DE60014127T2

DE60014127T2 - Äussere wirbelsäuleplatte und system

Info

Publication number: DE60014127T2
Application number: DE60014127T
Authority: DE
Inventors: Anna Dusty NEEDHAM; Wade Jeffrey POYNER; N. Harry HERKOWITZ; A. Thomas ZDEBLICK
Original assignee: SDGI Holdings Inc
Current assignee: Warsaw Orthopedic Inc
Priority date: 1999-10-13
Filing date: 2000-10-11
Publication date: 2005-10-06
Anticipated expiration: 2020-10-12
Also published as: US20070203492A1; EP1220645B1; AU7878400A; DE60014127D1; CA2386606C; JP2003530141A; ES2228616T3; CN1518960A; AU778601B2; WO2001026566A1; CN1250172C; ATE276706T1; JP4402330B2; CN1379642A; US6533786B1; US20020120273A1; CA2386606A1; CN1183877C; EP1220645A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Instrumentenausrüstung und der Systeme für die Wirbelsäule und insbesondere Instrumentenausrüstung und Systeme zur Verwendung bei der Behandlung verschiedener pathologischer Befunde der Halswirbelsäule.
Wie jede Knochenstruktur ist die Wirbelsäule anfällig für verschiedene pathologische Befunde, die ihre lasttragenden und stützenden Fähigkeiten beeinträchtigen. Solche pathologischen Befunde umfassen beispielsweise degenerative Erkrankungen, die Auswirkungen von Tumoren und natürlich Frakturen und Dislokationen, die einem physikalischen Trauma zuzuschreiben sind. Wirbelsäulenchirurgen sind diese Probleme angegangen, indem sie eine breite Vielfalt an Instrumentenausrüstung bzw. Instrumentarium in einem weiten Bereich chirurgischer Verfahren angewendet haben. Die Verwendung von länglichen starren Platten ist bei der Stabilisierung und Fixierung der unteren Wirbelsäule, insbesondere der thorakalen und lumbalen Wirbelsäule, hilfreich gewesen. Die gleichen Verplattungstechniken haben bei Chirurgen, die auf die Behandlung der Halswirbelsäule spezialisiert sind, ein gewisses Maß an Zustimmung gefunden.
Abhängig von der spinalen Erkrankung oder dem pathologischen Befund, die bzw. der behandelt werden soll, kann die Halswirbelsäule entweder von anterior oder von posterior erreicht werden. Viele wohlbekannte chirurgische Freilegungs- und Fusionstechniken der Halswirbelsäule sind in der Veröffentlichung mit dem Titel "Spinal Instrumentation", die von Dres. Howard An und Jerome Cotler herausgegeben wurde, beschrieben. Dieser Text beschreibt auch das Instrumentarium, das in den letzten Jahren für die Halswirbelsäule entwickelt worden ist. Für die Bereitstellung eines inneren Instrumentariums bei Techniken, die eine Fusion der Halswirbelsäule von einem anterioren Zugang aus erzielen, sind Verplattungssysteme vorherrschend geworden.
Während der Entwicklung von zervikalen Verplattungssystemen, insbesondere für den anterioren Zugang, sind verschiedene Bedürfnisse erkannt worden. Beispielsweise sollte das System eine starke mechanische Fixierung, die die Bewegung jedes Wirbelsegments steuern kann, bewirken. Das System sollte in der Lage sein, der axialen Belastung standzuhalten und Kontinuität mit jeder der drei Säulen der Wirbelsäule zu halten. Das System sollte auch in der Lage sein, den Belastungsgrad unterhalb der Haltbarkeitsgrenze des Plattenwerkstoffs zu halten, während gleichzeitig die Festigkeit der anatomischen Strukturen oder Wirbel, mit denen das Verplattungssystem in Eingriff ist, überschritten wird. Die Dicke des Systems sollte gering sein, um sein Vorstehen insbesondere an den schmaleren Räumen der Halswirbelsäule zu vermindern. Die Schrauben, die verwendet werden, um die Platte mit den Wirbeln zu verbinden, dürfen sich auch nicht mit der Zeit lockern oder aus der Platte lösen.
Während das Verplattungssystem bestimmten mechanischen Ansprüchen genügen soll, soll es auch bestimmten anatomischen und chirurgischen Überlegungen genügen. Beispielsweise soll das zervikale Verplattungssystem den Eingriff in den Patienten möglichst gering halten und die Verletzung bzw. Traumatisierung der umgebenden Weichteile vermindern. Dies ist besonders wichtig bei solchen Verfahren, die sich auf die Halswirbelsäule beziehen, da die Komplikationen äußerst verheerend sein können, wie etwa eine Verletzung des Hirnstamms, des Rückenmarks oder der vertebralen Arterien. Es ist ebenfalls herausgefunden worden, dass das optimale Verplattungssystem die Anordnung von mehr als einer Schrau be in jedem der instrumentierten Wirbel erlaubt. Das System sollte auch so gestaltet sein, dass es zwecks höherer Stabilität mit den Wirbeln in Kontakt gelangt.
In den letzten Jahrzehnten sind viele spinale Verplattungssysteme entwickelt worden, um einigen der Bedürfnisse und Anforderungen an zervikale Fixierungssysteme nachzukommen. Zum Beispiel offenbart FR-A-1 505 513 eine Knochenplatte, bei der in einer nicht kreisförmigen Öffnung eine Befestigungsschraube angebracht ist, um das Festspannen der Platte zu ermöglichen. Trotz der verbesserten Verplattungssystementwürfe besteht dennoch Bedarf an einem System, das den Anforderungen an ein derartiges System genügt.
Es besteht auch Bedarf an einem Verplattungssystem, das sich Verfahren, die dazu gedacht sind, eine Fusion der Halswirbelsäule zu erzielen, zuwendet. In Fällen, in denen ein Transplantat oder ein Implantat implantiert wird, um einen Bandscheibenraum aufrechtzuerhalten und/oder einen oder mehrere erkrankte Wirbelkörper zu ersetzen, ist es wünschenswert, das Ausmaß der Fusion und der Eingliederung des Transplantats oder Implantats in die Wirbelsäule zu erhöhen. Ein Verplattungssystem, das das Vorbelasten des Transplantats oder Implantats ermöglicht und/oder ein anschließendes kontinuierliches Belasten vorsieht, wird bevorzugt.
Obwohl die Verplattungssysteme im Stand der Technik, die sich auf zervikale Verplattungssysteme beziehen, Schritte in die richtige Richtung sind, besteht ein Bedarf an zusätzlichen Verbesserungen. Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, diese und andere Bedürfnisse zu befriedigen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung sieht ein System für die anteriore Fixierung der Wirbelsäule vor, das eine längliche Fi xierungsplatte verwendet. Die Erfindung schafft ein System, wie es in Anspruch 1 definiert ist. Das Verplattungssystem fördert die Fusion und Eingliederung eines Transplantats oder Implantats in einen Abschnitt der Wirbelsäule. Das Verplattungssystem sieht ein kontinuierliches Belasten des Transplantats oder des Implantats zwischen den Wirbelkörpern vor. In einem weiteren Aspekt ermöglicht das Verplattungssystem, dass eine Drucklast auf den Abschnitt der Wirbelsäule ausgeübt wird. Dieses Vorbelasten und kontinuierliche Belasten vermeidet eine Abschirmung gegen Belastung und fördert die Fusion und Eingliederung des Transplantats oder Implantats in den Abschnitt der Wirbelsäule.
Die Knocheneingriffsbefestigungsmittel, die sich durch die Schlitze erstrecken, sind in den Schlitzen verschiebbar, um die Setzung und Pressung des zweiten Wirbels in Bezug auf den ersten Wirbel zu ermöglichen. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verplattungssystem eine Befestigungsanordnung, die verhindert, dass sich das Befestigungsmittel löst.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist mindestens ein Paar der ersten Öffnungen neben dem ersten Ende angeordnet, wobei die ersten Öffnungen eine kreisförmige Öffnung mit einem ersten Durchmesser definieren. Mindestens ein Paar der zweiten Öffnungen ist neben dem zweiten Ende angeordnet, wobei die zweiten Öffnungen einen Schlitz mit einer ersten Breite und einer ersten Länge definieren. Es ist eine Anzahl von Knocheneingriffsbefestigungsmitteln mit einem länglichen Gewindeschaft und einem verbreiterten Kopf vorgesehen. Die Knocheneingriffsbefestigungsmittel erstrecken sich von der Oberseite durch die ersten und zweiten Löcher. Eine Befestigungsanordnung hält die Knocheneingriffsbefestigungsmittel in den ersten und zweiten Öffnungen. In einer Form umfasst die Befestigungsanordnung eine Unterlegplatte mit einer Länge, die im wesentlichen durchgehend mit der Länge der Platte übereinstimmt.
In noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfasst das System vier Knocheneingriffsbefestigungsmittel, die einen verbreiterten Kopf und einen Gewindeschaft aufweisen. Eine längliche Platte weist eine Länge auf, die sich zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende erstreckt und so bemessen ist, dass sie mindestens zwei Wirbel überbrückt. Die Platte definiert ein Paar von Löchern neben dem ersten Ende und ein Paar von Schlitzen neben dem zweiten Ende. Jedes Loch und jeder Schlitz sind so beschaffen, dass sie den Gewindeschaft eines jeweiligen Knocheneingriffsbefestigungsmittels aufnehmen, um die Platte am Wirbel in einen Eingriff zu bringen. Die Knocheneingriffsbefestigungsmittel erstrecken sich durch das Paar von Löchern, um die Platte am ersten Wirbel zu fixieren. Knocheneingriffsbefestigungsmittel erstrecken sich durch das Paar von Schlitzen, um die Platte am zweiten Wirbel zu befestigen. Die Knocheneingriffsbefestigungsmittel verschieben sich axial in den Schlitzen, um den Druck auf den Wirbelsäulenabschnitt aufrechtzuerhalten.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das System sechs Knocheneingriffsbefestigungsmittel, die jeweils einen verbreiterten Kopf und einen Gewindeschaft aufweisen. Eine längliche Platte, die sich zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende erstreckt, weist eine Länge auf, die so bemessen ist, dass sie mindestens drei Wirbel überbrückt. Die Platte definiert ein Paar von Löchern über einem ersten Wirbel, ein Paar von Schlitzen über einem zweiten Wirbel und ein Paar von Zwischenschlitzen über einem dritten Wirbel, der zwischen dem ersten und zweiten Wirbel liegt. Die Löcher und Schlitze sind so beschaffen, dass sie den Gewindeschaft der Knocheneingriffsbefestigungsmittel aufnehmen. Die Knocheneingriffsbefestigungsmittel erstrecken sich durch das Paar von Löchern, um die Platte am ersten Wirbel zu fixieren. Die Knocheneingriffsbefestigungsmittel erstrecken sich durch die Schlitze, um die Platte am zweiten Wirbel zu befestigen. Die Knocheneingriffsbefestigungsmittel verschieben sich axial in den Schlitzen, um den Druck auf den Wirbelsäulenabschnitt aufrechtzuerhalten. Der Chirurg kann wahlweise ein Knocheneingriffsbefestigungsmittel in den Zwischenschlitzen anordnen, um die Platte am dritten Wirbel in einen Eingriff zu bringen.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist eine Befestigungsanordnung für die längliche Platte, die sich zwischen mindestens zwei Wirbeln erstreckt, vorgesehen. Die Befestigungsanordnung umfasst eine Unterlegplatte mit mindestens einer sich verjüngenden Apertur. Die Unterlegplatte ist zwischen einer verriegelten Stellung und einer nicht verriegelten Stellung verschiebbar, indem ein Verschlussbefestigungsmittel in die sich verjüngende Apertur geschraubt wird.
In einer Ausführungsform umfasst die Platte Löcher, die über dem ersten Wirbel angeordnet sind, und Schlitze, die über dem zweiten Wirbel angeordnet sind. In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner einen Schritt, in dem die Knocheneingriffsbefestigungsmittel mit einer Befestigungsanordnung in der Platte gehalten werden.
Diese und andere Formen, Ausführungsformen, Aspekte, Merkmale und Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden deutlich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die lediglich beispielhalber gegeben wird.
1 ist eine perspektivische Ansicht von oben eines anterioren Verplattungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine perspektivische Ansicht von oben des anterioren Verplattungssystems von 1, wobei die Knochenschrauben an Ort und Stelle verriegelt sind.
3 ist eine perspektivische Ansicht von oben des anterioren Verplattungssystems von 1, wobei Knochen schrauben in einem Schlitz der Platte verschoben worden sind.
4(a) stellt nicht die Erfindung dar.
Die 4(b) bis 4(f) sind Draufsichten von Fixierungsplatten gemäß der vorliegenden Erfindung, die in verschiedenen Größen und Konfigurationen vorgesehen sind.
Die 5(a) bis 5(f) sind Draufsichten von Unterlegplatten gemäß der vorliegenden Erfindung, die in Größen und Konfigurationen, die den Platten in den 4(a) bis 4(f) entsprechen, vorgesehen sind.
6 ist eine Seitenansicht einer Knochenschraube gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine Seitenansicht eines Verschlussbefestigungsmittels gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung.
Die 8(a) bis 8(k) sind verschiedene Ansichten und Teilabschnitte von Unterlegplatten gemäß der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine Draufsicht eines ersten Endes einer Fixierungsplatte gemäß der vorliegenden Erfindung.
10 ist eine längs der Linie 10-10 in 9 aufgenommene Querschnittsansicht.
11 ist eine Ansicht der Platte von 9 von der Stirnseite her.
12 ist eine Draufsicht eines zweiten Endes einer Fixierungsplatte gemäß der vorliegenden Erfindung.
13 ist eine längs der Linie 13-13 in 12 aufge nommene Querschnittsansicht.
14 ist eine längs der Linie 14-14 in 12 aufgenommene vergrößerte Querschnittsansicht.
15 ist eine Draufsicht eines Zwischenabschnitts einer Fixierungsplatte gemäß der vorliegenden Erfindung.
16 ist eine längs der Linie 16-16 in 15 aufgenommene Querschnittsansicht.
17 ist eine längs der Linie 17-17 in 15 aufgenommene vergrößerte Querschnittsansicht.
18 ist eine längs der Linie 18-18 in 15 aufgenommene vergrößerte Querschnittsansicht.
19a ist eine Teilschnittsansicht einer anterioren Plattenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Schrauben durch die Löcher am ersten Ende der Platte geführt und in einem Wirbel in Eingriff sind.
19b ist eine Teilschnittsansicht einer anterioren Plattenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Schrauben durch die Schlitze der Platte geführt und in einem Wirbel in Eingriff sind.
Die 20(a) bis 20(f) zeigen verschiedene Instrumente und Schritte eines Verfahrens zur Anwendung der vorliegenden Erfindung.
Die 21(a) bis 21(c) sind verschiedene perspektivische Ansichten eine Presswerkzeugs.
Die 22(a) bis 22(b) sind Seitenansichten der Arme eines Presswerkzeugs in einer alternativen Ausführungsform.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Um das Verständnis der Prinzipien der Erfindung zu fördern, wird nun ausschließlich beispielhalber auf die in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen Bezug genommen, wobei zur Beschreibung derselben eine spezifische Sprache verwendet wird.
In den 1 bis 3 ist ein Verplattungssystem 30 gezeigt, das Anwendung bei einem anterioren Zugang zur Halswirbelsäule findet. Der Abschnitt der Wirbelsäule, der einen ersten Wirbel V1, einen zweiten Wirbel V2 und dazwischen liegende Wirbel V3 und V4 umfasst, ist in 1 gezeigt. Vorzugsweise ist der erste Wirbel V1 der inferiore oder untere Wirbel in dem Abschnitt der Wirbelsäule, während der zweite Wirbel V2 der superiore oder obere Wirbel des Abschnitts der Wirbelsäule ist. Jedoch kommt hier auch in Betracht, dass der erste Wirbel V1 der superiore Wirbel ist und der zweite Wirbel V2 der inferiore Wirbel ist. Selbstverständlich findet die vorliegende Erfindung, wie weiter unten beschrieben wird, bei Wirbelsäulenabschnitten Anwendung, die Wirbel umfassen, deren Anzahl von zwei bis sechs Wirbeln geht. Falls erforderlich können ein oder mehrere Implantate I in einen oder mehrere Bandscheibenräume zwischen benachbarten Wirbeln eingesetzt werden. Das Implantat I kann ein Knochentransplantat, eine Fusionsvorrichtung oder irgendein anderer Typ einer Vorrichtung zwischen Wirbelkörpern sein, die in einen Bandscheibenraum einsetzbar ist und die Fusion zwischen benachbarten Wirbeln fördert.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung umfasst das Verplattungssystem 30 eine längliche Platte 31 mit mehreren hindurchführenden Öffnungen und mehreren Knocheneingriffsbefestigungsmitteln, die in Form von Knochenschrauben 50, die durch die Öffnungen hindurch einsetzbar sind, gezeigt sind. In einer bevorzugten Form weist jedes Knocheneingriffsbefestigungsmittel die Form einer Knochenschraube auf. Die Platte 31 weist eine Längsachse L auf, die als ihre Mittellinie entlang der Länge der Platte verläuft. Knocheneingriffsbefestigungsmittel oder Knochenschrauben 50 werden mittels einer Befestigungsanordnung 33, die entlang der Achse L angeordnet ist, in der Platte 31 gehalten. Die Öffnungen der länglichen Platte 31 umfassen ein Paar von Löchern 34 an einem ersten Knoten 36 neben einem ersten Ende der Platte 31. Der erste Knoten 36 ist über einem ersten Wirbel V1 positioniert. Die Platte 31 umfasst außerdem ein Paar von Schlitzen 35 an einem zweiten Knoten 37 neben einem zweiten Ende der Platte 31. Der zweite Knoten 37 ist über einem zweiten Wirbel V2 positioniert. Bei einigen Formen der Platte 31 sind entlang der Länge der Platte 31 einige Zwischenknoten 38 zwischen dem ersten Knoten 36 und dem zweiten Knoten 37 vorgesehen. Jeder Zwischenknoten 38 weist ein Paar von Zwischenschlitzen 32 auf, wovon jeder über einem der Zwischenwirbel V3 und V4 positioniert ist. Das Verplattungssystem 30 kann aus irgendeiner Art von bioverträglichem Werkstoff hergestellt sein.
Vorzugsweise treten die Löcher 34 paarweise auf, wobei sich eines der Löcher des Paars an einer Seite der Längsachse L befindet, während sich das andere Loch des Paars an der gegenüberliegenden Seite der Achse L befindet. Die Schlitze 32 und 35 sind in ähnlicher Wies in Paaren angeordnet. Vorzugsweise sind die paarweisen Löcher 34 nach Form und Größe gleich und symmetrisch in Bezug auf die Achse L angeordnet. Die paarweisen Schlitze 35 sind ebenso nach Form und Größe gleich und symmetrisch in Bezug auf die Achse L angeordnet. Die paarweisen Schlitze 32 an den Zwischenknoten 38 sind ebenfalls nach Form und Größe gleich und symmetrisch in Bezug auf die Achse L angeordnet. Die Platte 31 weist zwischen jedem der Knoten 36, 37, 38 Ausnehmungen auf, um die Größe der Außenkontur der Platte zu verkleinern. Außerdem schaffen die Ausnehmungen zwischen den Knoten einen Bereich verminderten Materials, was ein zusätzliches Biegen der Platte durch den Chirurgen, das wegen der Wirbelsäuleanatomie erforderlich sein kann, ermöglicht. Die Platte 31 weist eine vom Chirurgen gewählte Länge mit den Knoten 36, 37 und, falls erforderlich, den Knoten 38 auf, die an die Wirbel des Patienten angepasst ist.
Die Platte 31 weist vorzugsweise eine gerundete Oberseite 41 auf, die mit den die Wirbelsäule umgebenden Weichteilen in Kontakt ist, wenn die Platte mit der Wirbelsäule in Eingriff ist. Die gerundete Oberfläche 41 verringert das Ausmaß der Verletzung, die die umgebenden Weichteile erfahren würde. Die Unterseite 42 der Platte 31 ist vorzugsweise so gestaltet, dass sie die Wirbelkörper der Wirbelsäule in jeder der instrumentierten Höhen kontaktieren. In einer Ausführungsform kann wenigstens ein Abschnitt der Unterseite 42 entlang der Länge der Platte texturiert sein, um ihre Griffigkeit an einem Wirbelkörper zu verbessern.
Die Löcher 34 weisen neben der Oberseite der Platte 31 eine Ausnehmung 45 auf, die es ermöglicht, dass der Kopf des Knocheneingriffsbefestigungsmittels, wie etwa der Knochenschraube 50, in der Platte 31 versenkt wird. Ähnlich weisen die Schlitze 32 neben der Oberseite der Platte eine Ausnehmung 46 um jeden Schlitz 32 auf, während die Schlitze 35 eine Ausnehmung 47 um jeden Schlitz 35 neben der Oberseite der Platte aufweisen. Vorzugsweise weisen die Schlitze 35 eine Rampe 60 auf, die, wie weiter unten beschrieben wird, nach dem Einführen einer Schraube 50 an einem zweiten Ende 43 des Schlitzes 35 das Aufbringen einer dynamischen Drucklast auf den Wirbelsäulenabschnitt erlaubt. Die Ausnehmungen 46, 47 ermöglichen ebenfalls ein Versenken des Kopfes einer Schraube 50 in der Platte 31, wenn sie durch einen entsprechenden der Schlitze 32, 35 eingeführt worden ist. Entlang der Achse L der Platte 31 erstreckt sich eine Nut 39, die jede der Ausnehmungen 45, 46, 47 entlang der Länge der Nut 39 schneidet. Das Ende der Platte 31 an dem zweiten Knoten 37 weist eine Kerbe 40 auf, die vorzugsweise in einem Radius R4, dessen Mittelpunkt auf der Achse L liegt, gerundet ist (12).
Die Befestigungsanordnung 33 umfasst eine Unterlegplatte 90 mit einer Länge, die im wesentlichen der Länge der Platte 31 entspricht. Die Unterlegplatte 90 definiert mehrere Aperturen 91. Jede Apertur 91 ist mit einem Körperabschnitt 93, 94, 95 versehen, der den Vertebralknoten 36, 37 bzw. 38 entspricht. Zwischen den Körperabschnitten 93, 94, 95 erstreckt sich ein Verbindungsabschnitt 98, der diese verbindet. Jede der Aperturen 91 weist eine umlaufende Senkung 92 neben der Oberseite der Unterlegplatte 90 auf. Wie weiter unten näher beschrieben wird, verjüngt sich die Senkung 92 von einer ersten Weite am ersten Ende der Apertur 91 zu einer zweiten Weite am zweiten Ende der Apertur 91, wobei die erste Weite größer als die zweite Weite ist. Verschlussbefestigungsmittel, die in Form von Schrauben 85 gezeigt sind, sind jeweils durch eine entsprechende der Aperturen 91 positionierbar, um mit einer Befestigungsbohrung 70 (siehe 4(a) bis 4(f)) in der Platte 31 in Eingriff zu gelangen und die Unterlegplatte 90 mit der Platte 31 zu verbinden.
Folglich hält die Befestigungsanordnung 33 die Schrauben 50 in jeder der instrumentierten Höhen in den Wirbelkörpern an Ort und Stelle. Die Unterlegplatte 90 ist von einer unverriegelten Position (1) für die Knochenschraubeneinführung in eine verriegelte Position (2) nach der Schraubeneinführung verschiebbar, in der sie den Kopf der Knochenschrauben in den Löchern 34 kontaktiert und die Köpfe der Knochenschrauben in den Schlitzen 32, 35 überlappt. Vorzugsweise berührt die Unterlegplatte 90 die Köpfe von Knochenschrauben in den Schlitzen 32, 35 nicht und erlaubt so das Verschieben der Knochenschrauben in den Schlitzen. Das Lösen der Knochenschrauben in den Schlitzen 32, 35 wird verhindert, wenn sich die Knochenschraube aus ihrer Festsitzposition um ein solches Maß herauslöst, dass sie die Unterlegplatte 90 kontaktiert. Vorzugsweise ruht die Unterlegplatte 90 fast vollständig in der Nut 39 der Platte 31, womit die Gesamthöhe des Konstrukts möglichst klein gehalten ist.
Wie in 1 gezeigt ist, ist die Befestigungsanordnung 33 in einem unverriegelten Zustand, wenn sich die Schrauben 85 an dem zweiten Ende der Aperturen 90 befinden. Im unverriegelten Zustand überlappen die Körperabschnitte 93, 94, 95 der Unterlegplatte 90 die Löcher 34 und einen Abschnitt der Schlitze 32, 35 nicht und ermöglichen das Einführen der Knochenschrauben 50. Schmäler gehaltene Abschnitte 98 der Unterlegplatte 90 ermöglichen ein Einsetzen der Knochenschrauben 50 durch die Löcher 34 und die Schlitze 35, um die Platte 31 an den Wirbeln V1 und V2 zu befestigen. Falls erwünscht kann der Chirurg Knochenschrauben 50 auch in Zwischenschlitzen 32 anordnen, um die Platte 31 an den Wirbeln V3 und V4 zu befestigen, wenn dies notwendig erscheint. Die Platte 31 und die Knochenschrauben 50 sind in den Löchern 34 vorzugsweise in Passung, so dass eine starre Fixierung der Platte 31 an dem ersten Wirbel V1 erreicht wird. Die Schlitze 35 sind über dem zweiten Wirbel V2 positioniert und weisen ein zweites Ende 43 und ein erstes Ende 44 auf. Wie in 1 gezeigt ist, wird eine Schraube 50 zuerst am zweiten Ende 43 des Schlitzes 35 einführt, wodurch ein nachträgliches Verschieben der Schraube 50 in dem Schlitz 35 vom zweiten Ende 43 zum ersten Ende 44 möglich ist. Zur Klarheit ist nur eine einzige Schraube 50 in einem Schlitz 35 gezeigt; jedoch ist vorgesehen, dass in beide Schlitze 35 Knochenschrauben eingeführt werden. In die Zwischenschlitze 32 eingeführte Knochenschrauben 50 verschieben sich ebenfalls vom zweiten Ende 48 zum ersten Ende (15) eines Schlitzes 32.
Sobald Schrauben 50 durch die Löcher 34 und in die Schlitze 32 und 35 eingeführt sind, kann die Unterlegplatte 90 der Befestigungsanordnung 33 in ihren verriegelten Zustand, der in 2 gezeigt ist, verschoben werden. Im verriegelten Zustand halten die Körperabschnite 93, 94, 95 der Unterlegplatte 90 die Köpfe der eingeführten Schrauben 50 in den Löchern 34 und Schlitzen 32, 35 und verhindern, dass sich die Schrauben aus der Platte 31 lösen. Um die Befestigungsanordnung 33 in ihren verriegelten Zustand zu verschieben, wird eine Befestigungs- oder Halteschraube 85 in eine entsprechende Befestigungsbohrung 70 in der Platte 31 eingeschraubt. Dieses Einschrauben der Halteschraube 85 bewirkt, dass die sich verjüngende Senkung 92 der Unterlegplatte 90 am Kopf der Halteschraube 85 hinweg läuft, bis die Halteschraube 85 das erste Ende der Apertur 91 kontaktiert. Dadurch verschiebt sich die Unterlegplatte 90 längs der Achse L in ihren verriegelten Zustand, in dem sie die Knochenschrauben 50 in der Platte hält.
Knochenschrauben 50 können sich in den Schlitzen 35 und den Zwischenschlitzen 32 von dem zweiten Ende zu dem ersten Ende der Schlitze verschieben, wobei die Befestigungsanordnung 33 die Knochenschrauben 50 in der Platte 31 hält und ein Lösen von Schrauben verhindert. Wie in 3 gezeigt ist, ist die im Schlitz 35 positionierte Schraube vom zweiten Ende 43 zum ersten Ende 44 verschoben worden. Die Verschiebung von Schrauben 50 wird durch ihren Kontakt mit dem ersten Ende 44 begrenzt. Das Ausmaß der Verschiebung kann außerdem durch Vorsehen von Knochenschrauben in Zwischenschlitzen 32 gesteuert werden. Folglich kann das Ausmaß der Verschiebung des Wirbelsäulensegments durch die Länge der Schlitze 32, 35 begrenzt werden.
In den 4(a) bis 4(f) und 5(a) bis 5(f) sind nun mehrere Ausführungsformen der länglichen Platte 31 und der Unterlegplatte 90 gezeigt. Selbstverständlich kann das anteriore Verplattungssystem 30 gemäß der vorliegenden Erfindung durch Modifizieren der Länge der Platte 31 und der Anzahl und Anordnungen von Löchern 34, zweiten Schlitzen 35 und Zwischenschlitzen 32 ohne weiteres für die Fixierung an mehreren Wirbeln angepasst werden. Paarweise Schlitze 32, 35 und paarweise Löcher 34 an jedem der Wirbel erreichen, dass zumindest wenigstens zwei Knochenschrauben 50 in jedem betreffenden Wirbel zum Eingriff kommen. Das Einsetzen von zwei oder mehreren Schrauben in jedem Wirbelkörper erhöht die Stabilität des Konstrukts. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, nicht nur mehrere Schraubeneinführun gen in jeden Wirbelkörper, sondern auch Mittel zum Halten der Knochenschrauben in der Platte 31 vorzusehen, die ein Herauslösen oder Lockern der Schrauben verhindern. Die vorliegende Erfindung fasst verschiedene spezifische Ausführungsformen für eine Platte 31 ins Auge, die in Längen, die im Bereich von 19 Millimetern (im folgenden "mm") bis 110 mm liegen, und in einer Gesamtbreite von etwa 17,8 mm vorgesehen ist. Jedoch sind hier auch andere Abmessungen für die Länge und die Breite der Platte 31 in Betracht gezogen.
Die Platte 31 nach den 1 bis 3 ist so bemessen, dass sie vier Wirbel überspannt und einen ersten Knoten 36, einen zweiten Knoten 37 und zwei Zwischenknoten 38 aufweist. In den 4(a) und 5(a) sind eine Platte 31a und eine Unterlegplatte 90a so bemessen, dass sie zwei Wirbel überspannen. Die Platte 31a weist Löcher 34a an einem ersten Knoten 36a und Löcher 34a an einem zweiten Knoten 37a auf. Die Platte 31a ist mit einer Unterlegplatte 90a versehen, die in einer Nut 39a ruht und zum Halten von Knochenschrauben in den Löchern 34a verschiebbar ist. In dieser Ausführungsform bewirkt die Platte 31a eine starre Fixierung an jedem Wirbel. Eine Modifikation der Platte 31a ist in den 4(b) und 5(b) gezeigt. Die Löcher am zweiten Vertebralknoten sind durch Schlitze 35b am zweiten Knoten 37b ersetzt. Eine Unterlegplatte 90b ruht in der Nut 39b und ist verschiebbar, um Knochenschrauben in Löchern 34b und Schlitzen 35b zu halten.
Die Platte 31c und die Unterlegplatte 90c nach den 4(c) und 5(c) sind in ähnlicher Weise für eine Instrumentierung an zwei Wirbeln vorgesehen. Die Platte 31c weist zwischen Knoten 36c und 37c eine Ausnehmung auf. Die Unterlegplatte 90c ruht in einer Nut 39c und ist zum Halten von Halteschrauben in Löchern 34c und Schlitzen 35c verschiebbar. Es sei angemerkt, dass die Platten nach den 4(a) bis 4(c) zwei Wirbel überspannen und anders als Platten, die so bemessen sind, dass sie drei oder mehr Wirbel überspannen, vorzugsweise die Kerbe 40 am zweiten Ende jener Platte nicht aufweisen.
Die Platte 31d und die Unterlegplatte 90d nach den 4(d) und 5(d) sind für eine Instrumentierung an drei Wirbeln vorgesehen. Die Platte 31d weist einen ersten Vertebralknoten 36d auf, einen zweiten Vertebralknoten 37d und einen Zwischenknoten 38d auf. Die Unterlegplatte 90d ruht in einer Nut 39d und ist zum Halten von Knochenschrauben in Löchern 34d und Schlitzen 32d, 35d verschiebbar. Die Platte 31e und die Unterlegplatte 90e nach den 4(e) und 5(e) für eine Instrumentierung an fünf Wirbeln vorgesehen. Die Platte 31e weist einen ersten Vertebralknoten 36e auf, einen zweiten Vertebralknoten 37e und drei Zwischenknoten 38e auf. Die Unterlegplatte 90e ruht in einer Nut 39e und ist zum Halten von Knochenschrauben in Löchern 34e und Schlitzen 32e, 35e verschiebbar. Die Platte 31f und die Unterlegplatte 90f nach den 4(f) und 5(f) sind für eine Instrumentierung an sechs Wirbeln vorgesehen. Die Platte 31f weist einen ersten Vertebralknoten 36f auf, einen zweiten Vertebralknoten 37f und vier Zwischenknoten 38f auf. Die Unterlegplatte 90f ruht in einer Nut 39f und ist zum Halten von Knochenschrauben in Löchern 34f und Schlitzen 32f, 35f verschiebbar.
In 6 sind nun Einzelheiten der Knocheneingriffsbefestigungsmittel oder Schrauben 50 gezeigt. Eine Knochenschraube 50 ist vorzugsweise für einen Eingriff in der Halswirbelsäule gestaltet und umfasst einen Gewindeschaft 51, der so beschaffen ist, dass er die Substantia spongiosa eines Wirbelkörpers ergreift. Der Gewindeschaft kann mit Gewindebüchsen versehen sein, obwohl auch in Betracht gezogen ist, dass die Gewinde ein vorheriges Bohren und Gewindeschneiden im Wirbelkörper zur Einführung von Schrauben 50 erfordern können. Vorzugsweise definieren die Gewinde am Schaft 51 über die gesamte Länge des Schafts einen konstanten Außendurchmesser d2. Vorzugsweise weist der Schaft 51 einen Kerndurchmesser auf, der über einen Abschnitt der Länge des Schafts konisch ist und von der Spitze des Schafts 51 auf einen Durchmesser d1 an einem Zwischenabschnitt oder zylindrischen Abschnitt 52 ansteigt.
Der Zwischenabschnitt 52 erstreckt sich zwischen dem Schaft 51 und dem Kopf 54 der Schraube 50. Die Gewinde am Schaft 51 führen über einen Gewindeauslauf 53 in den Abschnitt 52. Nach Standard-Bearbeitungspraktiken umfasst der zylindrische Abschnitt 52 ein Segment, das keinerlei Gewinde trägt. Dieses Segment des zylindrischen Abschnitts 52 ist mit einer Plattendicke an einem Loch 34 oder Schlitz 32, 35, durch das bzw. den eine Knochenschraube führt, in Passung oder Kontakt. Dieses kurze Segment weist einen Außendurchmesser d1 auf. Der Kopf 54 der Schraube 50 weist eine Werkzeugaussparung 55 auf, die für die Aufnahme eines Werkzeugs gestaltet ist. In einer spezifischen Ausführungsform ist die Werkzeugaussparung 55 eine Sechseckaussparung oder alternativ irgendeine Aussparung, wie sie Fachleuten einfallen könnte. Der Kopf 54 weist eine abgestumpfte oder abgeflachte Oberseite 56 mit einem Durchmesser d4 auf. Eine sphärische Fläche 57 erstreckt sich von dem zylindrischen Abschnitt 52 zu einer Schulter 59. Der Schulterabschnitt 59 weist einen Durchmesser d5 auf. Eine geneigte Fläche 58 erstreckt sich zwischen der Schulter 59 und der abgestumpften Oberseite 56. Die geneigte Fläche 58 bildet mit der Oberseite 56 einen Winkel A₁.
Es ist vorgesehen, die Schraube 50 mit einem Schaft 51 zu versehen, der eine Länge aufweist, die von etwa 10 mm bis etwa 24 mm geht. In einer spezifischen Ausführungsform der Schraube 50 weisen die Gewinde einen Durchmesser d2 von etwa 4,5 mm auf. In einer anderen spezifischen Ausführungsform beträgt der Durchmesser d2 etwa 4,0 mm. In beiden spezifischen Ausführungsformen weist der zylindrische Abschnitt 52 einen Durchmesser d1 von etwa 4,05 mm auf. Der zylindrische Abschnitt 52 umfasst ein gewindeloses Segment mit einer Höhe h1, die durch die Standard-Bearbeitungspraktiken für Gewindeausläufe zwischen einem Schaft und ei nem Schraubenkopf bestimmt ist. Die Höhe h1 und der Durchmesser d1 des zylindrischen Abschnitts 52 sind so ausgelegt, dass eine Schlichtpassung zwischen einer Schraube 50 und der Platte 31 in einem Loch 34 oder Schlitz 32, 35, durch das bzw. den die Schraube 50 eingesetzt ist, erreicht wird. Der Kopf 54 ist mit einer Höhe h2, einem Außendurchmesser d5 an der Schulter 59, einem Durchmesser d4 an der Oberseite 56 und einem Winkel A₁ der geneigten Fläche 54 versehen, derart, dass der Kopf 54 in seinem entsprechenden Schlitz 32, 35 oder Loch 34 aufgenommen und unter die Oberseite der Platte zurückversetzt ist. Obwohl in dieser spezifischen Ausführungsform Bezug auf spezifische Abmessungen genommen worden ist, zieht die vorliegende Erfindung selbstverständlich auch andere Abmessungen und Konfigurationen für die Schraube 50 in Betracht. Selbstverständlich können Knochenschrauben, die zum Befestigen der Platte 31 verwendet werden, jeweils eine unterschiedliche Länge und damit verbundene unterschiedliche Durchmesser besitzen und müssen nicht exakt den anderen, in dem Konstrukt verwendeten Knocheneingriffsbefestigungsmitteln entsprechen.
Die Einzelheiten der Halteschraube 85 sind in 7 wiedergegeben. Die Halteschraube 85 umfasst einen Schaft 86 mit einem darauf ausgebildeten Maschinengewinde. In einer spezifischen Ausführungsform endet die Halteschraube 85 in einer scharfen Spitze 88, die ein Eindringen in den Wirbelkörper erlaubt, wenn die Halteschraube 85 in der mit Gewinde versehenen Befestigungsbohrung 70 befestigt wird. Ein Kopf 87 weist eine untere konische Fläche 89 auf, die so beschaffen ist, dass sie mit einer Apertur 91 einer Unterlegplatte 90 zusammenpasst. Der Kopf 87 weist ferner eine Werkzeugaussparung 78a für die Aufnahme eines Antriebswerkzeugs auf.
Weitere Details und Ausführungsformen einer Unterlegplatte 90 der Befestigungsanordnung 33 sind in den 8(a) bis 8(k) wiedergegeben. Die Unterlegplatte 90 umfasst einen zweiten Körperabschnitt 95, einen ersten Körperabschnitt 93 und, falls erforderlich, einen oder mehrere dazwischen liegende Körperabschnitte 94. Ein Verbindungsabschnitt 98 erstreckt sich zwischen den Körperabschnitten 93, 94, 95 und verbindet diese. Die Unterlegplatte 90 weist eine Oberseite 100a und eine Unterseite 100b auf. Jeder Körperabschnitt 94, 95 definiert eine Apertur 91, die sich zwischen der Oberseite 100a und der Unterseite 100b erstreckt. Die Apertur 91 weist einen umlaufenden und sich verjüngenden Senkungsabschnitt 92 neben der Oberseite 100b auf. Die Apertur 91 ermöglicht den Durchgang des Schafts 86 einer Halteschraube 85, wobei die Senkung 92 vorzugsweise so konfiguriert ist, dass sie mit der konischen Fläche 89 zusammenpasst und der Halteschraube 85 einen Sitz an verschiedenen Positionen entlang der Länge der Apertur 91 bietet. Vorzugsweise ist der Senkungsabschnitt 92 zur Unterseite 100b hin von einem zweiten Ende 97 zu einem ersten Ende 96 abgeschrägt. Die abgestimmten konischen Merkmale zwischen der Halteschraube 85 und der Apertur 91 verleihen der Unterlegplatte 90 die Fähigkeit, sich selbst relativ zur Platte 31 zu verschieben, wenn eine Halteschraube 85 in einer Befestigungsbohrung 70 der Platte angezogen wird.
Die Körperabschnitte 93, 94, 95 weisen eine Breite W1 auf, die größer als die Breite W2 eines Verbindungsabschnitts 98 ist. Die Breite W1 und die Länge der Körperabschnitte 93, 94, 95 sind so ausgelegt, dass sich die Körperabschnitte mit der Ausnehmung 45 der Löcher 34 und den Ausnehmungen 46, 47 der Schlitze 32, 35 überlappen. Die Körperabschnitte 93, 94, 95 halten die Köpfe der Knochenschrauben, die sich durch die Löcher und die Schlitze der Platte 31 erstrecken, wenn die Unterlegplatte 90 in der Nut 39 ruht und sich in dem verriegelten Zustand nach 2 befindet. Die Breite W3 und die Länge der Verbindungsabschnitte 98 sind so ausgelegt, dass sie das Einführen von Schrauben in Löcher 34 und Schlitze 32, 35 zulassen, wenn sich die Unterlegplatte 90 in dem unverriegelten Zustand nach 1 befindet.
In den 8(a) und 8(b) ist der zweite Körperabschnitt 95 der Unterlegplatte 90 gezeigt. Die Apertur 91 weist einen Senkungsabschnitt 92 auf, der entlang der Länge der Apertur 91 verjüngt ist. Die Apertur 91 weist eine Breite W3 an der Unterseite 100b der Unterlegplatte 90 auf. Der Senkungsabschnitt 92 weist eine Breite auf, die sich über die Länge der Apertur 91 verändert und größer als die Breite W3 ist. Der Senkungsabschnitt 92 weist einen Radius R1 am zweiten Ende 97 und einen Radius R2 am ersten Ende 96 an der Oberseite 100a auf. Vorzugsweise ist R1 kleiner als R2 und nimmt die Breite des Senkungsabschnitts 92 vom zweiten Ende 97 zum ersten Ende 96 hin zu. Eine Apertur 91 weist eine Sehnenlänge S1 auf, die sich zwischen dem Mittelpunkt des Radius R1 und dem Mittelpunkt des Radius R2 erstreckt. Der Körperabschnitt 95 umfasst des weiteren einen Übergangsabschnitt 99, der sich zwischen dem Verbindungsabschnitt 98 und dem Körperabschnitt 95 erstreckt.
Der dazwischen liegende Körperabschnitt 94 nach den 8(c) und 8(d) gleicht in vielerlei Hinsicht dem zweiten Körperabschnitt 95 nach den 8(a) und 8(b) und weist ebenfalls eine Apertur 91 mit einem sich verjüngenden Senkungsabschnitt 92 auf. Jedoch umfasst der dazwischen liegende Körperabschnitt 94 einen Verbindungsabschnitt 98, der sich von ihm aus in beide Richtungen erstreckt. Ein zweiter Übergangsabschnitt 98a erstreckt sich zwischen dem zweiten Verbindungsabschnitt 98 und dem Körperabschnitt 94. Der Körperabschnitt 94 weist eine Sehnenlänge S1 zwischen dem Mittelpunkt des Radius R1 und dem Mittelpunkt des Radius R2 auf.
Die sich verjüngende Senkung 92 der Apertur 92 verleiht der Unterlegplatte 92 die Fähigkeit, sich selbst verschieben zu können. Der Grund dafür ist, dass die Unterlegplatte 90 relativ zur Platte 31 verschoben wird, wenn die Halteschraube 85 in die Gewindebohrung 70 eingeschraubt ist. Die als Nocken dienende konische Fläche 98 der Schraube 85 bewegt sich längs des sich verjüngenden Abschnitts der Wand des Senkungsabschnitts 92 der Apertur 91 nach unten.
Die 8(e) und 8(f) zeigen den ersten Körperabschnitt 93. Der erste Körperabschnitt 93 gleicht ebenso dem zweiten Körperabschnitt 95. Jedoch weist der erste Körperabschnitt 93 in einer Ausführungsform eine Apertur 91' auf, die einen Senkungsabschnitt 92' umfasst, der über seine Länge nicht wie die Senkungsabschnitte 92 der Körperabschnitte 94 und 95 verjüngt ist, um der Unterlegplatte 90 die Fähigkeit, sich selbst verschieben zu können, zu verleihen. Stattdessen ist die Halteschraube 85, nach dem die Unterlegplatte 90 relativ zu der Platte 31 verschoben ist, wie oben beschrieben worden ist, bereits an dem ersten Ende 96' positioniert und kann danach in die Bohrung 70 eingeschraubt und in den Senkungsabschnitt 92' gesetzt werden. Alternativ kann der Chirurg die Unterlegplatte per Hand oder mit einem Werkzeug in ihre verschobene Lage schieben und die Unterlegplatte in ihrer verschobenen Position durch Setzen der Halteschraube 85 in die Senkung 92' an dem ersten Ende 96' verriegeln. Die Senkung 92' weist an dem zweiten Ende 96' für das Setzen der Halteschraube 85 einen eindeutigen Ort auf, der dem Chirurgen einen Hinweis liefert, der ihm bestätigt, dass die Unterlegplatte 90 in ihre verriegelte Position verschoben worden ist. Selbstverständlich ist hier auch vorgesehen, den Körperabschnitt 93 wie die in den 1 bis 3 gezeigten Körperabschnitte 94 und 95 ebenfalls mit einer Apertur 91 zu versehen.
In 8(g) ist eine Querschnittsansicht der Unterlegplatte 90 durch die Apertur 91 des Körperabschnitts 94, 95 wiedergegeben. Die Unterlegplatte 90 weist eine äußere Oberfläche 104 auf, die so beschaffen ist, dass sie die Knochenschrauben 50 in den Schlitzen 32, 35 überlappt, ohne die geneigte Fläche 58 der Schrauben 50 zu kontaktieren, wenn sich die Befestigungsanordnung 33 in ihrem verriegelten Zustand befindet. Die äußere Oberfläche 104 erstreckt sich von der Unterseite 100b zu einer Schulter 103. Die Schulter 103 erstreckt sich zwischen der geneigten Oberfläche 104 und der Oberseite 100a. Die geneigte Fläche 104 bildet einen Winkel A₂ zur Unterseite 100b. Die Unterlegplatte 90 definiert eine Dicke t1 zwischen der Oberseite 100a und der Unterseite 100b und eine Schulterhöhe t2 von der Unterseite 100b aus. Die Unterlegplatte 90 weist an der Apertur 91 längs der Unterseite 100b eine Breite W7 auf.
In 8(h) ist eine Querschnittsansicht der Unterlegplatte 90 durch die Apertur 91 oder 91' des Körperabschnitts 93 wiedergegeben. Die Unterlegplatte 90 weist eine Kontaktfläche 106 auf, die so beschaffen ist, dass sie die geneigte Fläche 58 von Schrauben 50 kontaktiert, wenn sich die Befestigungsanordnung 33 in ihrem verriegelten Zustand befindet. Die Kontaktfläche 106 erstreckt sich von der Unterseite 100b zu einer Schulter 105. Die Schulter 105 erstreckt sich zwischen der Kontaktfläche 106 und der Oberseite 100a. Die Kontaktfläche 106 bildet zur Unterseite 100b einen Winkel A₃, der so bemessen ist, dass er an die geneigte Fläche 58 einer Knochenschraube 50 angepasst ist und mit dieser einen Oberflächenkontakt schafft. Die Unterlegplatte 90 definiert eine Dicke t3 zwischen der Oberseite 100a und der Unterseite 100b und eine Schulterhöhe t4 von der Unterseite 100b aus.
In einer spezifischen Ausführungsform der Unterlegplatte 90 weisen die Körperabschnitte eine Breite W1 auf, während der Verbindungsabschnitt eine Breite W2 aufweist, die auf dem Abstand zwischen den Mittellinien der paarweisen Schlitze und Löcher der Platten und der Gesamtbreite der Platte basiert. Die Weite W3 einer Apertur 91 in der spezifischen Ausführungsform ist so bemessen, dass der Schaft 86 einer Halteschraube 85 aufgenommen wird, ohne dass der Kopf 87 hindurchgeht. Die Länge der Körperabschnitte 94 und 95 variiert auf der Grundlage der Länge und des Abstands zwischen den Schlitzen 32, 35 und den Löchern 34 in der Platte 31. Vorzugsweise weisen die Körperabschnitte 94, 95 eine Länge auf, die ausreicht, um die gesamte Länge eines Schlitzes 32, 35 wesentlich zu überlappen, wenn sich die Befestigungsanordnung 33 in ihrer verriegelten Position be findet. Der sich verjüngende Senkungsabschnitt 92 einer Apertur 91 weist einen Radius R1 auf, der innerhalb der Sehnenlänge S1 in den Radius R2 übergeht. Die Dicke t1 ist kleiner als die Dicke t3, während die Schulterhöhe t4 kleiner als die Schulterhöhe t2 ist. Der Körperabschnitt 93 weist entlang der Unterseite 100b eine Breite W8 auf, die größer als die Breite W7 der Körperabschnitte 94, 95 ist. Der Winkel A₂ ist vorzugsweise kleiner als der Winkel A₁. Die Abmessungen der Unterlegplatte 90 sind vorzugsweise so ausgelegt, dass die Körperabschnitte 94, 95 die in den Schlitzen 32, 35 aufgenommenen Schraubenköpfe nicht berühren, um die Verschiebung der Schrauben in den Schlitzen 32, 35 zu erleichtern. Der Körperabschnitt 93 kontaktiert die in den Löchern 34 aufgenommenen Schraubenköpfe, um die feste Orientierung zwischen den Schrauben 50 und der Platte 31 in den Löchern 34 weiter zu verstärken. Obwohl Bezug auf die dimensionsbezogenen Attribute dieser spezifischen Ausführungsform genommen worden sind, zieht die vorliegende Erfindung selbstverständlich auch andere Orientierungen und Abmessungsverhältnisse für die Unterlegplatte 90 in Betracht.
Die vorliegende Erfindung beabsichtigt außerdem eine Befestigungsanordnung, bei der einzelne Unterlegplatten an jedem Knoten vorgesehen sind, um Schrauben in den Löchern 34 und Schlitzen 32, 35 der Platte 31 zu halten. In den 8(i) und 8(j) sind eine Schlitz-Unterlegplatte 195 und eine Loch-Unterlegplatte 193 wiedergegeben. Die Schlitz-Unterlegplatte 195 gleicht dem Körperabschnitt 95 der Unterlegplatte 90, während die Loch-Unterlegplatte 193 dem Körperabschnitt 93 der Unterlegplatte 90 gleicht, die beide oben beschrieben worden sind. Elemente, die ähnlich sind, tragen dasselbe Bezugszeichen wie das entsprechende Element der Körperabschnitte 95, 93. Die Schlitz-Unterlegplatte 195 und die Loch-Unterlegplatte 193 enthalten keinen sich zu einer anderen Unterlegplatte erstreckenden Verbindungsabschnitt 98. Die Schlitz-Unterlegplatte 195 enthält einen Körperabschnitt 198 mit einer Länge S2, die veränderlich ist und so bemessen ist, dass sie der Länge des benachbarten Schlitzes 32, 35 entspricht, wenn sie an der Platte 31 angeordnet ist. Die Schlitz-Unterlegplatte 195 umfasst keinen sich zu einer anderen Unterlegplatte erstreckenden Verbindungsabschnitt 98. Die Loch-Unterlegplatte 193 umasst einen Körperabschnitt 199 mit einer Länge S3, die veränderlich ist und so bemessen ist, dass sie der Länge der Platte neben dem Loch 34 entspricht, wenn sie an der Platte 31 angeordnet ist.
In 8(k) ist eine alternative Ausführungsform von Unterlegplatten 193 und 195 wiedergegeben, die mit 193' bzw. 195' bezeichnet sind. Die Unterlegplatten 193', 195' gleichen den oben beschriebenen Unterlegplatten 193, 195 bis auf die Apertur 191. Die Apertur 191 enthält keine sich verjüngende Senkung, sondern stattdessen lediglich am ersten Ende 196 einen halbkreisförmigen Senkungsabschnitt 192. Der Senkungsabschnitt 192 sieht eine einzige Position für die Halteschraube 95 vor, um die Unterlegplatten 193', 195' an der Platte 31 zu verriegeln, nachdem die Unterlegplatte 193', 195' durch den Chirurgen relativ zur Platte 31 verschoben worden ist. Die Unterlegplatten 193', 195' enthalten Körperabschnitte 198', 199' mit einer Länge S4, die, wie oben mit Bezug auf die Längen S2 und S3 beschrieben worden ist, veränderlich ist.
In Verbindung mit den 9 bis 18 werden unter Bezugnahme auf Darstellungen des ersten Knotens 36, des zweiten Knotens 37 und des Zwischenknotens 38 weitere Einzelheiten der Platte 31 besprochen. In den 9 bis 11 ist der erste Knoten 36 der Platte 31 gezeigt. Vorzugsweise sind die Löcher 34 gleich und symmetrisch in Bezug auf die Achse L. Ein Loch 34 weist eine Ausnehmung 45 neben der Oberseite 41 auf. Die Löcher 34 weisen eine zylindrische Bohrung 77 auf, die im allgemeinen vertikale Seitenwände neben der Unterseite 42 aufweisen. Die zylindrische Bohrung 77 verläuft zwischen der Ausnehmung 45 und der Unterseite 42 der Platte 31 und weist einen Durchmesser D1 auf. Die zylindrische Bohrung 77 weist eine Achse 72b auf, die um einen Winkel A₅ von einer Achse 72a, die senkrecht zur Platte 31 verläuft, versetzt ist, wie in 10 gezeigt ist. Eine Ausnehmung 45 umfasst einen teilweise sphärischen Abschnitt 45a, der um eine Mittelachse 72b definiert ist. Die Achse 72b ist von der Achse 72a um den Winkel A₅ versetzt. Der Versatzwinkel A₅ gibt den in die Löcher 34 eingeführten Knochenschrauben eine Richtung zum ersten Ende der Platte 31 hin. Ferner, wie in 11 gezeigt ist, konvergieren die Achsen 72a unterhalb der Unterseite 42 der Platte 31 in einem Winkel A₄ zur einer Achse 72c, die längs der Mittellinie der Platte 31 senkrecht zur Achse L verläuft. Eine Ausnehmung 45 schneidet die Nut 39 in dem Schnittabschnitt 45c. Der sphärische Abschnitt 45a ist so gestaltet, dass er mit der sphärischen Fläche 57 einer Knochenschraube 50 zusammenpasst, wodurch wenigstens ein Teil des Kopfes 54 unter die Oberseite 41 der Platte 31 zurückversetzt werden kann.
Um das Einführen von Bohrerführungen, Bohrern und den Knochenschrauben 50 zu erleichtern, weist eine Ausnehmung 45 außerdem einen konisch erweiterten Abschnitt 45b auf, der sich in einer superioren Richtung von der Achse 72b aus erstreckt. In einer Ausführungsform weist eine Ausnehmung 45 eine Wand auf, die parallel zur Bohrung 77 ist und zwischen dem sphärischen Abschnitt 45a und dem konisch erweiterten Abschnitt 45b verläuft, um das Einführen einer Bohrerführung in die Ausnehmung 45 und deren Halten darin weiter zu unterstützen.
In einer spezifischen Ausführungsform weist der sphärische Abschnitt 45a einen Durchmesser auf, der auf den Durchmesser der sphärischen Fläche 57 einer Schraube 50 abgestimmt und etwas größer als der Durchmesser d5 des Kopfes 54 einer Knochenschraube 50 ist. Die zylindrische Bohrung 77 eines Lochs 34 weist einen Durchmesser D1 von 4,1 mm auf, der etwas größer als der Durchmesser d1 des Zwischenabschnitts 52 einer Schraube 50 ist. Dieser Abschnitt der Schraube kontaktiert die Bohrung 77 und nimmt eine fes te Orientierung in Bezug auf die Platte 31 ein. In dieser spezifischen Ausführungsform beträgt der Versatzwinkel A₅ etwa 12,6 Grad, während der Konvergenzwinkel A₄ etwa 6 Grad in Bezug auf die Achse 72c beträgt. Obwohl Bezug auf die dimensionsbezogenen Attribute dieser spezifischen Ausführungsform genommen worden ist, sieht die vorliegende Erfindung selbstverständlich auch andere Abmessungen vor.
In den 12 bis 14 ist der zweite Vertebralknoten 37 gezeigt. Der Vertebralknoten 37 umfasst Schlitze 35, die vorzugsweise gleich und in Bezug auf die Achse L symmetrisch sind. Ein Schlitz 35 weist neben der Oberseite 42 der Platte 31 eine Schlitzbohrung 78 auf, die im allgemeinen vertikale Seitenwände aufweist, die sich zwischen dem zweiten Ende 43 und dem ersten Ende 44 erstrecken. Die Schlitzbohrung 78 erstreckt sich zwischen der Unterseite 42 und einer Ausnehmung 47 neben der Oberseite 42. Die Bohrung 78 weist eine Weite W5 und eine Sehnenlänge S4 sowie eine Mittelachse 75b auf, die durch die Platte 31 verläuft. Eine Ausnehmung 47 umfasst einen sphärischen Abschnitt 47a um die Mittelachse 75b, der um den Schlitz 35 verläuft. Wie in 13 gezeigt ist, ist die Mittelachse 75b um einen Winkel A₅ von der Achse 75a, die senkrecht zur Platte 31 verläuft, versetzt. Der Versatzwinkel A₅ gibt in einen Schlitz 35 eingeführten Knochenschrauben eine Richtung zum zweiten Ende der Platte 31 hin. Es sei angemerkt, dass ein Schlitz 35 das Einführen einer Knochenschraube unter Winkeln erlaubt, die kleiner als A₅ sind, wobei die Knochenschraube 50 an einem beliebigen Ort zwischen den Enden 43 und 44 in dem Schlitz 35 positioniert werden kann. Jedoch bewirkt die Befestigungsanordnung 33 eine Einführung von Knochenschrauben 50 am zweiten Ende 43, wie es klinisch für eine Setzung erwünscht ist. Ferner konvergieren die Achsen 75b, wie in 14 gezeigt ist, unterhalb der Unterseite 42 der Platte 31 in einem Winkel A₄ in Bezug auf die Achse 72c.
Ein sphärischer Abschnitt 47a ist so gestaltet, dass er mit der sphärischen Fläche 57 einer Knochenschraube 50 zusam menpasst, wodurch wenigstens ein Teil des Kopfes 54 unter die Oberseite 41 der Platte 31 zurückversetzt werden kann. Um das Einführen von Bohrerführungen, Bohrern und der Knochenschrauben 50 zu erleichtern, weist eine Ausnehmung 47 außerdem einen konisch erweiterten Abschnitt 47b auf, der um einen sphärischen Abschnitt 47a verläuft. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Ausnehmung 47 eine Wand aufweist, die parallel zur Bohrung 78 ist und zwischen dem sphärischen Abschnitt 47a und dem konisch erweiterten Abschnitt 47b verläuft, um das Halten einer Bohrerführung in der Ausnehmung 47 und das Einführen der Bohrerführung weiter zu unterstützen. Eine Ausnehmung 47 schneidet die Nut 39 in einem Überlappungsabschnitt 74c, wie in 14 gezeigt ist. Das zweite Ende des zweiten Knotens 37 weist eine Kerbe 40 mit einem Radius R4 auf, dessen Mittelpunkt auf der Achse L liegt. Es kommt hier auch in Betracht, die Platte 31 ohne Kerbe 40 vorzusehen, wie in den 4(a) bis 4(c) gezeigt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist ein Schlitz 35 eine Rampe 60 auf, die sich zwischen der Bohrung 78 und dem konisch erweiterten Abschnitt 47b am zweiten Ende 43 erstreckt. Die Rampe 60 ist nicht dazu beschaffen, der sphärischen Fläche 57 einer Schraube 50 einen Sitz darin zu bieten, sondern weist eine Orientierung auf, die bewirkt, dass sich das zweite Ende 43 des Schlitzes 35 von der Schraube 50 trennt, wenn diese in den Schlitz 35 eingeschraubt wird. Die sphärische Fläche 57 des Kopfes 54 ergibt eine Nockenwirkung entlang der Rampe 60, bis der Kopf 54 in der Ausnehmung 47 an einer vom zweiten Ende 43 beabstandeten Position sitzt. Diese kämmende Wirkung beaufschlagt den Wirbelsäulenabschnitt mit einer dynamischen Drucklast. Die Stärke des Drucks, der auf den Wirbelsäulenabschnitt ausgeübt wird, wird durch die Länge der Rampe 60 vom zweiten Ende 43 bis zu der Position im Schlitz 35, an der die Schraube 50 in der Ausnehmung 47 sitzt, gesteuert. Selbstverständlich kann der Schlitz 35 auch ohne Rampe 60 vorgesehen sein.
In einer spezifischen Ausführungsform weist der sphärische Abschnitt 47a einen Durchmesser auf, der so bemessen ist, dass er auf die sphärische Fläche 57 einer Schraube 50 abgestimmt und etwas größer als der Durchmesser d5 des Kopfes 54 einer Knochenschraube 50 ist. Die Schlitzbohrung 78 weist eine Weite W5 von etwa 4,1 mm auf, die etwas größer als der Durchmesser d1 des Zwischenabschnitts 52 der Schraube 50 ist. Der zylindrische Abschnitt 52 der Knochenschraube 50 kontaktiert die Platte 31 in der Bohrung 78 und verhindert eine Drehung der Schraube 50 quer zur Achse 72c. Die Sehnenlänge S4 ändert sich in Abhängigkeit von der für die bestimmte Anwendung der Platte 31 erforderlichen Länge des Schlitzes 35 und der Anatomie des Patienten. In dieser spezifischen Ausführungsform beträgt der Versatzwinkel A₅ etwa 12,6 Grad, während der Konvergenzwinkel A₄ etwa 6 Grad in Bezug auf die Achse 72c beträgt. Obwohl Bezug auf die dimensionsbezogenen Attribute dieser spezifischen Ausführungsform genommen worden ist, sieht die vorliegende Erfindung selbstverständlich auch andere Abmessungen vor.
In den 15 bis 17 sind verschiedene Ansichten des Zwischenknotens 38 gezeigt. Der Vertebralknoten 38 umfasst Schlitze 32, die vorzugsweise gleich und in Bezug auf die Achse L symmetrisch sind. Ein Schlitz 32 weist neben der Unterseite 42 der Platte 31 eine Schlitzbohrung 79 auf, die im allgemeinen vertikale Seitenwände aufweist, die sich zwischen einem zweiten Ende 48 und einem ersten Ende 49 erstrecken. Die Schlitzbohrung 79 erstreckt sich zwischen der Unterseite 42 und einer Ausnehmung 46 neben der Oberseite 42. Die Bohrung 79 weist eine Weite W5 und eine Sehnenlänge S5 sowie eine Mittelachse 76a auf, die durch die Platte 31 verläuft. Eine Ausnehmung 46 umfasst einen sphärischen Abschnitt 46a, der um den Schlitz 35 verläuft. Wie in 16 gezeigt ist, verläuft die Mittelachse 76b senkrecht zur Platte 31. Jedoch konvergieren die Achsen, wie in 17 gezeigt ist, unterhalb der Unterseite 42 der Platte in einem Winkel A₄ in Bezug auf die Achse 72c. Es sei angemerkt, dass der Schlitz 32 das Einführen von Knochenschrauben 50 unter verschiedenen Winkeln in Bezug auf die Achse 76a erlaubt.
Ein sphärischer Abschnitt 46a ist so gestaltet, dass er mit der sphärischen Fläche 57 einer Knochenschraube 50 zusammenpasst, wodurch wenigstens ein Teil des Kopfes 54 unter die Oberseite 41 der Platte 31 zurückversetzt werden kann. Um das Einführen von Bohrerführungen, Bohrern und der Knochenschrauben 50 zu erleichtern, weist eine Ausnehmung 46 außerdem einen konisch erweiterten Abschnitt 46b auf, der um einen sphärischen Abschnitt 46a verläuft. In einer Ausführungsform erstreckt sich eine zur Bohrung 79 parallele Wand zwischen dem sphärischen Abschnitt 46a und dem konisch erweiterten Abschnitt 46b, um das Einführen einer Bohrerführung in die Ausnehmung 46 und das Halten darin weiter zu unterstützen. Die Schraube 50 kann in einen Zwischenschlitz 32 zwischen den Enden 48 und 49 eingesetzt werden. Jedoch wird die Schraube vorzugsweise zuerst am zweiten Ende 48 eingeführt, wodurch eine Druckbelastung des Wirbelsäulensegments ermöglicht wird. Eine Ausnehmung 46 schneidet die Nut 39 in einem Überlappungsabschnitt 46c, wie in 17 gezeigt ist.
In einer spezifischen Ausführungsform weist der sphärische Abschnitt 46a einen Durchmesser auf, der so bemessen ist, dass er auf die sphärische Fläche 57 einer Schraube 50 abgestimmt und etwas größer als der Durchmesser d5 des Kopfes einer Knochenschraube 50 ist. Die Schlitzbohrung 79 weist eine Weite W5 von etwa 4,1 mm auf, die etwas größer als der Durchmesser d1 des Zwischenabschnitts 52 einer Schraube 50 ist. Der zylindrische Abschnitt 52 einer Knochenschraube 50 ist in der Bohrung 79 mit der Platte 31 in Passung, so dass eine Winkelverstellung der Schraube 50 quer zur Achse 72c verhindert wird. Die Sehnenlänge S5 ändert sich in Abhängigkeit von der für die bestimmte Anwendung der Platte 31 erforderlichen Länge und der Anatomie des Patienten. In dieser spezifischen Ausführungsform beträgt der Konvergenz winkel A₄ etwa 6 Grad in Bezug auf eine Achse 72c. Obwohl Bezug auf die dimensionsbezogenen Attribute dieser spezifischen Ausführungsform genommen worden ist, sieht die vorliegende Erfindung selbstverständlich auch andere Abmessungen vor.
In 18 ist eine Querschnittsansicht der Platte 31 durch die Linie 18 bis 18 in 15 wiedergegeben. Die Nut 39 weist eine Breite W6 an der Oberseite 41 der Platte 31 auf. Die Nut 39 weist eine untere Oberfläche 73 auf, die sich zwischen geneigten Seitenwänden 74 erstreckt. Die Seitenwände 74 erstrecken sich zwischen der unteren Oberfläche der Nut 39 und der Oberseite 41 der Platte 31. Es ist vorgesehen, dass die Nut 39 eine Tiefe aufweist, die ausreicht, um die Unterlegplatte 90 aufzunehmen und so das Vorstehen der Unterlegplatte 90 über die Oberseite 41 der Platte 31 möglichst gering zu halten.
Um die anteriore Anwendung der Fixierungsplattenanordnung 30 anzupassen, ist die Platte in zwei Freiheitsgraden gekrümmt. Genauer kann die Unterseite 42 der Platte in einem großen Radius R, dessen Mittelpunkt in einer Wirbelebene liegt, die die Mittelachse L enthält, gekrümmt sein, wie in 16 schematisch gezeigt ist, um sich auf die lordotische Krümmung der Wirbelsäule einzustellen. Außerdem bildet die Unterseite 42 eine medial/laterale Krümmung C, wie in 18 gezeigt ist, die der Krümmung des Wirbelkörpers entspricht. Selbstverständlich kann die Platte 31, falls erforderlich, auch gebogen werden, um diese der besonderen Wirbelsäulenanatomie und dem pathologischen Befund der Wirbel anzupassen.
In 19a ist eine Teilschnittsansicht der Fixierungsplattenanordnung 30 an Löchern 34 wiedergegeben, wobei Schrauben 50 mit dem Wirbel V1 in Eingriff sind und sich die Befestigungsanordnung 33 in der verriegelten Position befindet. Ein Paar von Schrauben 50 ist in den jeweiligen Löchern 34 angeordnet, derart, dass die Gewindeschäfte 51 über die Unterseite 42 der Platte 31 in den Wirbelkörper V1 vorstehen. Der Zwischenabschnitt 52 einer Schraube 50 erstreckt sich durch die Bohrung 77 des Lochs 34. Die sphärische Fläche 57 der Kopfes 54 kontaktiert die Ausnehmung 45 des Lochs 34, wenn die Schraube 50 darin sitzt. Der Zwischenabschnitt 50 bietet eine Schlichtpassung für die Schraube 50 in der Bohrung 77, damit sich diese in Bezug auf die Platte 31 nicht drehen kann.
In 19b ist eine Teilschnittsansicht der Fixierungsplattenanordnung 30 an Schlitzen 32 oder 35 wiedergegeben, wobei Schrauben 50 mit dem Wirbel V1 in Eingriff sind und sich die Befestigungsanordnung 33 in der verriegelten Position befindet. Ein Paar von Schrauben 50 ist in den jeweiligen Schlitzen 32, 35 angeordnet, derart, dass die Gewindeschäfte 51 über die Unterseite 42 der Platte 31 in den Wirbelkörper V2, V3 oder V4 vorstehen. Der zylindrische Abschnitt 52 einer Schraube 50 erstreckt sich durch Bohrungen 78, 79 der Schlitze 35 bzw. 32. Die sphärische Fläche 57 des Kopfes 54 kontaktiert die Ausnehmungen 46, 47 der Schlitze 32, 35, wenn die Schraube 50 darin sitzt. Der zylindrische Abschnitt 52 bietet eine Schlichtpassung für die Schraube 50 in den Bohrungen 78, 79, damit sich diese in Bezug auf die Achse 72c der Platte 31 weder drehen noch verschieben kann. Natürlich können sich in die Schlitze 32 oder 35 eingeführte Schrauben 50 entlang der Länge der Schlitze 32, 35 verschieben, wie oben beschrieben worden ist. Selbstverständlich zieht die vorliegende Erfindung auch verschiedene Ausführungsformen der Platte 31 in Betracht, die Schrauben mit veränderlichem Winkel verwenden, die in den Schlitzen 32, 35 und Löchern 34 eine allseitige Winkelorientierung in Bezug auf die Platte 31 einnehmen können.
Um sicherzustellen, dass die Schrauben 50 in der Platte 31 gehalten werden, wird die Befestigungsanordnung 33 in ihre verriegelte Position bewegt, in der sie die Köpfe 54 der Knochenschrauben 50 in den Löchern 34 kontaktiert. Eine Halteschraube 85 wird in die mit Gewinde versehene Befestigungsbohrung 70 der Platte 31 geschraubt, um die Unterlegplatte 90 aus ihrer unverriegelten Position in ihre verriegelte Position zu verschieben, wie oben beschrieben worden ist, und die Kontaktfläche 106 in einen Kontakt mit der geneigten Fläche 58 der Schraube 50 zu ziehen, wie in 19a gezeigt ist. Die Kontaktfläche 106 übt auf den Kopf 54 vorzugsweise eine Abwärtskraft aus, um die Schraubenköpfe fest in die Plattenausnehmung zu setzen und eine Schraube 50 in einem Loch 34 weiter zu fixieren. In einer bevorzugten Ausführungsform wird diese Abwärtskraft von der Unterlegplatte 90 aufgebracht, wenn die Fläche 106 die geneigte Fläche 58 kontaktiert. Wie in 19b gezeigt ist, kontaktiert die äußere Oberfläche 104 der Unterlegplatte 90 die Köpfe von Knochenschrauben 50 in den Schlitzen 32, 35 nicht. Die äußere Oberfläche 104 überlappt die Knochenschrauben 50, um diese in den Schlitzen 32, 35 zu halten. Die äußere Oberfläche 104 kontaktiert die Köpfe von Knochenschrauben, wenn sich diese aus den Schlitzen 32, 35 lösen. Vorzugsweise kontaktiert die Unterseite 100b der Unterlegplatte 90 die untere Oberfläche 73 der Nut 39 nicht.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung kann die Befestigungsanordnung 33 locker an der Platte 31 fixiert sein, so dass der Chirurg während chirurgischer Eingriffe keine Zeit mit dem Abringen der Befestigungsanordnung 33 an der Platte 31 vergeuden muss. Die Verschlussbefestigungsmittel 85 werden im Voraus durch die Aperturen 91 der Unterlegplatte 90 eingeführt und teilweise in die Befestigungsbohrungen 70 eingeschraubt. Die Unterlegplatte 90 wird anfänglich so positioniert, dass das zweite Ende jeder Apertur 91 neben der Halteschraube 85 positioniert ist. Nach dem Positionieren der Schrauben 50 durch die Löcher und Schlitze der Platte 31 werden die Verschlussbefestigungsmittel 85 weiter in die Bohrungen 70 hinein und entlang der sich verjüngenden Abschnitte 92 der Aperturen 91 geschoben, um die Unterlegplatte 90 in einen verriegelten Zustand zu versetzen und die Knochenschrauben 50 in der Platte 31 zu halten.
Wie oben erwähnt worden ist, ist die scharfe Spitze 88 einer Halteschraube 85 vorzugsweise so gestaltet, dass sie in den kortikalen Knochen eindringt. In einer Ausführungsform dringt die scharfe Spitze 88 in den Wirbel ein, wenn die Platte 31 anfänglich an dem Knochen angelegt wird. In diesem Fall unterstützt die Halteschraube 85 das Lokalisieren und zeitweise Stabilisieren der Platte am Wirbel, wenn die Knochenschrauben 50 mit dem Wirbel in Eingriff gelangen. Dieses von der Halteschraube 85 bereitgestellte Lokalisierungsmerkmal kann auch verwendet werden, um die Position der Platte 31 am Wirbel beizubehalten, wenn eine Bohrerführung verwendet wird, um zur Aufnahme von Knochenschrauben 50, den Wirbel zu bohren und ein Gewinde hinein zu schneiden.
Es sind Instrumente und Techniken zum Befestigen einer Platte 31 an Wirbeln eines Wirbelsäulensegments und zum Aufbringen einer Drucklast auf ein in das Wirbelsäulensegment eingesetztes Transplantat oder Implantat vorgesehen. In den 20(a) bis 20(f) umfasst eine Führung 150 einen Griff 152, eine Schablone 154 und einen sich dazwischen erstreckenden Arm 153. Vorzugsweise erstreckt sich der Arm 153 außerhalb der Wirbelsäule und ist gebogen, so dass der Griff 152 parallel zur Wirbelsäule steht und so positioniert ist, dass er dem Chirurgen nicht im Wege ist. Die Schablone 154 weist ein erstes Ende 155 auf, das eine Kerbe 158 definiert. Die Schablone 154 weist außerdem ein erstes Ende 156 mit einem Fortsatz 156a auf, der sich von diesem Ende nach unten in Richtung des Wirbelkörpers V2 erstreckt. Die Schablone 154 definiert ferner ein Paar von Schlitzen 157 zwischen einem zweiten Ende 159 und einem ersten Ende 156.
Der Chirurg wählt eine Führung 150 mit einer Schablone 154 aus, die so bemessen ist, dass die Kerbe 158 an der gewünschten Stelle am Wirbel V2 positioniert ist, und setzt das Führungsinstrument 150 an dem Wirbelkörper V2 an. Die Kerbe 158 wird an dem Wirbel V2 eingerichtet, indem der Fortsatz 156a mit der Endplatte des Wirbels V2 im Bandscheibenraum D in einen Stoßkontakt gebracht wird. Die Schlitze 157 bieten dem Chirurgen eine sichtbare Angabe des Bereichs von Positionen, der für die Schraubeneinführung in den Wirbelkörper durch die Schlitze 35 der Platte 31 verfügbar ist. Falls erwünscht kann der Chirurg eine gewünschte Position oder Lage der Kerbe 158 und des gewünschten verfügbaren Bereichs von Knochenschraubenpositionen am Wirbel V2 erreichen, indem er eine Führung mit einer Schablone 154 unterschiedlicher Größe wählt.
Wie in 20(b) gezeigt ist, wird, nachdem sich die Kerbe in der gewünschten Position am Wirbel V2 befindet, ein Druckstift 170 in den Wirbel V2 eingesetzt, der durch die Kerbe 158 geführt wird. Der Stift 170 weist ein unteres Ende 171 auf, das einen Gewindeabschnitt (nicht gezeigt) zum Anbringen des Stifts 170 an dem Wirbel V2 enthält. Der Anbringungsabschnitt ist vorzugsweise mit einem Gewinde versehen, um ihn in den Wirbel V2 einzuschrauben, jedoch kann er auch glatt sein und für die Einführung in den Wirbel eine Stachelspitze aufweisen. Der Stift 170 umfasst außerdem einen Werkzeugeingriffsabschnitt 172, um die Einführung des Stiftes 170 in den Wirbelkörper zu erleichtern. Es ist auch vorgesehen, dass der Chirurg den Stift 170, falls dies erwünscht ist und die Wirbelanatomie dies erlaubt, an dem Wirbelkörper einsetzen kann, der von der Kerbe 158 beabstandet ist.
Nachdem der Stift 170 im Wirbel V2 in Eingriff ist, wird die Führung 150 entfernt und eine Hülse 180 über den Stift 170 gesetzt, wie in 20(c) gezeigt ist. Die Hülse 180 weist einen hohlen Körper 181 auf, der sich zwischen einem ersten Ende 186 neben dem Wirbel V1 und einem zweiten Ende 184 erstreckt. Das zweite Ende 174 des Stiftes 170 geht vorzugsweise vom zweiten Ende 184 der Hülse 180 aus, wodurch ein Zugang zum Stift 170 möglich ist. Die Hülse 180 umfasst einen verbreiterten Abschnitt 184, um ihr Einsetzen und Entfernen zu erleichtern. Es ist vorgesehen, dass die Hülse 180 einen hohlen Innenraum und eine innere Gestalt aufweist, die ein sicheres Anbringen an dem Stift 170 ermöglicht. Der Körper 181 weist eine zylindrische Außenfläche 182 mit einem Außendurchmesser d6 auf.
Wenn sich die Hülse 180 in der richtigen Position befindet, wird die Platte 31 angebracht, wobei die Kerbe 40 mit der Außenfläche 182 in einen Stoßkontakt gelangt, wie in 20(d) gezeigt ist. Der Durchmesser d6 der Hülse 180 ist etwas größer als der zweifache Radius der Kerbe 40, so dass die Kerbe 40 um die Hülse 180 aufgenommen ist. Die Platte 31 wird dann durch Einführen der Schrauben 50 durch die Löcher 34 am Wirbel V1 befestigt.
Wenn die Platte 31 am Wirbel V1 befestigt ist, wird die Hülse 180 vom Stift 170 entfernt, wie in 20(e) gezeigt ist, wodurch zwischen dem Stift 170 und der Kerbe 40 ein Spalt 177 gebildet wird. In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Spalt 177 etwa 2 mm beträgt. Jedoch kommen, basierend auf dem erwünschten aufzubringenden Druck, andere Größen für den Spalt 177 in Betracht.
Wie in 20(f) gezeigt ist, wird am Stift 170 und an den Schlitzen 32 der Platte 31 ein Presswerkzeug 290 angebracht. Es ist auch vorgesehen, dass das Presswerkzeug anders als an Schlitzen 32 an der Platte 31 angebracht werden kann, beispielsweise durch Erfassen der Seiten der Platte 31. Das Presswerkzeug 290 weist einen ersten Arm 291 mit einem ersten Fuß 294 auf, der mit dem Stift 170 verbunden wird, auf. Ein zweiter Arm 292 wird mit den zweiten Enden der Schlitze 32 über Verlängerungen 297, die von einem zweiten Fuß 296 ausgehen, verbunden. Der erste Arm 291 und der zweite Arm 292 werden von dem Chirurgen betätigt, um eine Drucklast auf das Wirbelsäulensegment aufzubringen. Die Größe der aufgebrachten Last wird durch den Spalt 177 zwischen dem Stift 170 und der Kerbe 40 begrenzt. Bei spielsweise wird der Wirbelsäulenabschnitt in der spezifischen Ausführungsform, bei der der Spalt 177 2 mm beträgt, um 2 mm zusammengedrückt.
In Schlitze 35 werden Knochenschrauben 50 eingeführt, wobei das Presswerkzeug 290 die Drucklast aufrechterhält. Durch die Rampe 60 am zweiten Ende 43 eines Schlitzes 35 wird mit der Schraubeneinführung in die Schlitze 35 ein zusätzlicher, dynamischer Druck erzielt, wie oben beschrieben worden ist. Wenn die Schrauben 50 am Ende 43 der Schlitze 35 sitzen, kann das Presswerkzeug 290 entfernt werden, ohne die Drucklast aufzuheben. In die Zwischenschlitze 32 können weitere Knochenschrauben eingesetzt werden. Die Unterlegplatte 90 kann dann, wie oben beschrieben worden ist, verschoben werden, um die Knochenschrauben 50 in der Platte 31 zu halten. Es sei angemerkt, dass hier auch vorgesehen ist, das Presswerkzeug 290 und den Stift 170 vorzugsweise nur mit Platten zu verwenden, die ein Instrumentarium an drei oder mehr Wirbeln bereitstellen. Jedoch wird die Verwendung eines Presswerkzeugs, das so beschaffen ist, dass es eine Platte für die Bereitstellung eines Instrumentariums an zwei Wirbeln erfasst, nicht ausgeschlossen.
In den 21(a) bis 21(c) sind weitere Einzelheiten des Presswerkzeugs 290 wiedergegeben. Das Werkzeug 290 enthält einen ersten Arm 291 mit einem von ihm wegführenden ersten Fuß 294. Der erste Fuß 294 definiert eine Aussparung 293 zur Aufnahme des Stifts 170. Ein zweiter Arm 292 enthält einen von ihm wegführenden zweiten Fuß 296. Der zweite Fuß 296 weist Verlängerungen 297 auf, die von ihm nach unten führen und dazu beschaffen sind, mit Zwischenschlitzen 32 der Platte 31 in Eingriff zu gelangen. Die Verlängerungen 297 weisen vorzugsweise Aussparungen 307 auf, die so gestaltet sind, dass sie die zweiten Enden von Zwischenschlitzen 32 kontaktieren. Es ist außerdem vorgesehen, dass die Fortsätze 297 eine gekrümmte Unterseite 308 aufweisen, die der medial-lateralen Krümmung der Wirbelkörper entspricht.
Der erste Arm 291 enthält einen Abschnitt 299 verminderter Dicke, der durch einen Durchgang 295, der in dem zweiten Arm 292 ausgebildet ist, führt und mit dem zweiten Arm 292 mittels des Stiftes 299 schwenkbar gekoppelt ist. Der erste Arm 291 enthält einen gekrümmten Griffabschnitt 306 mit einem von ihm ausgehenden Fortsatz 303. Der zweite Arm 292 enthält einen Griff 305. Eine Ratschenstange 301 ist mit dem zweiten Arm 292 über eine Kupplung 302 gekoppelt. Vorzugsweise ist die Ratschenstange 301 in Richtung des Fortsatzes 303 federbelastet. An der Unterseite des Ratschenmechanismus 301 sind Sägezahneinschnitte 304 ausgebildet, die einen selektiven Eingriff mit dem Fortsatz 303 am ersten Arm 291 bewirken.
Der erste und der zweite Arm werden zusammengedrückt, um eine Drucklast auf das Wirbelsegment aufzubringen. Der Fortsatz 303 greift in den gezahnten Boden der Ratschenstange 301, um ein Nachgeben des Arms zu verhindern, und ermöglicht dem Chirurgen das Aufrechterhalten der Drucklast während der Einführung von Knochenschrauben 50 in Schlitze 35. Die Ratschenstange 301 kann entgegen der Federbelastung von dem Arm 291 abgehoben werden, um sie von dem Fortsatz 303 zu lösen. Die Arme 291, 292 können dann auseinander bewegt werden, um das Presswerkzeug 290 von dem Stift 170 und der Platte 31 zu lösen.
Obwohl ein Presswerkzeug 290 im Detail gezeigt und beschrieben worden ist, sieht die vorliegende Erfindung auch andere Werkzeuge vor, die zwischen dem Stift 170 und der Platte 31 angebracht werden können, um eine Drucklast auf das Wirbelsäulensegment aufzubringen. Wie in den 22(a) bis 22(c) gezeigt ist, ist beispielsweise vorgesehen, dass ein Presswerkzeug eine oder mehrere Winkelmodifikationen an einem ersten Arm 391 und einem zweiten Arm 392 aufweisen kann, die den Zugang zur Platte 31 und dem Stift 391 an der Operationsstelle erleichtern. Der erste Arm 391 enthält einen unteren Abschnitt 391a, der mit einem ersten Fuß 396 einen Winkel B1 bildet. Der erste Fuß 396 weist von ihm ausgehende Verlängerungen 397 auf, die den Verlängerungen 297 des Werkzeugs 290 gleichen. Der erste Arm enthält einen oberen Abschnitt 391c, der in einem gekrümmten Griff 406 endet. Der gekrümmte Griff 406 weist einen Fortsatz 403 auf, der von ihm wegführt, um in eine von dem zweiten Arm 392 ausgehende Ratschenstange zu greifen. Der Arm 391 weist eine vertikale Verlängerung 391b auf, die sich zwischen dem unteren Abschnitt 391a und dem oberen Abschnitt 391c erstreckt. Zwischen dem unteren Abschnitt 391a und dem vertikalen Abschnitt 391b ist ein Winkel B2 gebildet. Zwischen dem vertikalen Abschnitt 391b und dem oberen Abschnitt 391c ist ein Winkel B1 gebildet. Der vertikale Abschnitt 391b weist einen Bereich 399 verminderter Dicke zur Verbindung mit dem zweiten Arm 392 auf.
Der zweite Arm 392 enthält einen unteren Abschnitt 392a, der mit einem zweiten Fuß 394 einen Winkel B1 bildet. Der zweite Fuß 394 weist eine Aussparung (nicht gezeigt) für die Aufnahme des Stiftes 170 auf, die der Aussparung 293 des oben beschriebenen Werkzeugs 290 gleicht. Der zweite Arm 302 enthält einen oberen Abschnitt 392c, der in einem Griff 405 endet. Der obere Abschnitt 392c enthält eine Ratschenstange 401 mit Sägezahneinschnitten 404. Die Ratschenstange 401 ist mit dem Arm 392 schwenkbar gekoppelt und in Richtung des Fortsatzes 403 federbelastet. Die Ratschenstange 401 gleicht der Ratschenstange 301, jedoch ist sie vorzugsweise über ihre Länge gekrümmt, um sich den Winkelversätzen in den Armen 391, 392 anzugleichen und hierbei den Eingriff zwischen der Ratschenstange 401 und dem Fortsatz 403 aufrechtzuerhalten. Der Arm 392 weist eine vertikale Verlängerung 392b auf, die sich zwischen dem unteren Abschnitt 392a und dem oberen Abschnitt 392c erstreckt. Zwischen dem unteren Abschnitt 392a und dem vertikalen Abschnitt 392b ist ein Winkel B2 gebildet. Zwischen dem vertikalen Abschnitt 392b und dem oberen Abschnitt 392c ist ein Winkel B1 gebildet. Der vertikale Abschnitt 392b weist einen Schlitz 395 zur Aufnahme eines Abschnitts 399 vermin derter Dicke des vertikalen Abschnitts 391b auf, wo der erste und der zweite Arm mittels eines (nicht gezeigten) Stiftes schwenkbar gekoppelt sind.
In einer spezifischen Ausführungsform des Presswerkzeugs 290 und 390 beträgt der Winkel B1 etwa 120 Grad, während der Winkel B2 etwa 150 Grad beträgt. Wie Fachleuten klar ist, kommen hier jedoch auch andere Winkelversätze der ersten und zweiten Arme des Presswerkzeugs 290, 390 in Betracht.

Claims

Knochenfixierungssystem für einen Abschnitt der Wirbelsäule, mit: einer Platte (31), die eine Ausdehnung entlang einer sich zwischen dem ersten Ende und einem zweiten Ende longitudinal erstreckenden Mittelachse und eine Oberseite und eine Unterseite entlang dieser Ausdehnung aufweist, wobei die Platte eine Mehrzahl von ersten Öffnungen (34) und eine Mehrzahl von zweiten Öffnungen (36) zwischen den Flächen aufweist, wobei: mindestens eine der Mehrzahl von ersten Öffnungen (34) neben dem ersten Ende angeordnet ist, wobei die eine erste Öffnung ein kreisförmiges Loch mit einem ersten Durchmesser neben der Unterseite definiert, mindestens eine der Mehrzahl von zweiten Öffnungen (35) neben dem zweiten Ende angeordnet ist, wobei die eine zweite Öffnung einen Schlitz mit einer ersten Breite und einer ersten Länge neben der Unterseite definiert, Knocheneingriffsbefestigungsmittel (50) sich durch die ersten und zweiten Öffnungen erstrecken und jedes Knocheneingriffsbefestigungsmittel einen länglichen Schaft (51) mit darauf definierten Knocheneingriffsgewinden und einem verbreiterten Kopf (54) aufweist, wobei der Schaft einen im wesentlichen zylindrischen Abschnitt mit einem zweiten Durchmesser kleiner als der erste Durchmesser aufweist, so daß das Knocheneingriffsbefestigungsmittel durch die eine erste Öffnung (34) eingesetzt werden kann und der zylindrische Abschnitt die Platte in der einen ersten Öffnung kontaktiert, so daß das Knocheneingriffsbefestigungsmittel (50) eine feste Orientierung relativ zu der Platte einnimmt, wobei der zweite Durchmesser des zylindrischen Abschnitts auch kleiner ist als die erste Breite, wodurch das erste Knocheneingriffsbefestigungsmittel von der Oberseite der Platte durch die eine zweite Öffnung (35) eingesetzt werden kann, und der Kopf (54) des Knocheneingriffsbefestigungsmittels entlang der Länge der mindestens einen zweiten Öffnung bewegbar ist, um eine Kompression des Wirbelsäulenabschnitts aufrecht zu erhalten, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz der einen zweiten Öffnung (35) entlang seiner Länge einen nicht rampenförmigen Abschnitt definiert.
Knochenfixierungssystem nach Anspruch 1, bei dem die zweiten Öffnungen einen rampenförmigen Abschnitt (60) aufweisen, der das Knocheneingriffsbefestigungsmittel führt, wenn es in die eine zweite Öffnung eingesetzt wird, um eine dynamische Drucklast auf den Wirbelsäulenabschnitt auszuüben.
Knochenfixierungssystem nach Anspruch 1 oder 2, in dem jede der mindestens einen ersten und zweiten Öffnungen eine Ausnehmung (45) neben der Oberfläche definiert und der verbreiterte Kopf eine teilweise sphärische Fläche komplementär zu der Ausnehmung der mindestens einen ersten und zweiten Öffnungen definiert.
Knochenfixierungssystem nach Anspruch 3, bei dem der Kopf (54) des Befestigungsmittels eine abgestumpfte Oberseite aufweist.
Knochenfixierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit des weiteren einer Befestigungsanordnung, die folgendes umfaßt: eine erste Befestigungsbohrung, die in der Platte neben der mindestens einen ersten Öffnung definiert ist, und eine zweite Befestigungsbohrung, die in der Platte neben der mindestens einen zweiten Öffnung definiert ist, eine Unterlegplatte (90) mit mindestens einer ersten Apertur neben der mindestens einen ersten Öffnung und einer zweiten Apertur neben der mindestens einen zweiten Öffnung und einem Senkungsabschnitt (92), der jeder der Aperturen zugeordnet ist, wobei die Unterlegplatte des weiteren eine Oberfläche aufweist, die dazu konfiguriert ist, den sich durch die mindestens eine erste Öffnung erstreckenden Kopf des Knocheneingriffsbefestigungsmittels zu kontaktieren, und ein Verschlußbefestigungsmittel (85) für jede der Aperturen mit einem Kopf, der dazu konfiguriert ist, zumindest teilweise in dem Versenkungsabschnitt der Unterlegplatte versenkt zu werden und mit einem sich durch die Apertur erstreckenden länglichen Schaft, der dazu konfiguriert ist, mit der Befestigungsbohrung der Platte in Eingriff zu gelangen.
Knochenfixierungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, das des weiteren eine Befestigungsanordnung (33) zum Befestigen der Köpfe der Anzahl von Knocheneingriffsbefestigungsmitteln in der mindestens einen ersten Öffnung und der mindestens einen zweiten Öffnung umfaßt.
Knochenfixierungssystem nach Anspruch 6, sofern abhängig von Anspruch 5, in dem die Unterlegplatte (90) des weiteren einen Körper mit Abschnitten umfaßt, die die mindestens eine erste und eine zweite Öffnung überlappen, wenn die Unterlegplatte sich in einer ersten Position relativ zu der mindestens einen ersten und einen zweiten Öffnung befindet, wobei die Körperabschnitte derart angeordnet sind, daß Knocheneingriffsbefestigungsmittel durch die mindestens eine erste Öffnung und die mindestens eine zweite Öffnung eingesetzt werden können, wenn die Unterlegplatte sich in einer zweiten Position relativ zu der mindestens einen ersten und einen zweiten Öffnungen befindet.
Knochenfixierungssystem nach Anspruch 7, in dem die Platte des weiteren eine Nut (39) in der Oberseite definiert, die sich longitudinal entlang der Platte erstreckt, wobei die Nut die mindestens eine erste und eine zweite Öffnung überlappt und die ersten und zweiten Befestigungsbohrungen in der Nut angeordnet sind.
Knochenfixierungssystem nach Anspruch 6, in dem die Befestigungsanordnung (33) eine Unterlegplatte (90) umfaßt, die eine Kontaktfläche zum Kontaktieren des Kopfes des Knocheneingriffsbefestigungsmittels in der einen ersten Öffnung und eine Außenseite zum Überlappen der Köpfe der Knocheneingriffsbefestigungsmittel in der einen zweiten Öffnung aufweist.
Knochenfixierungssystem nach Anspruch 5, in dem die Unterlegplatte eine Außenfläche aufweist, die den Kopf des Knocheneingriffsbefestigungsmittels überlappt, das sich durch das mindestens eine zweite Loch erstreckt, ohne den Kopf zu kontaktieren.
Knochenfixierungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, in dem die längliche Platte (31) eine Mehrzahl von Vertebralknoten an longitudinal beabstandeten Stellen entlang der Platte definiert.
Knochenfixierungssystem nach Anspruch 11, bei dem ein Paar der ersten Öffnungen an einem der Vertebralknoten neben dem ersten Ende der Platte und ein Paar der zweiten Öffnungen an einem der Vertebralknoten neben dem zweiten Ende der Platte bereitgestellt sind.
Knochenfixierungssystem nach Anspruch 12, bei dem die Öffnungen des ersten Paares von ersten Öffnungen symmetrisch zu der Mittelachse angeordnet sind und die Öffnungen des zweiten Paares von zweiten Öffnungen symmetrisch zu der Mittelachse angeordnet sind.