekrümmten Flansche 182 und 184 der
Verschlusskappe 120 in gekrümmten Schlitzen 186 und 188 des
Kopf-Abschnittes 122 eingreifen, wenn die Verschlusskappe 20 in
eine Verriegelungs-Position gedreht wird. Somit brauchen die rampenförmigen Nocken-Oberflächen 192 und 194 der gekrümmten Eingriffs-Flansche 182 und 184 nicht
mit radial nach innen gerichteten verjüngungen ausgestaltet zu sein,
wie dies auf den Flanschen 82 und 84 der Verschlusskappe 20 der
Ausführungs-Beispiele nach
den 1 bis 6 dargestellt
ist.
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Unter
weiterer Bezugnahme auf die 9 ist die
Bodenoberfläche 166 des
Flansch-Abschnittes 164 der Verschlusskappe 120 so
konfiguriert, dass sie substantiell in derselben Art und Weise wie
die Boden-Oberfläche 66 der
Verschlusskappe 20 konfiguriert ist, so dass diese mit
einer länglichen
Ausnahme 168 versehen ist, um einen spinalen Stab aufzunehmen,
wenn die Verschlusskappe 120 in einer nicht verriegelten
Position ist, erste und zweite verzweigte quer verlaufende Ausnehmungen 172 und 174,
welche die längliche
Ausnehmung 168 mit gegenüberliegenden 45°-Winkeln
schneiden, um den spinalen Stab aufzunehmen, wenn die Verschlusskappe 120 in
einer der zwei Zwischenpositionen ist, und eine verzweigte orthogonale
Ausnehmung 170, welche die längliche Ausnehmung in einem
90°-Winkel
schneidet, um den spinalen Stab aufzunehmen, wenn die Verschlusskappe 120 in
einer endgültigen verriegelten
Position ist, wie dies in der 10 dargestellt
ist. Es ist klar erkennbar, dass die Verschlusskappe 120,
die mit der Befestigungsvorrichtung 110 in einem Eingriff
steht, derart gleich ist, zu der Art und Weise, zu der die Verschlusskappe 20 mit
den Knochen-Befestigungs-Elementen 14 und 16 im
Eingriff steht, so dass die Konfiguration der Bodenoberfläche des
Flansch-Abschnittes 164 dieselben Vorteile bietet, die
durch den Flansch-Abschnitt 164 der Verschlusskappe 20 geliefert
werden.
-
Obwohl
die hier beschriebene Vorrichtung in Bezug auf die bevorzugten Ausführungs-Beispiele klar
hervorgeht, ist es ebenfalls klar, dass hier Veränderungen und Modifikationen
gemacht werden können,
ohne den Rahmen der durch die Ansprüche definierten Erfindung zu
verlassen.