EP2887892A1

EP2887892A1 - Feder und vorrichtung zur stabilisierung von menschlichen oder tierischen knochen

Info

Publication number: EP2887892A1
Application number: EP12751425.5A
Authority: EP
Inventors: Lorraine MONTAVON
Original assignee: Individual
Current assignee: Montavon Pierre M
Priority date: 2012-08-21
Filing date: 2012-08-21
Publication date: 2015-07-01
Also published as: US20150305779A1; WO2014029032A1; HK1211825A1

Abstract

Feder (2) für eine Vorrichtung (1) zur Stabilisierung von Knochen, wobei die Feder als Schenkelfeder (14) ausgebildet ist, welche eine Federwendel (30) mit mindestens einer Windung und endständig einen über die Peripherie der Windung hinausragenden ersten und zweiten Schenkel (15a, 15b) umfasst, wobei mindestens ein Schenkel endständig ein stabförmiges Endstück (5, 6) mit einer dreidimensionalen Strukturierung (35) in Form eines Gewindes (12) oder einer peripheren Lamelle oder Lippe umfasst. Vorrichtung (1) zur Stabilisierung von Knochen umfassend a) eine Feder (2); b) eine Knochenplatte (7) mit Mitteln zu ihrer Fixation an der dreidimensionalen Strukturierung (35) in Form eines Gewindes (12) oder einer peripheren Lamelle oder Lippe; und c) ein Klemmelement (20) mit mindestens einem Loch (10) zur Aufnahme eines Knochenfixationsfixationselements (11) und einem Kanal (22) zur Durchführung eines der zwei Schenkel (15a, 15b) der Feder (2).

Description

Feder und Vorrichtung zur Stabilisierung von menschlichen oder tierischen Knochen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Feder zur Stabilisierung von menschlichen oder tierischen Knochen gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 , auf eine Vorrichtung zur Stabilisierung von menschlichen oder tierischen Knochen gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 11 und auf ein Verfahren zur Stabilisierung von Langrohrknochen oder der Wirbelsäule gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 26.

Eine Vorrichtung zur Stabilisierung der Wirbelsäule ist aus dem Dokument WO 02/102259 SENGUPTA bekannt. Diese bekannte Vorrichtung umfasst mindestens zwei Pedikelschrauben, zwischen den Pedikelschrauben ein Federelement und an jeder Pedikelschraube einen Fixationsmechanismus zur Fixation des Federelements an den Pedikelschrauben. Das Federelement weist an je einem Ende ein im Wesentlichen gerades Endstück und einen zwischen den Endstücken angeordneten zentralen C- förmigen oder wendeiförmigen Abschnitt auf. An den geraden Endstücken sind Hülsen befestigt, welche den Aussendurchmesser der Endstücke vergrössern, damit die Endstücke in den Pedikelschrauben fixiert werden können. Der Fixationsmechanismus besteht aus einem endständig am Kopf der Pedikelschraube angeordneten offenen Kanal zur Aufnahme eines Endstücks des Federelements, einer Kappe, welche teilweise über den Kopf und das Endstück geschoben wird, und einer Mutter, mittels welcher die Kappe am Kopf der Pedikelschraube und gleichzeitig das Endstück im Kanal fixierbar ist. Da insbesondere bei Tieren im lumbo-sakralen Teil der Wirbelsäule nur minimale Raumverhältnisse für das Implantat gegeben sind, ist die voluminöse Ausbildung insbesondere des Fixationsmechanismus zwischen dem Federelement und den Pedikelschrauben der vorliegenden Vorrichtung nachteilig.

Ein Implantat zur gelenkartigen Verbindung zweier Wirbelkörper ist aus der US-A 2005/209694 LOEB bekannt. Der Oberbegriff des Anspruchs 1 basiert auf dieser Offenbarung. Dieses bekannte Implantat umfasst ein Federelement mit einem geraden Endstück an je einem Ende des Federelements und einem zentralen wendeiförmigen Abschnitt. Die Endstücke weisen je ein Langloch zur Durchführung eines Knochenfixationselements auf. Die Endstücke sind jedoch in rigider Weise mit dem zentralen Abschnitt verbunden, so dass die Knochenfixationselemente gegenüber einer durch die Zentralachse des wendeiförmigen Abschnitts definierte Ebene nicht abgewinkelt werden können. Nachteilig an dieser Ausführung ist daher, dass die Knochenfixationselemente dadurch nicht wahlweise in den Pedikeln und/oder den Laminae der Wirbelkörper befestigt werden können, wodurch die Möglichkeiten zur Fixation des Implantats an den Wirbelkörpern erheblich eingeschränkt werden.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Feder und eine Vorrichtung zur Stabilisierung von Knochen zu schaffen, welche eine translative und rotative Bewegung mindestens einer Knochenplatte relativ zu der Feder der Vorrichtung gestattet und somit die wahlweise Verankerung der Vorrichtung mittels Knochenfixationselementen, z.B. Knochenschrauben in den Laminae oder in den Pedikeln der Wirbelkörper ermöglicht.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit einer Feder zur Stabilisierung von Knochen, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, mit einer Vorrichtung zur Stabilisierung von Knochen, welche die Merkmale des Anspruchs 11 aufweist und mit einem Verfahren zur Stabilisierung von Langrohrknochen oder der Wirbelsäule, welches die Merkmale des Patentanspruchs 26 aufweist.

Die durch die erfindungsgemässe Feder erreichten Vorteile sind im Wesentlichen darin zu sehen, dass die Feder aus einem Federdraht hergestellt und ein Gewinde direkt auf dem Federdraht angebracht werden kann. Damit kann ein Implantat mit einem minimalen Volumen geschaffen werden, so dass das Implantat im lumbo-sakralen Bereich der Wirbelsäule z.B. von Hunden anbringbar ist, ohne die Bewegungen des Tieres einzuschränken. Zudem kann durch eine einfache Gewindeverbindung mindestens an einem Schenkel eine Knochenplatte befestigt werden, wobei durch die translative und rotative Bewegbarkeit der Knochenplatte relativ zur Feder das gesamte Implantat verkürzt, verlängert oder verdreht werden kann, so dass die Position des in das Plattenloch der Knochenplatte einführbaren Knochenfixationselements, z.B. einer Knochenschraube nach dem Einbringen des Implantats vom Chirurgen gewählt werden kann. Die durch die erfindungsgemässe Vorrichtung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass:

- durch die translative und rotative Bewegbarkeit mindestens einer Knochenplatte relativ zur Feder die Vorrichtung verkürzt, verlängert oder verdreht werden kann, so dass die Knochenfixationselemente in einer gewünschten Position wahlweise in den Pedikeln und/oder in den Laminae der Wirbelkörper verankert werden können. Dadurch erhält der Operateur die Möglichkeit, die Knochenschrauben und das Implantat so zu setzen, dass die Knochenschrauben auch bei den insbesondere bei rennenden oder springenden Hunden im lumbo-sakralen Bereich der Wirbelsäule auftretenden grossen Kräften nicht ausgerissen werden. Durch die Gewindeverbindung zwischen mindestens einem Endstück der Feder und mindestens einer Knochenplatte wird ermöglicht, dass die Knochenplatten und -schrauben auch relativ zur Feder abgewinkelt werden können;

- im menschlichen oder tierischen Körper nur ein minimaler Raumbedarf (Volumen) für die Vorrichtung benötigt wird;

- die Knochenplatten relativ zur Feder der Vorrichtung auch bei hohen Belastungen nicht axial Verrutschen können;

- durch die Gewindeverbindung eine stabile Fixation der Knochenplatte an der Feder der Vorrichtung auch bei einem kleinen Aussendurchmessern des Endstücks und einer kleinen Knochenplatte möglich ist;

- die Feder im Fall einer Ausbildung als Schenkelfeder eine bevorzugte Schwenkebene für die an den Schenkeln befestigten Knochenplatten umfasst, so dass der elastische Widerstand der Feder für eine definierte Bewegung, z.B. Extension und Flexion der durch die Vorrichtung stabilisierten Wirbelkörper bemessen werden kann, während für eine Torsionsbewegung oder eine laterale Biegung der Wirbelkörper relativ zueinander erheblich kleinere oder grössere Federkräfte wirken können; und

- eine Verbesserung, beziehungsweise Förderung der Kallusbildung bei Langröhrenknochen-Frakturen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung können wie folgt kommentiert werden: Die periphere Lamelle oder Lippe kann eines oder mehrere Gewindesegmente umfassen oder in einer alternativen Ausführungsform in einer zur Achse des geraden Endstücks senkrechten Ebene angeordnet sein. In weiteren Ausführungsformen können mehrere periphere Lamellen oder Lippen vorgesehen sein, welche in mehreren zur Achse des geraden Endstücks senkrechten Ebenen angeordnet sind.

Der erste und der zweite Schenkel kann endständig ein gerades, vorzugsweise kreiszylindrisches Endstück mit einem Gewinde umfassen.

Bei einer besonderen Ausführungsform weist die Federwendel eine variable Steigung auf, welche vorzugsweise in nur einer Windung der Federwendel realisiert ist. Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Feder aus einem um eine Zentralachse der Federwendel gewundenen Federdraht hergestellt und mindestens ein Schenkel zu seinem freien Ende hin bezüglich einer zur Zentralachse senkrechten Ebene gegen den anderen Schenkel konvergent. Bei einer weiteren Ausführungsform ist mindestens ein Schenkel bezüglich einer zur Zentralachse senkrechten Ebene gegen den anderen Schenkel abgewinkelt.

Insbesondere können durch diese drei Ausführungsformen die variable Steigung einer oder beide Schenkel so angeordnet werden, dass die geraden Endstücke im Wesentlichen in einem engen axialen Bereich der Zentralachse der Federwendel zu liegen kommen. Die zur Befestigung der Feder an Knochen eingesetzten Knochenfixationsmittel können dadurch in unmittelbarer Nähe zu einer zur Zentralachse der Federwendel senkrechten Ebene angeordnet werden, so dass die Federwendel nur im Windungssinn auf Biegung beansprucht wird und eine unbeabsichtigte Deformation der Federwendel verhindert werden kann.

Geeignete Materialien für die Feder sind:

Rostfreier Stahl, Nitinol, Titan, eine Titanlegierung, vorzugsweise TiAINb, Kunststoffe, vorzugsweise faserverstärkte Kunststoffe oder Keramikmaterialien, welche gegenüber Kunststoffen eine höhere Steifigkeit der Feder ermöglichen.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Feder aus einem hohlen Federdraht hergestellt. Die zentralen Fasern des Federdrahts leisten zur Biegesteifigkeit keinen oder nur einen geringen Beitrag, so dass durch die hohle Ausbildung die Biegesteifigkeit nicht verringert, jedoch das Eigengewicht reduziert wird.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Feder aus einem Federdraht mit einer im Bereich der Federwendel abgeflachten, vorzugsweise rechteckigen Querschnittsfläche hergestellt. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht in der unterschiedlichen Biegesteifigkeit des Federdrahtes in verschiedenen Richtungen.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Federwendel als kegelförmig gewundene Spirale ausgebildet.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Feder aus einem Federdraht mit einer Drahtachse hergestellt und die im Bereich des ersten und zweiten Endstücks des ersten und zweiten Schenkels geradlinigen Abschnitte der Drahtachse schliessen in einer zur Zentralachse der Federwendel senkrechten Ebene betrachtet einen Winkel alpha ein, welcher im unbelasteten Zustand der Feder zwischen 135° und 225° beträgt.

Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass die für die Befestigung der Feder am Knochen vorgesehenen Endabschnitte der Schenkel in einer bezüglich der Anatomie geeigneten Position ausgerichtet sein können.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Schenkelfeder aus einem Federdraht mit einem Durchmesser d zwischen 2,0 mm und 4,0 mm, vorzugsweise zwischen 3,3 mm und 3,7 mm hergestellt.

Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die Federwendel mehrere Federwindungen. Durch die grössere Anzahl Federwendeln kann die Schenkelfeder bei gleicher Belastung eine vergrösserte Relativbewegung der Wirbelkörper zulassen.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Federwendel aus einem Federdraht mit einer Drahtachse hergestellt, wobei sich die Drahtachse des Federdrahts im Bereich der Federwendel mit einem Durchmesser D um die Zentralachse windet, welcher mindestens 12 mm, vorzugsweise mindestens 15 mm und typischerweise 20 mm beträgt. Bei einer besonderen Ausführungsform ist die Federwendel aus einem Federdraht mit einer Drahtachse hergestellt, wobei sich die Drahtachse des Federdrahts im Bereich der Federwendel mit einem Durchmesser D um die Zentralachse windet, welcher maximal 25 mm, vorzugsweise maximal 22 mm beträgt.

Die Erfindung bezieht sich im Weiteren auf eine Vorrichtung zur Stabilisierung von Knochen im menschlichen oder tierischen Körper gemäss dem Anspruch 11. Bei dieser Vorrichtung kann die erste und/oder zweite Knochenplatte eine Kavität mit einem Innengewinde umfassen, welches mit dem Aussengewinde am Endstück des ersten und/oder zweiten Schenkels in Eingriff bringbar ist. Jede der zwei Knochenplatten kann bezüglich der Längsachse des entsprechenden Endstücks translativ und rotativ zur Feder bewegt werden. Die Knochenplatten können daher unabhängig voneinander je in eine geeignete Position an einem Wirbelkörper gebracht werden. Der Chirurg kann daher unmittelbar vor dem Anbringen der Bohrungen für die Fixation der Knochenfixationselemente im Knochen, z.B. in den Wirbelkörpern entscheiden, ob das Knochenfixationselement in der Cortex, z.B. in der Lamina oder in einem Pedikel eines Wirbelkörpers verankert werden soll.

Bei einer weiteren Ausführungsform hat das Plattenloch in der ersten und/oder zweiten Knochenplatte eine Lochachse und die Längsachse der Kavität ist senkrecht zur Lochachse angeordnet.

Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine erste und eine zweite Knochenplatte und zusätzlich mindestens ein Klemmelement mit mindestens einem Loch zur Aufnahme eines Knochenfixationsfixationselements und einem Kanal zur Durchführung eines der zwei Schenkel der Schenkelfeder. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass die Schenkel der Feder zusätzlich an der Knochenoberfläche, z.B. an einem Wirbelkörper befestigt werden können, so dass die Schenkelfeder gegen Drehung gesichert werden kann. Die Vorrichtung kann derart am Knochen, z.B. an den Wirbelkörpern befestigt werden, dass auch bei grossen Kräften, wie sie bei rennenden oder springenden Hunden auftreten können, die Knochenschrauben nicht ausgerissen werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst mindestens eine der Knochenplatten einen mit einem Endstück eines Schenkels verbundenen ersten Abschnitt mit mindestens einem Plattenloch und einen zweiten Abschnitt mit mindestens einem Plattenloch, wobei der zweite Abschnitt gegenüber dem ersten Abschnitt abgewinkelt ist. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass die Knochenfixationselemente bezüglich der Anatomie optimal positioniert werden können. Bei einer weiteren Ausführungsform weist das Plattenloch im ersten Abschnitt eine Lochachse auf und der zweite Abschnitt ist gegenüber einer zur Lochachse orthogonalen Ebene abgewinkelt.

Der erste und zweite Abschnitt können auch planar angeordnet sein

Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Klemmelement als Clip ausgebildet, so dass das Endstück eines Schenkels in den Kanal im Klemmelement einschnappbar ist. Auf diese Weise können die endständigen Knochenplatten zuerst am Knochen fixiert werden und anschliessend an geeigneten Stellen die zwischen den Knochenplatten und dem Mittelteil der Feder liegenden Klemmelemente am oder an den Knochen befestigt werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Feder aus einem gegenüber den Knochenplatten unterschiedlichen Material gefertigt.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann auch zusätzlich Knochenschrauben umfassen. Die Knochenschrauben können je einen Schraubenkopf umfassen, welcher in einem Plattenloch verriegelbar sein kann.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung dient zur Stabilisierung von Wirbelkörpern oder zur temporären Stabilisierung eines Gelenks. Beispielsweise kann ein Gelenk, an welchem eine teilweise oder vollständige Abrasion der kolateralen Bänder stattgefunden hat, temporär stabilisiert werden. Eine andere Anwendung zur temporären Stabilisierung eines Gelenks besteht im Falle von Knochendefekten, welche durch Entfernung eines Tumors entstehen.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann weiter zur Behandlung eines frakturierten Knochens eingesetzt werden oder auch zur Behandlung von Arthrosen oder Pseudoarthrosen. Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann vorzugsweise am Kniegelenk oder an Fingergelenken eingesetzt werden. Die erfindungsgemässe Feder kann auch zur Behandlung eines frakturierten Knochens oder einer Arthrose oder Pseudoarthrose verwendet werden, wobei die Feder zur externen Fixierung eingesetzt wird.

Die Feder kann beispielsweise an einem Gips befestigt werden oder in der Form eines Fixateur externes mittels Knochenfixationselementen am Knochen befestigt werden.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Stabilisierung eines Langrohrknochens oder der Wirbelsäule mit den Schritten:

i) Erstellen einer Inzision im Bereich des zu behandelnden Knochenabschnitts, beziehungsweise einer dorsalen, respektive posterioren Inzision im Bereich des Wirbelsäulenabschnitts;

ii) Präparieren der epaxialen Muskulatur und der knöchernen Ansatzstellen für eine Fixation eines Implantats;

iii) Ausführen einer seitlichen Retraktion der Muskelmassen;

iv) Einführen eines Implantats durch die Inzision;

v) Fixieren des Implantats am Knochenabschnitt, beziehungsweise an den Wirbelkörpern; und

vi) Schliessen der Inzision.

Bei einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens gehen dem Schritt i) die folgenden zusätzlichen Schritte vor:

- Diagnostizieren des Grads und der Art der Kompression mittels einer bildgebenden Untersuchung und/oder

- Ermitteln der maximalen Streckung und Beugung des zu behandelnden Wirbelsäulensegments.

Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäss Verfahren kann noch nach dem Schritt v) der zusätzliche Schritt:

- Ausführen einer chirurgischen Dekompression innerhalb des Wirbelsäulenkanals.

ausgeführt werden. Beim erfindungsgemässen Verfahren kann eine erfindungsgemässe Vorrichtung implantiert werden.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im Folgenden anhand der teilweise schematischen Darstellungen mehrerer Ausführungsbeispiele noch näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung implantiert an einem lumbo-sakralen Wirbelsäulenabschnitt eines Hundes von lateral betrachtet;

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtungen implantiert an einem lumbo-sakralen Wirbelsäulenabschnitt eines Hundes von dorsal betrachtet;

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Feder;

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Ausführungsform der erfindungsgemässen Feder nach

Fig. 3;

Fig. 5 eine Seitenansicht einer Knochenplatte gemäss der Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung nach Fig. 1 ;

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Knochenplatte gemäss der Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung nach Fig. 1 ;

Fig. 7 einen Schnitt durch ein Klemmelement gemäss der Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung nach Fig. 2;

Fig. 8 eine Draufsicht auf das Klemmelement gemäss der Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung nach Fig. 2;

Fig. 9 eine Draufsicht auf eine Knochenplatte gemäss einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung;

Fig. 10 eine Seitenansicht einer Knochenplatte gemäss wiederum einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung;

Fig. 11 eine Seitenansicht einer Knochenplatte gemäss einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung;

Fig. 12 eine Ansicht einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung implantiert an einem Röhrenknochen; und Fig. 13 eine Draufsicht auf eine Feder gemäss einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung.

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung 1 zur Stabilisierung der Wirbelsäule, z.B. des letzten lumbalen Wirbelkörpers 41 relativ zum Sakrum 42, z.B. eines Hundes dargestellt, wobei je eine Vorrichtung 1 auf einer Seite der Dornfortsätze der Wirbelkörper angeordnet ist. Jede der zwei Vorrichtungen 1 umfasst eine Feder 2 (Fig. 3 und 4), welche als Schenkelfeder 14 ausgebildet ist und endständig einen ersten und einen zweiten Schenkel 15a, 15b umfasst, eine am ersten Schenkel 15a angeordnete erste Knochenplatte 7 (Fig. 5 und 6) und eine am zweiten Schenkel 15b angeordnete zweite Knochenplatte 8 (Fig. 5 und 6). Die erste und zweite Knochenplatte 7, 8 weisen je ein Plattenloch 10 zur Aufnahme eines Knochenfixationsfixationselements 11 auf, so dass die Feder 2 mittels der in die Plattenlöcher 10 der ersten und zweiten Knochenplatten 7, 8 eingeführten Knochenfixationselemente 11 beispielsweise am letzten lumbalen Wirbelkörper 41 und am Sakrum 42 befestigt werden kann. Der erste und zweite Schenkel 15a, 15b umfassen je ein Endstück 5, 6, welches mittels einer Gewindeverbindung 17 mit je einer der Knochenplatten 7, 8 verbunden ist.

Durch die Fixation der Feder 2 beispielsweise am letzten lumbalen Wirbelkörper 41 und am Sakrum 42 wird den insbesondere bei rennenden oder springenden Hunden im lumbo-sakralen Bereich der Wirbelsäule auftretenden grossen Kräfte durch die Feder 2 ein Widerstand entgegengesetzt, so dass schmerzhafte Stösse oder Berührungen zwischen dem letzten lumbalen Wirbelkörper 41 und dem Sakrum 42 verhindert werden können.

Kurze Beschreibung der Implantation der erfindungsgemässen Vorrichtung:

Zuerst werden der Grad und die Art der Kompression des Rückenmarks mittels einer bildgebenden Untersuchung diagnostiziert. Zudem können anschliessend auch die maximale Streckung und Beugung des zu behandelnden Wirbelsäulensegments determiniert werden. Für die Einführung, Positionierung und Fixation der Vorrichtung wird der dorsale, respektive posteriore Zugang angewendet. Vorgängig werden eine beidseitige Präparation der epaxialen Muskulatur und eine chirurgische Vorbereitung der knöchernen Ansatzstellen vorgenommen. Die seitliche Retraktion der Muskelmassen wird durch selbsthaltende Retraktoren hergestellt. Die Pedikel, die transversalen Fortsätze und die Dornfortsätze sind jetzt exponiert und erlauben die Fixation des Implantats mit Knochenfixationselementen, vorzugsweise mit Knochenschrauben mit den nötigen unterschiedlichen Winkeln relativ zur Vorrichtung. Eine chirurgische Dekompression innerhalb des Wirbelsäulenkanals ist dann auch möglich. Nach der Fixation des Implantats wird die Inzision wieder geschlossen.

Fig. 2 zeigt eine Anwendung einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung 1 ebenfalls im lumbo-sakralen Bereich der Wirbelsäule, welche sich von der Ausführungsform nach Fig. 1 nur darin unterscheidet, dass jede der zwei Vorrichtungen

I zusätzlich je ein Klemmelement 20 (Fig. 7 und 8) umfasst, welche an je einem der Schenkel 15a, 15b befestigt sind und mittels eines weiteren Knochenfixationselements

I I am letzten lumbalen Wirbelkörper 41 und am Sakrum fixiert sind.

In den Fig. 3 und 4 ist eine Ausführungsform der Feder 2 dargestellt. Die Feder 2 ist als Schenkelfeder 14 ausgebildet und umfasst eine um eine Zentralachse 16 gewundene Federwendel 30, ein erstes Ende 3 und ein zweites Ende 4. Die Schenkelfeder 14 ist aus einem Federdraht 31 hergestellt und umfasst je einen endständig angeordneten, vorzugsweise kreiszylindrischen Schenkel 15a, 15b. Die Federwendel 30 umfasst beispielhaft eine Federwindung. Der Federdraht 31 kann kreiszylindrisch ausgebildet sein und einen Durchmesser d haben. Die Drahtachse 32 des Federdrahts 31 ist im Bereich der Federwendel 30 mit einem Durchmesser D schraubenlinienförmig um die Zentralachse 16 der Federwendel 30 gewunden und geht an den Übergängen zu den Schenkeln 15a, 15b tangential in je einen geradlinigen Abschnitt im Bereich der Schenkel 15a, 15b über. Die Schenkelfeder 14 wird auch als schraubenförmig gewundene Biegefedern bezeichnet, wobei ein auf die Schenkel 15a, 15b ausgeübtes Drehmoment um die Zentralachse 16 der Federwendel 30 als im Wesentlichen konstantes Biegemoment auf den Federdraht 31 im gesamten Bereich der Federwendel 30 wirkt. Die Projektionen der im Bereich der Schenkel 15a, 15b geradlinigen Abschnitte der Drahtachse 32 des Federdrahts 31 in eine zur Zentralachse 16 der Federwendel 30 senkrechte Ebene, hier in Fig. 3 die Zeichenebene, schliessen einen Winkel alpha ein, welcher im unbelasteten Zustand der Feder 2 zwischen ungefähr 135° und ungefähr 225° betragen kann und in der vorliegenden Ausführungsform beispielhaft ungefähr 165° beträgt. Die Schenkel 15a, 15b bilden somit Hebel, welche gegen den elastischen Widerstand der Feder 2 relativ zueinander gedreht werden können, so dass der Winkel alpha vergrössert oder verkleinert wird. Wenn die Schenkel 15a, 15b unter Einwirkung einer Kraft relativ zueinander gedreht werden, wird der Federdraht 31 im Bereich der Federwendel 30 d.h. einwärts oder auswärts gebogen. Die Feder 2 ist aus einem gegenüber der ersten und zweiten Knochenplatte 7, 8 unterschiedlichen Material hergestellt und kann aus einer Titan leg ierung, vorzugsweise aus TiAINb, einem Kunststoff, einem keramischen Material oder aus Nitinol hergestellt sein. Ferner umfassen die Schenkel 15a, 15b an ihren Endstücken 5, 6 je ein Gewinde 12, so dass die Schenkel 15a; 15b der Feder 2 in rigider Weise an den ersten und zweiten Knochenplatten 7, 8 (Fig. 5 und 6) fixierbar sind. Der Durchmesser d des Federdrahts 31 kann zwischen 2,0 mm und 4,0 mm betragen. Ein typischer Wert für den Durchmesser d ist 3,5 mm. Im Bereich der Federwendel 30 beträgt der durch die Drahtachse 32 des Federdrahts 31 eingeschlossene Durchmesser D typischerweise 20 mm.

Die Federwendel 30 weist eine variable Steigung auf, so dass am ersten und zweiten Ende 3, 4 der Feder 2 die Drahtachse 32 des Federdrahts 31 im Wesentlichen in einer zur Zentralachse 16 der Federwendel 30 senkrechten Ebene liegt. Damit ist erreichbar, dass die geraden Endstücke 5, 6 des ersten und zweiten Schenkels 15a, 15b im Wesentlichen in einem engen axialen Bereich der Zentralachse 16 der Federwendel 30 zu liegen kommen.

Wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt sind die erste und zweite Knochenplatte 7, 8 quaderförmig ausgebildet und umfassen je eine Oberseite 34, eine Unterseite 35, zwei lange Seitenflächen 36a, 36b und zwei kurze Seitenflächen 37a, 37b. Jede der ersten und zweiten Knochenplatten 7, 8 umfasst ein Plattenloch 10, welches die erste, respektive zweite Knochenplatte 7, 8 von der Oberseite 34 zur Unterseite 35 durchdringt. Ferner umfasst jede der ersten und zweiten Knochenplatten 7, 8 eine Kavität 18, welche von einer kurzen Seitenfläche 37b in die Knochenplatte 7, 8 eindringt. Die Kavität 18 ist als Sackloch mit einer zur Lochachse 25 der Plattenbohrung 10 senkrecht stehenden Längsachse 21 ausgebildet und weist ein zu den Aussengewinden 12 an den Endstücken 5, 6 der Schenkel 15a, 15b passendes Innengewinde 13 auf, so dass je eine der ersten und zweiten Knochenplatten 7, 8 mittels einer Gewindeverbindung 17 an einem Endstück 5, 6 eines Schenkels 15a, 15b fixiert werden kann. Die erste und zweite Knochenplatten 7, 8 können aus einem biokompatiblen rostfreien Stahl, z.B. einem austenitischen rostfreien Chrom-Nickel- Molybdän Stahl, Titan oder einer Titanlegierung, z.B. Ti-6AI-7Nb hergestellt sein.

Die Fig. 7 und 8 zeigen eine Ausführungsform des Klemmelements 20 (Fig. 2). Das Klemmelement 20 umfasst einen dreidimensionalen Körper 50, welcher beispielhaft als quaderförmiger Körper mit einer Oberseite 51 , einer Unterseite 52 und vier Seitenwänden 53a, 53b, 53c, 53d dargestellt ist. Das Klemmelement 20 ist als elastischer Clip ausgebildet und umfasst ein den dreidimensionalen Körper 50 durchdringendes Plattenloch 10 mit einer Lochachse 25 und einen den dreidimensionalen Körper 50 ebenfalls durchdringenden Kanal 22 mit einer zur Lochachse 25 windschief angeordneten Kanalachse 28. Der Kanal 22 ist zur Aufnahme eines Schenkels 15a, 5b der Schenkelfeder 14 geeignet und umfasst eine am Umfang gegen die Unterseite 52 des Klemmelements 20 offene Kanalwand. Die Lochachse 25 und die Kanalachse 28 weisen einen Abstand zueinander auf, welcher so bemessen ist, dass sich Plattenloch 10 und der Kanal 22 nicht durchdringen. Das Plattenloch 10 durchdringt den dreidimensionalen Körper 50 von dessen Oberseite 51 zur Unterseite 52, während der Kanal 22 den dreidimensionalen Körper 50 von einer ersten Seitenwand 53c zu einer gegenüberliegenden zweiten Seitenwand 53d durchdringt. Der Kanal 22 verengt sich gegen die Unterseite 52 des Klemmelements 20 derart, dass ein Schenkel 15a, 15b einer Feder 2 von der Unterseite 52 des Klemmelements 20 her in den Kanal 22 einschnappbar ist. Falls die Feder 2 mittels eines weiteren Klemmelements 20 an der Wirbelsäule fixiert werden muss, kann ein weiteres Klemmelement 20, ohne dieses mühsam über die Länge der Schenkel 5a, 15b der Feder 2 zu schieben, einfach auf diese aufgesetzt werden. Ferner kann die Feder 2 vor dem Setzen der Knochenfixationselemente 11 in den menschlichen oder tierischen Körper eingebracht werden, so dass die Positionen der nachher an den Wirbelkörpern zu befestigenden Knochenfixationselemente 11 für den Operateur einfach zu bestimmen sind.

In den Fig. 9 bis 11 sind weitere Ausführungsformen der Knochenplatten 7, 8 dargestellt, welche sich von der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsform nur darin unterscheiden, dass die erste und/oder zweite Knochenplatte 7, 8 neben einem mit einem Endstück 5, 6 eines Schenkels 15a, 15b verbindbaren ersten Abschnitt 23 mit einem Plattenloch 10 einen zweiten Abschnitt 24 mit einem Plattenloch 10 umfassen, wobei der zweite Abschnitt 24 gegenüber dem ersten Abschnitt 23 abgewinkelt ist. Fig.

9 zeigt eine Ausführungsform der ersten und/oder zweiten Knochenplatte 7, 8, bei welcher der erste und zweite Abschnitt 23, 24 planar angeordnet sind. Bei der in Fig. 10 gezeigten Ausführungsform der ersten und/oder zweiten Knochenplatte 7, 8 sind der erste und zweite Abschnitt 23, 24 so gegeneinander abgewinkelt, dass die Lochachse 25 des Plattenlochs 10 im ersten Abschnitt 23 und die Lochachse 25 des Plattenlochs

10 im zweiten Abschnitt 24 gegen die Unterseite 35 der ersten und/oder zweiten Knochenplatte 7, 8 konvergieren, während bei der in Fig. 11 dargestellten Ausführungsform der ersten und/oder zweiten Knochenplatte 7, 8 der erste und zweite Abschnitt 23, 24 so gegeneinander abgewinkelt sind, dass die Lochachse 25 des Plattenlochs 10 im ersten Abschnitt 23 und die Lochachse 25 des Plattenlochs 10 im zweiten Abschnitt 24 gegen die Unterseite 35 der ersten und/oder zweiten Knochenplatte 7, 8 divergieren.

Die in den Fig. 9 bis 11 dargestellten Ausführungsformen der Knochenplatten 7, 8 eignen sich auch für die Stabilisierung von Wirbelsäulensegmenten oder von Gelenken.

In Fig. 12 ist eine Anwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung 1 zur Behandlung eines frakturierten Knochens dargestellt. Dabei ist je eine Vorrichtung 1 auf der medialen und auf der lateralen Seite des frakturierten Knochens angeordnet. Jede der zwei Vorrichtungen 1 umfasst eine Feder 2, deren erster Schenkel 15a mittels einer Gewindeverbindung 17 mit einer ersten Knochenplatte 7 verbunden ist, wobei die zwei ersten Knochenplatten 7 mit je einem Knochenfixationselement 11 am proximalen Knochenfragment 43 fixiert sind. Analog sind die zweiten Schenkel 15b der Feder 2 mittels je einer Gewindeverbindung 17 mit einer zweiten Knochenplatte 8 verbunden, wobei die zweiten Knochenplatten 8 mit je einem Knochenfixationselement 11 am distalen Knochenfragment 44 befestigt sind. Falls vom Operateur gewünscht, können die auf der medialen und lateralen Seite der Knochenfragmente 43, 44 angeordneten Federn 2 eine unterschiedliche Federkonstante aufweisen und zusätzlich ein oder mehrere Klemmelemente 20 (Fig. 7 und 8) an den Federn 2 angebracht werden.

Die in Fig. 12 dargestellte Ausführungsform der Feder 2 unterscheidet sich von der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsform nur darin, dass die als Schenkelfeder 14 ausgebildete Feder 2 in ihrem schraubenlinienförmigen Abschnitt 30 mehrere Federwindungen umfasst.

Obwohl wie oben beschrieben verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorliegen, sind diese so zu verstehen, dass die verschiedenen Merkmale sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination verwendet werden können.

Diese Erfindung ist daher nicht einfach auf die oben erwähnten, besonders bevorzugten Ausführungsformen beschränkt.

Claims

Patentansprüche

1. Feder (2) zur Stabilisierung von Knochen, wobei die Feder (2) als Schenkelfeder (14) ausgebildet ist, welche eine Federwendel (30) mit mindestens einer Windung und endständig einen über die Peripherie der Windung hinausragenden ersten und zweiten Schenkel (15a, 15b) umfasst,

dadurch gekennzeichnet, dass

mindestens ein Schenkel (15a, 15b) endständig ein stabförmiges Endstück (5, 6) mit einer dreidimensionalen Strukturierung in Form eines Gewindes (12) oder einer peripheren Lamelle oder Lippe umfasst.

2. Feder nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Schenkel (15a, 15b) endständig ein gerades, vorzugsweise kreiszylindrisches Endstück (5, 6) mit einem Gewinde (12) umfassen.

3. Feder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federwendel (30) eine variable Steigung aufweist, welche vorzugsweise in nur einer Windung der Federwendel (30) realisiert ist.

4. Feder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (2) aus einem um eine Zentralachse (16) der Federwendel (30) gewundenen Federdraht (31) hergestellt ist und mindestens ein Schenkel (15a, 15b) zu seinem freien Ende (3, 4) hin bezüglich einer zur Zentralachse (16) senkrechten Ebene gegen den anderen Schenkel (15a, 15b) konvergiert.

5. Feder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Schenkel (15a, 15b) bezüglich einer zur Zentralachse (16) senkrechten Ebene gegen den anderen Schenkel (15a, 15b) abgewinkelt ist.

6. Feder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (2) aus einem hohlen Federdraht hergestellt ist.

7. Feder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (2) aus einem Federdraht (31) mit einer im Bereich der Federwendel (30) abgeflachten, vorzugsweise rechteckigen Querschnittsfläche hergestellt ist.

8. Feder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Federwendel (30) als kegelförmig gewundene Spirale ausgebildet ist.

9. Feder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (2) aus einem Federdraht (31) mit einer Drahtachse (32) hergestellt ist und die im Bereich des ersten und zweiten Endstücks (5, 6) des ersten und zweiten Schenkels (15a, 15b) geradlinigen Abschnitte der Drahtachse (32) in einer zur Zentralachse (16) der Federwendel (30) senkrechten Ebene betrachtet einen Winkel alpha einschliessen, welcher im unbelasteten Zustand der Feder (2) zwischen 135° und 225° beträgt.

10. Feder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Federwendel (30) mehrere Federwindungen umfasst.

11. Vorrichtung (1) zur Stabilisierung von Knochen im menschlichen oder tierischen Körper umfassend

a) eine Feder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10;

b) eine Knochenplatte (7) mit mindestens einem Plattenloch (10) zur Aufnahme eines Knochenfixationsfixationselements (11) und mit Mitteln zur Fixation der Knochenplatte (7) an einem der Schenkel (15a, 15b), welche mit der dreidimensionalen Strukturierung in Form eines Gewindes (12) oder einer peripheren Lamelle oder Lippe am Endstück (5, 6) des Schenkels (15a, 15b) in Eingriff bringbar sind; und

c) ein Klemmelement (20) mit mindestens einem Loch (10) zur Aufnahme eines Knochenfixationsfixationselements (11) und einem Kanal (22) zur Durchführung des anderen Schenkels (15a, 15b) der Feder (2), oder d) eine zweite Knochenplatte (8) mit mindestens einem Plattenloch (10) zur Aufnahme eines Knochenfixationsfixationselements (11) und mit Mitteln zur Fixation der Knochenplatte (7) am anderen Schenkel (15a, 15b), welche mit der dreidimensionalen Strukturierung in Form eines Gewindes (12) oder einer peripheren Lamelle oder Lippe am Endstück (5, 6) dieses Schenkels (15a, 15b) in Eingriff bringbar sind.

12. Vorrichtung (1) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Knochenplatte (7, 8) eine Kavität (18) mit einem Innengewinde (13) umfasst, welches mit dem Aussengewinde (12) am Endstück (5) des ersten und/oder zweiten Schenkels (15a) in Eingriff bringbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Plattenloch (10) in der ersten und/oder zweiten Knochenplatte (7, 8) eine Lochachse (25) hat und die Längsachse (21) der Kavität (18) senkrecht zur Lochachse (25) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine erste und eine zweite Knochenplatte (7, 8) und zusätzlich mindestens ein Klemmelement (20) mit mindestens einem Loch (10) zur Aufnahme eines Knochenfixationsfixationselements (11) und einem Kanal (22) zur Durchführung eines der zwei Schenkel (15a, 15b) der Schenkelfeder (14) umfasst.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Knochenplatten (7, 8) einen mit einem Endstück (5, 6) eines Schenkels (15a, 15b) verbundenen ersten Abschnitt (23) mit mindestens einem Plattenloch (10) und einen zweiten Abschnitt (24) mit mindestens einem Plattenloch (10) umfasst, wobei der zweite Abschnitt (24) gegenüber dem ersten Abschnitt (23) abgewinkelt ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Plattenloch (10) im ersten Abschnitt (23) eine Lochachse (25) aufweist und der zweite Abschnitt (24) gegenüber einer zur Lochachse (25) orthogonalen Ebene abgewinkelt ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Abschnitt (23, 24) planar angeordnet sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (20) als Clip ausgebildet ist, so dass das Endstück (5, 6) eines Schenkels (15a, 15b) in den Kanal (22) im Klemmelement (20) einschnappbar ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (2) aus einem gegenüber den Knochenplatten (7, 8) unterschiedlichen Material gefertigt ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zusätzlich Knochenschrauben umfasst.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Knochenschrauben je einen Schraubenkopf umfassen, welcher in einem Plattenloch (10) verriegelbar ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 21 zur Stabilisierung von Wirbelkörpern oder zur temporären Stabilisierung eines Gelenks.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 21 zur Behandlung eines frakturierten Knochens.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 21 zur Behandlung von Arthrose oder Pseudoarthrose.

25. Feder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Behandlung eines frakturierten Knochens oder einer Arthrose oder Pseudoarthrose, wobei die Feder (2) zur externen Fixierung eingesetzt wird.

26. Verfahren zur Stabilisierung eines Langrohrknochens oder der Wirbelsäule mit den Schritten:

i) Erstellen einer Inzision im Bereich des zu behandelnden Knochenabschnitts, beziehungsweise einer dorsalen, respektive posterioren Inzision im Bereich des zu behandelnden Wirbelsäulenabschnitts; ii) Präparieren der epaxialen Muskulatur und der knöchernen Ansatzstellen für eine Fixation eines Implantats;

iii) Ausführen einer seitlichen Retraktion der Muskelmassen;

iv) Einführen eines Implantats durch die Inzision;

vi) Schliessen der Inzision.

27. Verfahren nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch den dem Schritt i) vorausgehenden Schritt:

- Diagnostizieren des Grads und der Art der Kompression mittels einer

bildgebenden Untersuchung.

28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, gekennzeichnet durch den dem Schritt i) vorausgehenden, vorzugsweise nach dem Schritt gemäss Anspruch 27 ausgeführten Schritt:

- Ermitteln der maximalen Streckung und Beugung des zu behandelnden

Wirbelsäulensegments.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28, gekennzeichnet durch den auf den Schritt v) folgenden zusätzlichen Schritt:

Ausführen einer chirurgischen Dekompression innerhalb des Wirbelsäulenkanals.

30. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Implantat eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 21 ist.