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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der
Spinalimplantatsysteme und insbesondere Systeme, die längliche
Spinalimplantate verwenden, wie einen Stab und Platten, verbunden an
verschiedenen Stellen entlang der Wirbelsäule. Genauer betrifft die Erfindung
eine Verbindungsvorrichtung, die variable Winkel- und variable Höheneinstellbarkeit
für das
längliche
Spinalimplantat bezüglich
einer Knochenbefestigung, die an der Wirbelsäule Eingriff nimmt, bereitstellt.
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Mehrere
spinale Fixiersysteme wurden entwickelt zur Verwendung beim Korrigieren
und Stabilisieren von Sektionen der Wirbelsäule und fördern von spinaler Fusionen.
In einem solchen System ist ein biegsames längliches Spinalimplantat, wie
ein Stab, längs
angeordnet benachbart dem Rückgrad und
dann gesichert an verschiedenen Wirbeln entlang der Länge der
Säule mittels
einer Anzahl von Knochenbefestigungen oder Fixierelementen. Eine Vielfalt
von Knochenbefestigungen kann benutzt werden, wie Haken oder Knochenschrauben,
welche konfiguriert sind, um an spezifischen Abschnitten eines Wirbels
Eingriff zu nehmen.
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Ein
Beispiel eines solchen Systems ist das TSRH® Spinal
System der Sofamor Danek Group Inc.. In diesem System nehmen verschiedene
Haken und Knochenschrauben Eingriff an einem Spinalstab mittels
Augbolzen. In früheren
Versionen des TSRH® Spinal System waren die
Wirbelhaken und Knochenschrauben am Spinalstab in einer festgelegten
Orientierung befestigt, üblicherweise
perpendikulär
hervorstehend unterhalb des Stabes. Zu dieser Zeit wies das TSRH® Spinal
System einen wesentlichen Vorteil über vorherige Systeme auf durch
seine Vielseitigkeit, Fixierungsstärke und Einfachheit der Implantierung.
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Ein
Nachteil, dem sich das Original TSRH® Spinal
System sowie andere gängige
Fixierungssysteme stellen mußte
war, dass ein Chirurg dazu genötigt
war, wesentliche Einstellungen an der Kontur des biegsamen Stabes
vorzunehmen, so dass die Knochenbefestigungen an den Wirbelkörpern in
solider weise Eingriff nehmen konnten. Was dann benötigt wurde
war eine Knochenbefestigung die mit dem Spinalstab unter einem variablen
Winkel verbunden werden konnte. Um diesen Bedarf nachzukommen, wurde
die TSRH® winkelvariable
Schraube (Variable Angle Screw) entwickelt, wie beschrieben in U.
S. Patent Nr. 5,261,909. Diese winkelvariable Schraube verwendete
denselben TSRH®-Augbolzen,
um eine Verbindung mit einem Spinalstab zu erreichen. Zusätzlich bezog
das winkelvariable System eine Beilagscheibe mit ein, die über den
Augbolzen passte, am Spinalstab innerhalb einer Nut in einer Fläche der Beilagscheibe
Eingriff nahm und eine radial geriefelte Fläche, ausgerichtet zur Knochenbefestigung,
bereitstellte. Die Knochenbefestigung hatte eine komplementär geriefelte
Fläche,
so dass die Befestigung sich in variablen Winkelorientierungen relativ
zum Spinalstab befinden konnte. Eine auf den Pfosten des Augbolzen
geschraubte bzw. eingefädelte
Mutter klemmte alle Bestandteile zusammen, um die Anordnung zu vervollständigen.
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Das
winkelvariable Schraubensystem des Patents U.S. 5,261,909 wies einen
wesentlichen Vorteil über
vorheriger stabbasierte Implantatsysteme auf. Das System des Patents
U.S. 5,261,909 war relativ kompakt und erforderte eine minimale
Anzahl von Teilen und war trotzdem in der Lage, eine solide Fixierung
der Knochenbefestigung am Stab zu erreichen in einem großen Bereich
von Winkelausrichtungen. Ein Nachteil des Systems war, dass die
Augbolzen-Mutter-Kombination ein seitliches Anziehen der Mutter
erforderte, um das System zusammen zu klemmen. Dieser Aspekt des
seitlichen Anziehens erforderte eine größere Operationsstelle um die
Wirbelsäule
herum, so dass ein Schraubenschlüssel
o.ä. betätigt werden
konnten. Um auf diese Schwierigkeit einzugehen wurde eine Oberseitenanziehanordnung entwickelt
wie offenbart in U.S. Patent Nr. 5,282,801. Die im Patent U.S. 5,282,801
abgebildete Klemmanordnung ersetzte den Augbolzen und die Nut durch einen
Klemmkörper
mit einem T-Stück,
gegen welches der Kopf der winkelvariablen Knochenbefestigung geklemmt
wurde. Während
sich das original TSRH® System auf das Anziehen
einer Mutter gegen die winkelvariable Knochenschraube verließ, verwendete
der Oberseitenanziehansatz des Patents U.S. 5,282,801 zusätzlich eine
Stellschraube bzw. einen Gewindestift, die/der gegen den Spinalstab
wirkte, um den Spinalstab in die ineinandergreifende Beilagscheibe
zu drücken
und letztlich gegen eine komplementär geriefelte Fläche der
winkelvariablen Schraube. Mit die sem System wurde die winkelvariable
Fähigkeit
beibehalten, während
ein Oberseitenanziehmerkmal hinzugefügt wurde.
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Mit
dem hinzufügen
der Oberseitenanziehfähigkeit
versah das aktuellere TSRH® Spinal System Chirurgen
mit einem großen
Maße an
Flexibilität
bei der Plazierung und Orientierung von Knochenbefestigungen, wie
Haken und Schrauben, relativ zu einem Spinalstab. Die winkelvariablen
Bestandteile reduzieren stark die Notwendigkeit, den Spinalstab
zu manipulieren und zu biegen, um ihn zur Anatomie des Patienten
konform zu machen. Selbst mit den großen Verbesserungen, die von
dem TSRH® Spinal
System präsentiert
wurden war ein Gewisses Maß an
Form- oder Konturgebung des Spinalstabs immer noch notwendig. Speziell
muss der Stab geformt sein, so dass am Punkt der Verbindung zur
Knochenbefestigung, der Stab die gleiche Distanz zum Wirbelkörper hat wie
der geriefelte oder Eingriff nehmende Abschnitt der Knochenbefestigung.
Diese Vertikale oder Höhenausrichtung
ist notwendig, so dass winkelvariable Bestandteile richtig ausgerichtet
sind für
akkurate Verbindung, wenn die Anordnung zusammen geklemmt wird.
Somit muss der Spinalchirurg immer noch eine bestimmte Menge an
Zeit aufgingen zum Formgeben der Spinalstäbe während der Operation damit das
Fixiersystem richtig implantiert werden kann.
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Um
auf diese Schwierigkeit einzugehen wurden spätere Systeme entwickelt, die
einen gewissen Grad von vertikaler Einstellbarkeit bereitstellten.
Mit Vertikaler- oder Höheneinstellbarkeit
wird Einstellung entlang der Länge
der Knochenbefestigung gemeint. Einstellung in dieser Dimension
erlaubt es dem Stab, sich in variierenden Distanzen von der Wirbelsäule zu befinden
oder orientiert zu sein mit einer voreingestellten Kontur, unabhängig von
der Lage der Befestigung. Eine Adaptation des originalen winkelvariablen
Schraubenkonzeptes des Patents U.S. 5,261,909 ist präsentiert
in U.S. Patent Nr. 5,611,800. Dieses System behielt die Bügelkonfiguration
der Knochenschraube in Patent U.S. 5,261,909 bei, fügte jedoch ein
fassettenreiches Verbindungsmerkmal an beiden Flächen des Bügels hinzu. Während das
System des Patents U.S. 5,611,800 Höheneinstellbarkeit hinzufügte, tat
es dies auf Kosten einer komplizierteren Verbinderstruktur mit vier
speziell bearbeiteten in einandergreifenden Flächen.
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Ein
anderer Ansatz wurde vorgeschlagen in U.S. Patent Nr. 5,643,263.
Die Verbindungsanordnung des Patents U.S. 5,643,263 benutzt eine
Knochenschraube vom Schanz-Typ anstelle der Bügelknochenschraube des Patents
U.S. 5,261,909.
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Somit
schließt
die im Patent U.S. 5,643,263 beschriebene Schraube einen länglichen
glatten Schaftabschnitt ein. Die Verbindungsanordnung fügt auch
eine zweite Beilagscheibe hinzu, angeordnet zwischen der originalen
Beilagscheibe und dem glatten Schaft der Knochenschraube. Das ineinandergreifende
Merkmal existiert zwischen den kontaktierenden Flächen der
benachbarten Beilagscheiben. Die variable Höhe wird erreicht durch eine
Nut, die bereitgestellt ist in der gegenüberliegenden Fläche der
zusätzlichen
Beilagscheibe, die es der Verbindungsanordnung erlaubt, entlang
dem Schaft der Knochenschraube zu gleiten, bis Sie schließlich zusammen
geklemmt wird durch eine Einstellschraube bzw. einen Gewindestift.
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Obwohl
die in dem Patent U.S. 5,643,263 gezeigte Verbindungsvorrichtung
einen Schritt weiter geht, hin zu einer einfach implantierbaren
winkelvariablen, Höhenvariablenanordnung,
hat Sie auch etwas Raum für
Verbesserungen gelassen. Zum Beispiel erfordert die Verbindervorrichtung
des Patents U.S. 5,643,263 eine zusätzliche Beilagscheibe die die
Anzahl der Bestandteile erhöht,
die von den Chirurgen gehandhabt werden müssen. Zusätzlich erhöht die hinzugefügte Beilagscheibe
das seitliche bzw. laterale Profil der Implantatanordnung. In bestimmten
Regionen der Wirbelsäule,
wie den Brust- (Thorax) und Hals- (Zervix) Regionen, ist beschränkter Raum
seitlich zu den Wirbelkörpern
vorhanden. Ein optimales Spinalimplantatsystem, das universelle Anwendbarkeit
hat, sollte ein so kleines laterales Profil wie möglich haben.
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Noch
ein weiterer Ansatz zum erreichen variabler Winkelorientierung der
Spinalimplantatanordnung wurde vorgeschlagen in U.S. Patent Nr. 5,947,967.
Die in U.S. 5,947,967 gezeigte Verbindungsvorrichtung schließt einen
Körper
ein, der eine sich verjüngende äußere Fläche und
eine sich innen verjüngende
Beilagscheibe, die über
die sich verjüngende äußere Fläche des
Körpers
passt, definiert. Die Beilagscheibe schließt einen Schlitz ein, um die Knochenschraube
aufzunehmen, welche die Schraube durch Reibungseingriff mit der
sich verjüngenden äußeren Fläche des
Körpers
in Position verriegeln kann. Obwohl die Verbindungsvorrichtung in
U.S. 5,947,967 es der Knochenschraube erlaubt, variable Winkel Orientierungen
rela tiv zum Stab einzunehmen, stellt sie keinen leichten Zugang
für Wiedereinstellbarkeit
bereit, wenn die Verbindungsvorrichtung an einer bestimmten Position
fixiert ist.
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Ein
weiterer Ansatz zum erreichen variabler Winkelorientierung einer
Spinalimplantatanordnung wurde vorgeschlagen in U.S. Patent Nr.
5,980,521, welches einen Oberseitenanzugsquerverbinder für ein Spinalfixiersystem
offenbart mit Eigenschaften ähnlich
den in dem Patent U.S. 5,261,909 offenbarten System.
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Es
besteht immer noch ein Bedarf für
ein Spinalimplantatsystem, dass nicht nur eine zuverlässige Verbindung
zwischen einer Knochenbefestigung und einem länglichen Spinalimplantat oder
einem Stab, der sich entlang der Wirbelsäule erstreckt, während variabler
Winkel und Höhe
zwischen den zwei Bestandteilen erlaubt wird, bereitstellt, sondern
auch einen einfachen Zugang zur Rehorientierung und Wiedereinstellung
der Bestandteile bereitstellt. Ein Bedarf besteht noch für ein Spinalimplantatsystem,
das reduzierte Sperrigkeit oder Auskragung hat, um andere spinale
Merkmale zu umgehen und um nicht feststellbar zu sein entlang des
Rückens
des Patienten.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Verbindungsvorrichtung gemäß der Erfindung
umfasst die Merkmale wie definiert in Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung sind spezifiziert in den abhängigen Ansprüchen.
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Ein
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, ein Spinalimplantatsystem
bereitzustellen für
winkelvariable-/Höhenvariableeinstellung.
Ein weiterer Zweck ist es, Spinalimplantatsystembestandteile bereitzustellen,
die einfach zusammen eingespannt bzw. geklammert werden können mit
reduzierter Sperrigkeit oder Auskragung, um anatomische Merkmale
zu umgehen und um eine solide Fixierung des instrumentierten Abschnitts
der Wirbelsäule
sicherzustellen.
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Maßgebliche
Vorteile werden erreicht durch Merkmale der Erfindung, die Winkeleinstellung
der Spinalimplantatanordnung erlauben, während die meisten Bestandteile
an ihren Stellen fixiert wurden. Diese und andere Zwecke und Vorzüge der Erfindung
werden klarwerden bei Betrachtung der folgenden schriftlichen Beschreibung
und begleitenden Figuren (lediglich Beispielhaft angegeben).
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Beschreibung
der Figuren
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1 ist
eine Seitenansicht einer Spinalimplantatverbindungsvorrichtung gemäß dem vorherigen System,
offenbart in U.S. Patent Nr. 5,643,263.
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2 ist
eine Draufsicht der Spinalimplantatanordnung wie gezeigt in 1.
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3–14 stellen
nicht die Erfindung dar.
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3 ist
eine Seitenansicht einer winkelvariablen Verbindungsvorrichtung.
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4 ist
eine Draufansicht der Verbindungsvorrichtung wie gezeigt in 1.
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5 ist
eine Draufsicht einer Knocheneingriffsbefestigung, verwendet mit
der Verbindungsvorrichtung gezeigt in 3–4.
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6 ist
eine Seitenansicht der in 5 gezeigte
Knochenbefestigung.
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7 ist
eine Draufsicht einer alternativen Ausführungsform einer Knochenbefestigung
zur Verwendung mit der in 3–4 gezeigten
Verbindungsvorrichtung.
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8 ist
eine Rückansicht
eines Schnittstellenbeilagscheibenbestandteil der Verbindungsvorrichtung
wie gezeigt in 3–4.
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9 ist
eine Draufsicht eines zweiten Gliedes der in 3–4 gezeigten
Verbindungsvorrichtung.
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10 ist
eine explodierte teilweise Querschnittsansicht der Bestandteile
der Verbindungsvorrichtung wie gezeigt in 3–4.
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11 ist
eine Seitenansicht einer Verbindungsvorrichtung.
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12 ist
eine Rückansicht
einer Fläche
einer Wandung einer Knochenbefestigungsöffnung an der in 11 gezeigten
Verbindungsvorrichtung.
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13 ist
eine Rückansicht
der in 11 gezeigten Verbindungsvorrichtung.
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14 ist
eine seitliche perspektivische Ansicht einer alternativen Knochenbefestigung.
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15 ist
eine Draufsicht einer Spinalimplantatanordnung in Übereinstimmung
mit einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung.
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16 ist
eine Seitenansicht der in 15 gezeigten
Spinalimplantatanordnung.
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17 ist
eine Draufsicht eines Körpers
einer Verbindungsvorrichtung in Übereinstimmung
mit der bevorzugten Ausführungsform
wie gezeigt in 15.
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18 ist
eine Draufsicht eines Stopfens in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform
der Erfindung.
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19 ist
eine Seitenansicht, die eine erste Fläche des in 18 gezeigten
Stopfens zeigt.
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20 ist
eine Draufsicht einer Spinalimplantatanordnung in Übereinstimmung
mit einer anderen Ausführungsform.
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21 ist
eine Seitenansicht einer Spinalimplantatanordnung wie gezeigt in 20.
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22 ist
eine Draufsicht eines Stopfens in Übereinstimmung mit der in 20-21 gezeigten
Ausführungsform.
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23 ist
eine Seitenansicht des in 22 gezeigten
Stopfens.
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24 ist
eine Draufsicht eines Körpers
einer Verbindungsvorrichtung in Übereinstimmung
mit noch einer weiteren Ausführungsform.
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25 ist
eine Seitenansicht des Körpers
einer Verbindungsvorrichtung wie gezeigt in 24.
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26 ist
eine Querschnittsansicht des Körpers
der Verbindungsvorrichtung wie gesehen in der Richtung der A-A Pfeile
wie gezeigt in 24.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Für die Zwecke
des Förderns
eines Verständnisses
der Prinzipien der Erfindung wird nun Bezug genommen auf die in
den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen und spezifische
Sprache wird benutzt werden, um dieselben zu beschreiben. Es wird
nichts desto trotz verstanden werden, dass die spezifische Beschreibung
nur beispielhaft angegeben wird.
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Die
vorliegende Erfindung betrachtet eine winkelvariable und höhenvariable
Verbindungsvorrichtung zum Verbinden einer Knochenbefestigung, wie
einer Knochenschraube oder einen Haken, an einem länglichen
Spinalimplantat, wie einem Spinalstab, -balken oder -platte. Es
wird verstanden werden, dass die Bestandteile dieser Verbindungsvorrichtung
gebildet sind aus Material medizinischer Güte, vorzugsweise ein Metall
wie rostfreier Stahl oder Titan. Es wird auch verstanden werden,
dass die Bestandteile dimensioniert sind zur Einführung und
Implantierung innerhalb der Wirbelsäule eines menschlichen Patienten.
Es wird in Erwägung
gezogen, dass die Erfindung an allen Ebenen der Wirbelsäule implantiert
werden kann, insbesondere der Hals-, Brust- und Lendenebenen, und
von Rück-
oder Vorderansichten der Wirbelsäule
aus. Die Bestandteile können
geeignet dimensioniert sein für
jede der Ebenen der Wirbelsäule,
wobei die Gesamtgröße der Bestandteile
bestimmbar ist durch den durchschnittlich sachkundigen Fachmann
in dem Gebiet der Spinalimplantate.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung breite Anwendbarkeit hat, wird sie am
besten verstanden im Vergleich zu einer vorigen Spinalimplantatverbindungsvorrichtung
beschrieben, in U.S. Patent Nr. 5,643,263. Insbesondere schließt die in 1 gezeigte
Verbindungsvorrichtung 10 ein Stabverbindungsglied 11 ein,
dass eine längliche Öffnung 12 definiert,
durch die sich ein Spinalstab R erstreckt. Eine Einstellschraube
bzw. ein Gewindestift 13 ist geschraubt durch das Stabverbindungsglied 11 in
die Öffnung 12 und
in Kontakt mit dem Spinalstab R.
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Die
Verbindungsvorrichtung 10 des Standes der Technik schließt weiterhin
ein Bolzenverbindungsglied 15 ein, dass eine Bolzenöffnung 19 definiert,
durch die sich ein Bolzen 16 erstreckt. Der Bolzen schließt einen
gewindelosen, glatten, zylindrischen Pfosten an einem Ende und Knocheneingriffsgewinde 18 an
einem entgegengesetzten Ende ein. Das Bolzenverbindungsglied 15 ist
rotierbar verbunden mit dem Stabverbindungsglied 11 in
einer im Patent U.S. 5,643,263 beschriebenen Weise auf 1 und 2 dieses
Patents. Somit ist das Bolzenverbindungsglied 15 frei,
relativ zum Stabverbindungsglied 11 zu schwenken oder zu
rotieren, was bedeutet, dass der Bolzen 16 variable Winkelorientierungen
relativ zu Stab R einnehmen kann.
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Um
diese Winkelbeziehung festzulegen, schließt Verbindungsvorrichtung 10 eine
Stabschnittstellenbeilagscheibe 20 und eine Bolzenschnittstellenbeilagscheibe 23 ein.
Die Stabschnittstellenbeilagscheibe 20 schließt eine
Eingriffsnut 21 ein, welche den Spinalstab R aufnimmt.
Gleichermaßen schließt die Bolzenschnittstellenbeilagscheibe 23 eine
Eingriffsnut 24 ein, in die der Pfosten 17 des
Bolzens 16 angeordnet ist. Eine Riefelungsschnittstelle 25 ist
bereitgestellt zwischen den zwei Schnittstellenbeilagscheiben 20 und 23.
Sich nun den 3–4 zuwendend
ist eine Verbindungsvorrichtung 30 bereitgestellt, die ähnliche
winkelvariable und höhenvariable
Einstellungen der Position der Knochenbefestigung relativ zu einem
länglichen
Spinalimplantat gestattet. Das längliche
Spinalimplantat kann eine Vielfalt von Formen annehmen, wie eines Stabes
oder einer Platte. Als Stab kann das Spinalimplantat einen kreisförmigen oder
nicht kreisförmigen Querschnitt
haben, der vorzugsweise konfiguriert ist, um Befestigungen einer
Verbindungsvorrichtung 30 an verschiedenen Positionen entlang
der Länge
des Implantats zu gestatten. Vorzugsweise, obwohl nicht notwendigerweise,
kann das Spinalimplantat auch konfiguriert sein, um Rotation der
Verbindungsvorrichtung um die Längsachse
des Implantats zu gestatten.
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Die
Verbindungsvorrichtung 30 schließt ein erstes Glied 31 ein,
dass eine Queröffnung 32 dadurch
definiert. Die Öffnung 32 ist
leicht länglich
und dimensioniert um ein längliches
Spinalimplantat dadurch aufzunehmen. Genauer ist die Öffnung 32 dimensioniert,
um einen Spinalstab R gleitend aufzunehmen. Die Verbindungsvorrichtung 30 schließt auch
ein zweites Glied 35 ein, das eine zweite Öffnung 36 dadurch
definiert. Die Öffnung 36 ist
dimensioniert, um den Schaft einer Knochenbefestigung dadurch gleitend
aufzunehmen. Die Öffnung 36 ist ebenfalls
länglich
in einer Richtung hin zum ersten Glied 31.
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Wie
am besten in der Detailansicht von 9 und der
Explosionsansicht 10 gezeigt, schließt die Verbindungsvorrichtung 30 Verbindungsmittel 39 zwischen
dem ersten Glied 31 und dem zweiten Glied 35 ein.
Diese Verbindungsmittel 39 sind konfiguriert, um relatives
Schwenken zwischen den zwei Gliedern um eine Verbindungsachse A
zu gestatten. Genauer können
die zwei Glieder individuell rotiert werden in der Richtung der
Pfeile R wie gezeigt in 10. Die
Verbindungsmittel 39 können eine
Vielfalt von Formen annehmen. Z.B. können die Verbindungsmittel 39 die
Zusammenschnapp-/Schwenkverbindung ausmachen, gezeigt in 1 und 2 von
U.S. Patent Nr. 5,643,263 und beschrieben in Spalte 2, Zeilen 31–46 des
Patents.
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Das/die
Verbindungsmittel 39 schließt/schließen einen Gewindepfosten 70 ein,
der sich von einem Endabschnitt 67 des ersten Glieds 31 aus
erstreckt. Die Verbindungsmittel 39 schließen auch
eine passende Gewindebohrung 71 ein, definiert in der Endfläche 38 des
zweiten Gliedes 35. Die relative Rotation zwischen den
beiden Gliedern 31 und 35 kann erreicht werden
durch Versehen des Pfostens 70 mit einem oder keinem Gewinde
bezüglich
der Bohrung 71. Die Steigung des Gewindes der Bestandteil-
bzw. Verbindungsmittel 39 kann kontrolliert werden, so
dass die Separation zwischen den ersten Glied 31 und dem
zweiten Glied 35 nicht wesentlich schwankt, selbst wenn
sich die relative Winkelposition zwischen den zwei Bestandteilen ändert. Zusätzlich können die
Gewinde auf einem oder beiden von Pfosten 70 und Bohrung 71 konfiguriert
sein der Art von selbstsichernden Gewinden, so dass die zwei Bestandteile
ihre Winkelposition vor dem finalen Verspannen beibehalten. Als
eine weitere Alternative kann die Länge der Gewinde entweder an
Pfosten 70 oder Bohrung 71 beschränkt sein,
da erwartet wird, dass nur beschränkte Winkelvariationen notwendig sein
würden
in der Verwendung der Verbindungsvorrichtung 30. Es wird
allgemein erwartet, dass Winkelvariationen von ±20–25° von der Vertikalen die meisten
Spinalantomieen zufriedenstellen würde.
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Wieder
bezugnehmend auf 3 und 4 sowie 5 und 6,
schließt
die Knochenbefestigung 40 einen Knocheneingriffsabschnitt 41 ein,
der konfiguriert ist zur Anbringung an einem Abschnitt der Wirbelsäule. In
der dargestellten Ausführungsform
bildet der Knocheneingriffsabschnitt 41 Knocheneingriffsgewinde
in der Art einer Stielschraube.
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Die
Befestigung 40 schließt
auch einen länglichen
Schaft 42 am oberen Abschnitt der Befestigung ein. Ein
Innensechskant 43 (siehe 4 und 5)
ist bereitgestellt zum Eingreifen eines Werkzeugs zum Schrauben
der Knochenbefestigung 40 in einen Wirbel. Alternativ kann
ein Außensechskant oder
Antriebsabschnitt bereitgestellt sein für den Eingriff durch ein geeignetes
Antriebwerkzeug. Wo die Knochenbefestigung 40 ein Spinalhaken
ist, ist der Innensechskant 43 nicht notwendig, aber Greifaussparungen
können
am Schaft hinzugefügt
werden.
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Die
Knochenbefestigung 40 schließt ein Schnittstellenelement 45 ein,
das konfiguriert ist zum ineinandergreifenden Eingriff mit der Schnittstellenbeilagscheibe 50.
Details der Schnittstellenbeilagscheibe 50 sind gezeigt
in 3, 4 und 8. Die Beilagscheibe 50 schließt eine
erste Fläche 51 ein,
die orientiert ist zum länglichen
Spinalimplantat oder Stab R. Eine Stabnut 52 ist ausgebildet
in der ersten Fläche 51.
Die Stabnut ist definiert mit einem Radius, der geringer ist als
der Radius des Spinalstabs R. Das Design für die Stabnut 52 ist
in Übereinstimmung
mit dem "3-Punkt-Scher-Klemmen-" Merkmal des TSRH® System.
Der Spinalstab R kann gebildet sein aus einem relativ weicheren
Material als die Schnittstellenbeilagscheibe 50, während die
erste Fläche 51 der
Beilagsscheibe Oberflächenmerkmale einschließen kann,
konfiguriert, um Stab R zu penetrieren. Andere Stabklemmenanordnungen
können
in Erwägung
gezogen werden, die die Schnittstellenbeilagscheibe 50 solide
an Stab R fixieren können,
um relative Bewegung unter spinalen Belastungen zu verhindern.
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Die
Schnittstellenbeilagscheibe 50 schließt eine gegenüberliegende
zweite Fläche 53 ein,
am klarsten gezeigt in 8. Die zweite Fläche schließt ein Schnittstellenelement 54 ein,
das mit dem Schnittstellenelement 45 der Knochenbefestigung 40 kooperiert.
Das Schnittstellenelement 54 der Beilagscheibe 50 schließt eine
Vielzahl von radial angeordneten Riefen ein. Diese Riefenkonfiguration
kann ähnlich
sein zu der geriefelten Beilagscheibe offenbart in U.S. Patent Nr.
5,261,909, welche alternativ beschrieben werden können als
abwechselnde Rippen oder Zähne.
Das radiale Muster der Riefen konvergiert im Rotationszentrum der
Beilagscheibe 50 oder genauer gesagt um die Öffnung 55.
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Das
Schnittstellenelement 45 der Knochenbefestigung 40 macht
in dieser Ausführungsform eine
Rippe aus, die konfiguriert ist, um zwischen den Riefen des Schnittstellenelements 54 auf
der zweiten Fläche 53 von
Beilagscheibe 50 zu residieren. Das Rippen- oder Schnittstellenelement 45 von
Knochenbefestigung 40 erstreckt sich vorzugsweise entlang im
wesentlichen der gesamten Länge
des länglichen Schafts 42.
Auf diesem Weg kann die Höhenposition des
Schaftes 42 variiert werden relativ zur Schnittstellenbeilagscheibe 50,
während
die ineinandergreifende Beziehung zwischen den Riefen und der Rippe beibehalten
wird.
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In
einer Ausführungsform
von Knochenbefestigung 40 tritt das Riefen- oder Schnittstellenelement 45 über den äußeren Durchmesser
des Schaftes 42 wie gezeigt in 5. In einer
alternativen Ausführungsform,
gezeigt in 7, schließt eine Knochenbefestigung 40' einen Schaft 42' ein, der eine angeschnittene
Fläche 45A' definiert.
Das Schnittstellenelement kann dann eine Rippe 45B' ausmachen,
die aus der angeschnittenen Fläche
hervorsteht. Die Knochenbefestigung 40' kann dann in allen anderen Aspekten
identisch sein zur Knochenbefestigung 40, gezeigt in 5-6.
Die alternative Knochenbefestigung 40', gezeigt in 7,
erfordert zur Herstellung eine unterschiedliche Bearbeitung als
die Knochenbefestigung 40 in 5. Ein Vorteil der
alternativen Befestigung 40' ist,
dass die angeschnittene Fläche 45A' das laterale
Profil verkürzt,
da der längliche
Schaft 42' der
Befestigung 40' näher befindlich
sein kann zum Spinalstab R, wenn die Verbindungsvorrichtung zusammen
geklemmt ist.
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Um
Fixierung bei variablen Winkelpositionen sicherzustellen, muss die
Beilagscheibe 50 stationär bleiben relativ zum zweiten
Glied 35 und zur Knochenbefestigung 40. Bezugnehmend
auf 8 schließt
die Schnittstellenbeilagscheibe 50 eine Öffnung 55 ein,
die eine Breite W und eine Höhe
H hat. Vorzugsweise ist die Öffnung 55 nicht
kreisförmig und
stimmt mit dem äußeren Profil
von Endabschnitt 67 von erstem Glied 31 überein.
Mit dieser Konfiguration kann die Beilagscheibe 50 auf
den Endabschnitt 67 geschoben werden, bis sie eine Schulter 68 kontaktiert.
Die komplementären,
nicht kreisförmigen
Profile des Endabschnitts 67 und der Öffnung 55 verhindern
Rotation der Beilagscheibe 50 relativ zum ersten Glied 31.
In dieser Weise kann die Beilagscheibe als ein Rotationsanker für die Knochenbefestigung 40 dienen,
wenn die Verbindungsvorrichtung 30 zusammen geklemmt ist.
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Damit
es dem zweiten Glied 35 gestattet ist, relativ zum ersten
Glied 31 zu rotieren, ist das zweite Glied 35 vorzugsweise
zylindrisch. Das zweite Glied 35 kann dann einen Durchmesser D
haben, der geringer ist als die Breite W der Öffnung 55 in der Schnittstellenbeilagscheibe 50.
Mit dieser Anordnung kann das zweite Glied 35 relativ zum
ersten Glied rotieren, selbst wenn die Beilagscheibe 50 um
das erste Glied und das zweite Glied angeordnet ist.
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Wieder
zurückkehrend
zu 3, 4, 9 und 10 schließt die Verbindungsvorrichtung 30 auch
Mittel ein zum Drängen
des länglichen Implantats
oder Stabes R und des länglichen
Schafts 42 der Knochenbefestigung 40 zusammen.
In einer bevorzugten Ausführungsform
schließen
diese Mittel zum Drängen
eine Einstellschraube 60 mit einer Eingriffsspitze 61 ein,
die konfiguriert ist, um den Spinalstab R zu kontaktieren. Die Spitze 61 kann
eine Vielfalt von Formen haben zur Umsetzung der Längsbewegung
der Einstellschraube in eine seitliche Kraft auf den Stab. Die Schraube
schließt
auch einen Kopf 62 für
den Eingriff durch ein Treibwerkzeug und eine Reihe von Schraubengewinden
bzw. -Windungen 63 ein, die konfiguriert sind, um in eine
komplementäre Gewindebohrung 65 geschraubt
zu werden.
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Die
Bohrung 65 ist definiert in dem ersten Glied 31 und
schneidet sich mit der Öffnung 30.
Die Anordnung und Ausrichtung der Gewindebohrung 65 und
der Einstellschraube 60 ist derart, dass ein Einschrauben
der Schraube in die Bohrung eine seitliche Kraft auf den Spinalstab
R ausübt,
was ihn in Richtung eines Endes der Öffnung 32 drückt. Spezieller drängt oder
drückt
die Einstellschraube 60 den Spinalstab R beim Einschrauben
in die Bohrung 65 allmählich
zur Schnittstellenbeilagscheibe 50 und zum zweiten Glied 35.
Wie abgebildet in den Figuren ist die Einstellschraube oberseitenanziehend
bzw. von oben anzuziehen; dies bedeutet, dass sie leicht zugänglich ist
nach der Verbindungsanordnung. Dieses Merkmal reduziert das seitliche
Profil der Verbindungsanordnung und macht das finale Anziehen der Anordnung
für den
Chirurgen viel leichter.
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In
der Benutzung der Verbindungsvorrichtung 30 nimmt die Knochenbefestigung 40 Eingriff
an einem spezifischen Wirbel in einer gewünschten Orientierung. Der Stab
R wird gehandhabt, so dass die Vorrichtung 30, welche vorab
auf den Stab aufgeschraubt wurde, ausgerichtet ist mit dem Schaft 42, so
dass das zweite Glied 35 auf die Befestigung herab gelassen
werden kann, wobei der Schaft 42 durch die zweite Öffnung 36 hindurch
tritt. Während
der Stab R entlang der Wirbelsäule
in Position angeschmiegt wird, schwenkt das zweite Glied 35 relativ zum
am Stab angebrachten ersten Glied 31. Wenn der Stab schließlich positioniert
ist, liegt das zweite Glied 35 entlang dem Schaft frei,
bis endgültige
Höhenausrichtung
erreicht ist.
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Wenn
die Einstellschraube 60 in die Bohrung 65 eingeschraubt
wird, drückt
sie den Stab in Kontakt mit der Stabnut 52 der Schnittstellenbeilagscheibe 50.
Fortgesetztes Anziehen der Einstellschraube drängt die Schnittstellenbeilagscheibe 50 gegen
den Schaft 42 der Knochenbefestigung 40. An diesen Punkt
hat die Verbindungsvorrichtung 30 ihre finale Höhe und Winkelorientierung
eingenommen.
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Mit
dem ersten Glied 31 und dem zweiten Glied 35 in
ihrer richtigen Winkelbeziehung und mit der Verbindungsvorrichtung 30 auf
ihrer richtigen Höhe
relativ zur Knochenbefestigung 40 drückt weiteres Anziehen der Einstellschraube
den Schaft 42 der Befestigung in das Kontaktende 37 der
länglichen Öffnung 36.
Somit wird das finale Klemmen durchgeführt zwischen der Eingriffsspitze 61 der
Einstellschraube 60 und dem Kontaktende 37 der Öffnung 36 des
zweiten Glieds 35. Weiteres Anziehen der Einstellschraube 60 auf
einen voreingestellten Drehmomentwert stellt eine feste Verbindung
zwischen Stab R und der Stabnut 52 sicher und zwischen
dem Schnittstellenelement 45 der Knochenbefestigung 40 und
Element 54 der Schnittstellenbeilagscheibe 50. Eine
drehmomentbeschränkende
Einstellschraube 60 kann bereitgestellt sein, in welcher
der Kopf 62 der Schraube bei einem voreingestellten Drehmoment abschert,
so dass ein übermäßiges Anziehen
der Einstellschraube vermieden wird.
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In
einem weiteren Aspekt der Verbindungsvorrichtung 30 hat
die Schnittstellenbeilagscheibe 50 eine Dicke T, die kalibriert
ist, um solides Anziehen bzw. Spannen der Verbindungsvorrichtung 30 rund um
Stab R und Knochenbefestigung 40 zu gestatten. Die Schnittstellenbeilagscheibe 50 ist
angeordnet gleichzeitig über
sowohl dem ersten Glied und dem zweiten Glied. Somit kann die Beilagscheibe
Kontakt mit dem Spinalstab R behalten, bevor sie an das Ende der Öffnung 32 gedrängt wird.
Zusätzlich
kann die Beilagscheibe Kontakt mit dem Schaft 42 der Knochenbefestigung 40 beibehalten,
wenn der Schaft in das Kontaktende 37 der länglichen Öffnung 36 gepresst
wird.
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Weitere
Verbindungsvorrichtungen sind abgebildet in 11–14.
Eine Ausführungsform schließt eine
Spinalimplantatanordnung ein, die auch ähnliche winkelvariable und
höhenvariable
Einstellung der Position der Knochenbefestigung relativ zu einem
länglichen
Spinalimplantat gestattet. Die Spinalimplantatanordnung schließt eine
Verbindungsvorrichtung 80, eine Knochenbefestigung 84 und
Mittel zum Drängen
eines länglichen
Spinalimplantats, darge stellt als ein Stab R (siehe 11 und 13), gegen
die Knochenbefestigung 84 und gegen eine Wandung 83 der
Verbindungsvorrichtung ein. Die Verbindungsvorrichtung 80 schließt einen
einstückigen
Körper
mit einer Knochenbefestigungsöffnung 81 und
einer Spinalimplantatöffnung 82 ein.
Die Achsen durch die zwei Öffnungen
sind vorzugsweise gegeneinander senkrecht, während die Öffnungen in dieselbe Richtung
länglich
sind und teilweise überlappen.
Die Knochenbefestigungsöffnung 81 definiert eine
Breite, die es der Knochenbefestigung 84 erlaubt, bei einem
variablen Winkel mit Bezug auf das Spinalimplantat R orientiert
zu werden. Die Knochenbefestigunsöffnung 81 definiert
auch eine Wandung 86 an einem Ende gegenüberliegend
der Spinalimplantatöffnung 82.
Die Wandung 86 hat eine Eingriffsfläche 83, die eine Vielzahl
von strahlenförmigen
Riefen 90 definiert wie abgebildet in 12.
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Es
wird in Erwägung
gezogen, dass die Eingriffsfläche 83 ein
erhabenes Muster oder Rändelung einschließen kann.
Die strahlenförmigen
Riefen, das erhabene Muster oder das Rändelungsmuster ist ausgelegt
zum ineinandergreifenden Eingriff mit dem Schaft der Knochenbefestigung 84.
Die Verbindungsvorrichtung definiert weiterhin eine Bohrung 89,
die sich mit der Spinalimplantatöffnung
schneidet. Die Bohrung 89 ist ausgelegt, um ein Mittel
zum Drängen des
länglichen
Spinalimplantats R aufzunehmen, um gegen die Knochenbefestigung 84 zu
pressen und gleichzeitig die Knochenbefestigung 84 zu drängen, gegen
die Eingriffsfläche 83 der
Wandung 86 zu pressen.
-
In
dieser vorliegenden Ausführungsform
ist das Spinalimplantat R eingeschraubt durch die Spinalimplantatöffnung 82 und
direkt gesichert gegen den Schaft der Knochenbefestigung 84,
welcher eingeschraubt ist durch die Knochenbefestigungsöffnung. Ähnlich zu
dem, was für
vorige Ausführungsformen
beschrieben wurde, können
die Mittel zum Drängen
eine Einstellschraube 88, die durch die Bohrung 89 eingeschraubt
wird, einschließen.
Die Einstellschraube 88 hat eine Eingriffsspitze, die konfiguriert
ist, um das Spinalimplantat R zu kontaktieren. Wie abgebildet in 11 und 13 ist
die Einstellschraube oberseitenanziehbar und somit leicht zugänglich.
Da die Schnittstellenbeilagscheibe nicht notwendig ist mit dieser
vorliegenden Ausführungsform,
machen weniger Teile die Implantierungsanordnung für den Chirurgen
einfacher. Eine Konfiguration der Knochenbefestigung 84 kann
einen zylindrischen Schaft einschließen mit einer Oberfläche, die
konfiguriert ist mit länglichen
abstehenden Rippen 87.
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Die
Rippen können
ineinandergreifenden Eingriff haben mit der Eingriffsfläche 83 der
Verbindungsvorrichtung 80.
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Eine
bevorzugte Konfiguration der Knochenbefestigung, die mit der Verbindungsvorrichtung 80 zu
benutzen ist, ist abgebildet in 14. Diese
Knochenbefestigung 91 schließt einen länglichen Schaft 92 mit
vier im Wesentlichen flachen Seiten ein. Die Fläche von jeder im Wesentlichen
flachen Seite definiert zumindest eine abstehende Rippe 94,
um einen soliden Eingriff zwischen der Knochenbefestigung und der
Eingriffsfläche 83 der
Verbindungsvorrichtung 80 bereitzustellen.
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Es
wird in Erwägung
gezogen, dass, falls die Befestigung eine Knocheneingriffschraube 93 hat, auch
ein Innensechskant am distalen Ende des Schafts konfiguriert sein
kann, um an einem Werkzeug zum Treiben der Schraube in einen Knochen Eingriff
zu nehmen. Es wird auch in Erwägung
gezogen, dass eine Befestigung, die ein Bolzen oder ein Knochenhaken
ist, ebenfalls mit der Verbindungsvorrichtung 80 benutzt
werden kann.
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Das
erste Glied 31 muss wie beschrieben vorab auf den Stab
geladen werden. Das Glied kann jedoch konfiguriert sein für oberseitiges
Laden auf den Stab durch Berücksichtigung
der Merkmale für oberseitiges
Laden des Verbinders, abgebildet in 4 von U.S.
Patent Nr. 5,562,662 wie beschrieben in Spalte 7, Zeilen 10–13, und
wie abgebildet in 3A–3C und beschrieben in Spalte 5, Zeile 56–Spalte
8, Zeile 11.
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Zusätzlich nimmt
in der dargestellten Ausführungsform
das Mittel zum Drängen
oder die Einstellschraube 60 Eingriff innerhalb des ersten
Gliedes 31. Alternativ kann die Klemmkraft angewendet werden
am zweiten Glied 35. In diesem Fall würde die Spitze der Einstellschraube
vorzugsweise modifiziert werden gegenüber der in 10 der
vorliegenden Anwendung gezeigten Konfiguration. Diese alternative
Anordnung für
die Mittel zum Drängen
können konfiguriert
sein wie der Verbinder, der gezeigt ist in 3A–3C des Patents U.S. 5,562,662 und darin
beschrieben in Spalte 5, Zeile 6–Spalte 8, Zeile 11. Mit diesem
alternativen Ansatz würde
die Einstellschraube gegen den Schaft 42 der Knochenbefestigung 40 wirken,
um den Schaft gegen die Beilagscheibe 50 zu drücken, welche
dann den Stab R gegen das gegenüberliegende Ende der Öffnung 32 drängt.
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Die
Knochenbefestigung 40 wurde beschrieben als einschließend einen
Schaft 42 mit im Allgemeinen kreisförmigem Querschnitt. Nicht kreisförmige Querschnitte
können
verwendet werden, vorausgesetzt dass die Gestalt den Schaft 42 innerhalb
der Öffnung 36 im
zweiten Glied solide klemmend aufnimmt. Das Kontaktende 37 der Öffnung 36 kann eine
komplementäre
Gestalt haben. Als eine weitere Alternative kann entweder Kontaktende 37 oder Schaft 42 oder
beide eine Oberflächenaufrauung oder
ein ineinandergreifendes Merkmal haben, um den Klemmeffekt und den
Widerstand gegenüber Rutschen
zu verstärken.
Die Beilagscheibe 50 ist beschrieben als enthaltend eine
Nut 52 zum Klemmen des Stabes R. Andere Klemmerkmale werden
in Erwägung
gezogen, die eine solide Fixierung am Stab bereitstellen. Zusätzlich kann
das Klemmerkmal modifiziert sein, um Variationen in der Gestalt
des länglichen
Spinalimplantats zu berücksichtigen.
Beispielsweise kann der Stab R einen nicht kreisförmigen Querschnitt
haben.
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In
einer der dargestellten Ausführungsformen
sind die zwei Glieder 31 und 35 verbunden durch
Verbindungsmittel 39, die relative Rotation zwischen den
zwei Bestandteilen gestatten. Alternativ können die Verbindungsmittel
für variable
seitliche Trennung zwischen den zwei Gliedern sorgen, entweder alleine
oder mit der Relativrotationsfähigkeit. Wo
die Verbindungsmittel 39 den Gewindepfosten 70 und
die Bohrung 71 einschließen, kann somit die Gewindesteigung
modifiziert sein, um Grobeinstellung der seitlichen Trennung zu
gestatten, während
ein Glied relativ zum anderen rotiert wird.
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In
noch einer weiteren alternativen Ausführungsform kann das Schnittstellenelement 45 an
der Knochenbefestigung 40 variierende Grade an Auskragung
bzw. Erhebung haben. In der dargestellten Ausführungsform steht das Schnittstellenelement oder
die Rippe 45 hervor um 0,04 bis 0,10 inches (1,016–2,54 mm)
bezüglich
Schaft 41. Die Rippe kann weiter hervorstehen bezüglich dem
Schaft mit einem angemessenen Abnehmen der Dicke T der Schnittstellenbeilagscheibe 50.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung wie gezeigt in 15–16 schließt eine Verbindungsvorrichtung 99 einen
Körper 100 ein.
Der Körper 100 definiert,
wie besser gesehen in 17, eine erste Öffnung 101 und
eine zweite Öffnung 102. Die
erste Öffnung 101 ist
konfiguriert zum Aufnehmen eines länglichen Spinalimplantats oder
Stabes R dadurch und die zweite Öffnung 102 ist
konfiguriert zum Aufnehmen einer Knochenbefestigung 103.
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Genauer
ist die zweite Öffnung 102 dimensioniert,
um den länglichen
Schaft 104 der Knochenbefestigung 103 gleitend
aufzunehmen. Die erste Öffnung 101 ist
länglich
entlang einer ersten Achse A1 und die zweite Öffnung 102 ist länglich entlang
einer zweiten Achse A2, im Wesentlichen senkrecht zu der ersten
Achse A1, wie gezeigt in 15. Zusätzlich überlappt
die erste Öffnung 101 die
zweite Öffnung 102 in
der mit der r bezeichneten Region. Diese Überlappungsregion erlaubt es
dem Spinalimplantat R in direktem Kontakt mit dem länglichen
Schaft 104 der Knochenbefestigung 103 zu kommen,
wenn der Schaft sich durch die zweite Öffnung 102 erstreckt.
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Wie
dargestellt in 17 definiert die zweite Öffnung 102 einen
Stopfenschlitz 105 zur Aufnahme eines Stopfens 110 wie
gezeigt in 15–16. Der
Stopfenschlitz 105, welcher angeordnet ist an einem Ende
der zweiten Öffnung 102 gegenüberliegend
der Überlappungsregion
r, definiert eine Wandung 106 am gegenüberliegenden Ende der ersten Öffnung 101.
Die Wandung 106 definiert eine Eingriffsfläche 107,
welche vorzugsweise eine Vielzahl von strahlenförmigen Riefen einschließt. Es wird
in Erwägung
gezogen, dass die Eingriffsfläche 107 alternativ
ein erhabenes oder gerändeltes
Muster einschließen
kann. Die Vielzahl von strahlenförmigen Riefen,
das erhabene Muster oder Rändelmuster
ist ausgelegt für
ineinandergreifenden Eingriff mit dem Stopfen 110.
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Sich
nun 18–19 zuwendend
ist der Stopfen 110 eine kreisförmige Scheibe, dimensioniert,
um raumfest in den Stopfenschlitz 105 zu passen (Übergangspassung).
Der Stopfen 110 hat eine Passfläche 111, konfiguriert,
um zur Eingriffsfläche 107 der
Wandung 106 zu passen (siehe 17). Die Passfläche 111,
gezeigt in 19, definiert eine Vielzahl
von strahlenförmigen
Riefen 115, die im Zentrum 117 des Stopfens 110 konvergieren.
Alternativ kann die Passfläche 111 andere
erhabene Muster definieren, wie in der Art von Kreuzschraffierung,
Multifacetierung oder Rändelung.
Es sollte verstanden werden, dass das Muster der Passfläche 111 des
Stopfens 110 zum Muster der Eingriffsfläche 107 der Wandung 106 selbstverständlich komplementär sein sollte
(siehe 17), damit der Stopfen einen
ineinandergreifenden Eingriff mit der Wandung bildet und Rotation-
oder Translationversetzung in der finalen Konfiguration der Verbindungsvorrichtung
verhindert.
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Wie
dargestellt in 18 definiert der Stopfen 110 eine
zweite Fläche 112,
welche dem länglichen
Schaft 104 der Knochenbefestigung 103 gegenübersteht,
wenn der Stopfen in sei ner Betriebsposition ist, wie abgebildet
in 15–16.
Die zweite Fläche 112 des
Stopfens definiert vorzugsweise eine Nut 114 zum Aufnehmen
des länglichen Schafts 104 der
Knochenbefestigung 103. Die Nut ist vorzugsweise gebildet
mit einem Durchmesser, der geringfügig geringer ist als der Durchmesser
des länglichen
Schafts 104 für
ein weiterentwickeltes "3-Punkt-Scher-Klemm-" Merkmal des TSRH® System.
Während
die bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung die Benutzung der Nut 114 für einen
kreisförmigen
länglichen
Schaft der Knochenbefestigung in Erwägung zieht, werden andere Klemm- oder Anbringungsmechanismen
in Erwägung
gezogen. Zum Beispiel kann der längliche Schaft
der Knochenbefestigung gebildet sein aus einem relativ weicheren
Material als der Stopfen 110, während die zweite Fläche 112 des
Stopfens 110 Oberflächenmerkmale
einschließen
kann, die konfiguriert sind, um den länglichen Schaft zu penetrieren bzw.
in ihn einzudringen, oder andersherum.
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Während die
bevorzugte Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung komplementäre Eingriffsmuster zwischen
der Passfläche
des Stopfen und der Eingriffsfläche
der Wandung vorsieht, können
gleichermaßen
andere ineinandergreifende oder Anbringungsmechanismen implementiert
werden. Zum Beispiel kann die Passfläche 111 des Stopfens 110 gebildet
sein aus einem relativ weicheren Material als die Eingriffsläche 107 der
Wandung 106, während
die Eingriffsfläche 107 der
Wandung 106 Oberflächenmerkmale
einschließen
kann, die konfiguriert sind, um die Passfläche 111 zu penetrieren,
oder andersherum. Es werden auch andere oberflächige ineinandergreifende Anordnungen
in Erwägung
gezogen, die den Stopfen 110 solide an der Wandung 106 fixieren
können,
um relative Bewegung unter typischen Wirbelsäulenlasten zu verhindern.
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Wieder
zurückkehrend
zu 15–16 definiert
der Körper 100 weiterhin
eine erste Bohrung 108 einschließlich einer Bohrungsöffnung 108'. Die erste
Bohrung 108, welche die erste Öffnung 101 an einem
gegenüberliegenden
Ende der zweiten Öffnung 102 schneidet,
ist konfiguriert um Mittel zum Drängen 109 aufzunehmen.
Die Drängmittel
schließen
ein Drängglied 119 ein,
dass sich durch die erste Bohrung 108 erstreckt. Das Drängglied
kann eine Einstellschraube 119' sein. Somit ist die erste Bohrung 108 mit
einem Gewinde versehen, um die Einstellschraube 119' aufzunehmen.
Die Anordnung und Ausrichtung der mit Gewinde versehenen ersten Bohrung 108 und
der Einstellschraube 119' sind
derart, dass das Einschrauben der Schraube in die Bohrung eine seitliche
Kraft auf das Spinalimplantat R ausübt, was es gegen ein Ende der
ersten Öffnung 101 drückt. Spezieller
drängt
oder drückt
die Einstellschraube 119' das
Spinalimplantat R nach und nach gegen den länglichen Schaft 21 der
Knochenbefestigung 103, wenn sie in Bohrung 108 eingeschraubt wird.
Anschließend
wird der längliche
Schaft 104 der Knochenbefestigung 103 gegen den
Stopfen 110 gepresst, welcher letztlich gegen die Wandung 106 gepresst
wird. Wie in den Figuren abgebildet ist die Einstellschraube oberseitig
anziehend; dies bedeutet, dass sie leicht zugänglich ist direkt nach dem
Zusammenbau der Verbindung. Dieses Merkmal reduziert das seitliche
Profil der Verbindungsvorrichtung und macht finales Anziehen der
Vorrichtung für
den Chirurgen viel leichter.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung, wie gezeigt in 15–16,
schließt
eine Spinalanordnung 121 die Verbindungsvorrichtung 99,
hierin vorangehend beschrieben, und eine Knochenbefestigung 103 ein.
Die Spinalanordnung ist bereitgestellt, um winkelvariable und höhenvariable Einstellungen
der Position der Knochenbefestigung relativ zu einem länglichen
Spinalimplantat R zu gestatten. Das längliche Spinalimplantat R kann
eine Vielzahl von Formen annehmen, wie einen Stab oder einer Platte.
Als ein Stab kann das Spinalimplantat einen kreisförmigen oder
nicht kreisförmigen
Querschnitt haben, der vorzugsweise konfiguriert ist, um Anbringung
der Verbindungsvorrichtung 99 an verschiedenen Positionen
entlang der Länge
des Implantats zu gestatten. Vorzugsweise, obwohl nicht notwendigerweise,
kann das Spinalimplantat auch konfiguriert sein, um Rotation der
Verbindungsvorrichtung um die Längsachse
des Implantats zu gestatten.
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Wie
in 16 gezeigt schließt die Knochenbefestigung 103 einen
Knocheneingriffabschnitt 120 ein, der konfiguriert ist
zur Anbringung an einem Abschnitt der Wirbelsäule. In der dargestellten Ausführungsform
bildet der Knocheneingriffsabschnitt 120 Knocheneingriffsgewinde
in der Art einer Stilschraube aus. Wie oben angegeben werden andere
Knochenanbringungskonfigurationen durch die Erfindung in Erwägung gezogen.
Die Befestigung 103 schließt auch einen länglichen
Schaft am oberseitigen Abschnitt der Befestigung ein. Vorzugsweise
ist der längliche
Schaft 104 zylindrisch, glatt und kann raumfest in der
Nut 114 des Stopfens 110 ruhen. Ein Innensechskant
(nicht gezeigt) kann bereitgestellt sein am oberseitigen Ende des
länglichen
Schafts 104 für den
Eingriff eines Werkzeugs zum Schrauben der Knochenbefestigung 103 in
einen Wirbel. Alternativ kann ein Außensechskant oder Antriebsabschnitt
bereitgestellt sein für
Eingriff durch ein geeignetes Treibwerkzeug. Wo die Knochenbefestigung 103 ein Spinalhaken
ist, ist der Innensechskant nicht notwendig, sondern Greifaussparungen
können
zum Schaft hinzu gefügt
werden.
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Bei
der Benutzung der Spinalanordnung 121 wie dargestellt in 15–16 nimmt
die Knochenbefestigung 121 Eingriff an einem spezifischen Wirbel
in einer gewünschten
Orientierung. Das Spinalimplantat R wurde vorab aufgeschraubt auf
die Verbindungsvorrichtung 99 durch die erste Öffnung 101 während es
in Position entlang der Wirbelsäule angeschmiegt
wird. Die Verbindungsvorrichtung 99 ist ausgerichtet mit
der Knochenbefestigung 103, so dass der längliche
Schaft 104 durch die zweite Öffnung 102 hervorsteht.
Der Stopfen 110 wird eingesetzt in den Stopfenschlitz und
gedreht um die erste Achse A1 in der Richtung R', bis die Nut 114 den länglichen
Schaft 104 richtig aufnimmt in einer gewünschten
Winkelorientierung und einer gewünschten
Höhe. Wenn
die Einstellschraube 119' in
die Bohrung 108 eingeschraubt wird, drückt sie das Spinalimplantat
R in Kontakt mit dem länglichen
Schaft 104 der Knochenbefestigung 103. Fortgesetztes
Anziehen der Einstellschraube drängt
den länglichen Schaft 104,
auf die Nut 114 am Stopfen 110 zu pressen, und
folglich den Stopfen 110 gegen die Wandung 106 zu
pressen. An diesem Punkt hat die Spinalanordnung 121 ihre
finale Höhe
und Winkelorientierung eingenommen. Falls notwendig ist jedoch sowohl
Höhen-
als auch Winkelneueinstellung und einfach, speziell in dem Fall,
in welchem die Knochenbefestigung 103 ein Knochenhaken
ist. Da sowohl die Einstellschraube 119' und der Stopfen 110 zugänglich sind
von der Oberseite der Verbindungsvorrichtung 99, ist es
für den
Chirurgen einfach, die Einstellschraube 119' zu lösen, die Knochenbefestigung 103 in
einer neuen Position einzustellen, den Stopfen 110 zu rotieren,
um den länglichen
Schaft 104 der Knochenbefestigung 103 korrekt
in dessen Nut 114 aufzunehmen, und die Einstellschraube 119' wieder anzuziehen.
Dieser Vorgang kann durchgeführt
werden ohne Stören
des Rests des Spinalanordnungssystems.
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Sich
nun 20–21 zuwendend schließt eine
Spinalanordnung 130 in noch einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Verbindungsvorrichtung 129 und
eine Knochenbefestigung 140 ein. Die Spinalanordnung 130 ist ebenfalls
bereitgestellt, um winkelvariable und höhenvariable Einstellung der
Position der Knochenbefestigung relativ zu einem länglichen
Spinalimplantat R zu gestatten. Die Verbindungsvorrichtung 129 schließt im Wesentlichen
dieselben Merkmale ein wie die Verbindungsvorrichtung 99,
gezeigt in 15–16. Die
Verbindungsvorrichtung 129 schließt einen Körper 131 ein, welcher
eine erste Öffnung 132 und
eine zweite Öffnung 133 definiert.
Die erste Öffnung 132 ist
konfiguriert zur Aufnahme eines länglichen Spinalimplantats oder
Stabes R dadurch, und die zweite Öffnung 133 ist konfiguriert
zur Aufnahme einer Knochenbefestigung 140. Genauer ist die
zweite Öffnung 133 dimensioniert,
um den länglichen
Schaft der Knochenbefestigung gleitend aufzunehmen. Die erste Öffnung 132 ist
länglich
entlang einer ersten Achse A1 und die zweite Öffnung 133 ist länglich entlang
einer zweiten Achse A2, im Wesentlichen senkrecht zur ersten Achse.
Die erste Öffnung 132 überlappt
die zweite Öffnung 133 in
einer mit r bezeichneten Region. Die Überlappungsregion r gestattet
es dem Spinalimplantat R, in direktem Kontakt mit dem länglichen
Schaft 151 der Knochenbefestigung 140 zukommen,
wie abgebildet in 20–21.
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Die
zweite Öffnung 133 schließt einen
Stopfenschlitz 144 zur Aufnahme eines Stopfens 134 ein. Der
Stopfenschlitz 144, welcher angeordnet ist an einem Ende
gegenüberliegend
der ersten Öffnung 132, definiert
eine Wandung 135 gegenüber
der ersten Öffnung.
Die Wandung schließt
eine Eingriffsfläche 136 ein,
welche eine Vielzahl von strahlenförmigen Riefen oder ein erhabenes
Muster wie zuvor beschrieben definiert. Der Körper 131 definiert
weiterhin eine erste Bohrung 138, die die erste Öffnung 132 schneidet
an einem Ende gegenüberliegend
der zweiten Öffnung 133,
und eine zweite Bohrung 141, die den Stopfenschlitz 144 im
Zentrum der Wandung 135 schneidet. Die erste Bohrung 138,
die eine Bohrungsöffnung 138' einschließt, ist
konfiguriert, um Mittel zum Drängen 139 aufzunehmen,
welche ein Drängglied 149 einschließt, dass
sich durch die erste Bohrung 138 erstreckt.
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Sich
nun 22–23 zuwendend
ist der Stopfen 134 eine kreisförmige Scheibe, dimensioniert,
um in den Stopfenschlitz 144 zu passen, und ist drehbar
um die erste Achse A1 in der Richtung von R' (siehe 20–21).
Insbesondere definiert der Stopfen 134 eine Zentralbohrung 142,
welche, unabhängig
von der Rotationsposition des Stopfens 134 im Stopfenschlitz,
immer in Ausrichtung ist mit der zweiten Bohrung 141 des
Körpers 131.
Der Stopfen 134 definiert eine Passfläche 137, welche eine
Vielzahl von strahlenförmigen
Riefen 147 oder ein anderes Oberflächendesign einschließen kann,
dass zur Passung gebracht werden kann mit der Eingriffsfläche 136 der
Wandung 135. Ähnlich
zu dem was zuvor beschrieben wurde, definiert der Stopfen 134 auch
eine zweite Oberfläche 145,
die eine Nut 146 einschließt zur Aufnahme des länglichen
Schafts 151 der Knochenbefestigung 140 wie dargestellt
in 20–21.
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In
dieser besonderen Ausführungsform schließt die Verbindungsvorrichtung 129 weiterhin
Sicherungsmittel 143 zum Sichern des Stopfens 134 am
Körper 131 ein.
Die Sicherungsmittel 143 schließen ein Sicherungsglied 143' ein, dass sich
durch die zweite Bohrung 141 und die Zentralbohrung 142 erstreckt.
Das Sicherungsglied 143' kann
eine zweite Einstellschraube oder -niete sein. Wo das Sicherungsglied 143' eine zweite
Einstellschraube ist, sind sowohl die zweite Bohrung 141 und
die Zentralbohrung 142 mit Gewinde versehen, um die zweite
Einstellschraube korrekt aufzunehmen.
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Bei
der Benutzung der Spinalanordnung 130 wie dargestellt in 20–21 wurde
das Spinalimplantat R vorab aufgeschraubt durch die erste Öffnung 132 der
Verbindungsvorrichtung 129. Die Knochenbefestigung 140,
welche Eingriff nahm an einem spezifischen Wirbel, ist ausgerichtet
mit der Verbindungsvorrichtung 129, so dass der längliche
Schaft 151 hervorsteht durch die zweite Öffnung 133 und
die Verbindungsvorrichtung 129 in einer gewünschten Höhe positioniert
ist. Nachdem der Stopfen 134 in den Stopfenschlitz eingesetzt
wurde, wird er entlang der ersten Achse A1 in der Richtung R' rotiert, bis die Nut 146 den
länglichen
Schaft 151 korrekt aufnimmt in einer gewünschten
Winkelorientierung und einer gewünschten
Höhe. Dann
wird das Sicherungsglied 143' durch
die zweite Bohrung 141 des Körpers 131 und die
Zentralbohrung 142 aufgeschraubt, um den Stopfen 134 stramm
gegen die Wandung zu sichern.
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Während das
Drängglied 149,
welches eine Einstellschraube 149' einschließen kann, in die Bohrung 138 eingeschraubt
wird, wird es das Spinalimplantat R in Kontakt mit dem länglichen
Schaft 151 der Knochenbefestigung 140 drücken. Fortgesetztes
Anziehen der Einstellschraube drängt
den länglichen Schaft 151 dazu,
an die Nut 146 zu pressen und folglich den Stopfen 134 gegen
die Wandung 135 zu pressen. An diesem Punkt bilden die
Passfläche 147 des
Stopfens einen ineinandergreifenden Eingriff mit der Eingrifffläche 136 der
Wandung 135 und die Spinalanordnung 130 nimmt
ihre finale Höhe
und Winkelorientierung an. Falls jedoch eine Neueinstellung erforderlich
ist, kann der Stopfen 134 gelöst werden von der Eingriffwandung 135 durch
Lockern sowohl des Drängglieds 149 und
des Sicherungsglieds 143'. Die
Neupositionierung der Knochenbefestigung 140 kann gemacht
werden, gefolgt von der Rotation des Stopfens 134, um den
länglichen
Schaft 151 der Knochenbefestigung 140 korrekt
aufzunehmen. Auf diese Weise müssen
andere Komponenten des Spinalimplantatsys tems nicht gestört werden.
Alternativ können
die Knochenbefestigung 140 und der Stopfen 134 gehalten
werden in der Originalposition, während der Körper 131 der Verbindungsvorrichtung 129 geschwenkt
wird, um eine neue Position einzunehmen. Schließlich können das Drängglied 149 und Sicherungsglied 143' wieder angezogen
werden.
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Noch
eine weitere Alternative ist es, den Stopfen 134 innerhalb
des Stopfenschlitzes 144 nur lose zu sichern mit dem Sicherungsglied 143', während es
dem Stopfen gestattet wird, frei in der Richtung von R' um die erste Achse
A1 zu rotieren. Der Stopfen 134 wird nur nach der Anwendung
der Klemmkraft, die durch das Anziehen des Drängglieds 149 erzeugt
wird, in seine Stelle gegen die Wandung 135 gepresst. Dieses
alternative Merkmal erlaubt es der Neueinstellung der Spinalimplantatanordnung einfach
ausgeführt
zu werden nur durch Lösen
und Anziehen des Drängglieds 149.
Spezieller kann der Stopfen 134 rotationseingestellt werden,
wenn das Drängglied 149 gelockert
ist, um den länglichen Schaft
der Knochenbefestigung korrekt aufzunehmen. Danach kann das Drängglied
angezogen werden, um alle Komponenten in einer korrekten Position
solide zu fixieren.
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Sich
nun 24–26 zuwendend schließt in Übereinstimmung
mit einer weiteren Ausführungsform
eine Verbindungsvorrichtung einen Körper 161 ein, welcher
alle die Merkmale einschließt,
die für
den Körper 131 in
der vorangehenden Ausführungsform
beschrieben wurden. Der Körper 161 definiert
eine erste Öffnung 162,
eine überlappende
zweite Öffnung 163 einschließlich eines Stopfenschlitzes 170.
Eine erste Bohrung 167, die erste Öffnung 162 schneidend,
weist eine Bohrungsöffnung 166 zur
Aufnahme eines Drängglieds
auf. Die zweite Öffnung
definiert eine Wandung 165, welche eine Eingriffsfläche 164 einschließt. Der
Körper 161 definiert
weiterhin eine zweite Bohrung 171, die den Stopfenschlitz 170 schneidet.
Das zusätzliche Merkmal
an diesem Körper 161 schließt eine
erste Seitenwandung 168 und eine zweite Seitenwandung 169 ein,
die innerhalb der zweiten Öffnung 163 angeordnet
sind. Die Seitenwandung sind erhaben und konvergieren gegeneinander,
wobei sie eine Lücke
G am Zentrum der zweiten Öffnung 163 lassen,
die ausreichend ist zum Aufnehmen des länglichen Schafts der Knochenbefestigung.
Somit wirkt in dieser Ausführungsform
die Lücke
G der zweiten Öffnung 163 im
Wesentlichen als ein Dreh- bzw. Stützpunkt, um den der Körper 161 geschenkt
werden kann relativ zum länglichen
Schaft der Befestigung, um den Körper
korrekt zu orientieren.
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Mit
dieser Ausführungsform
konvergieren die erhabenen Wandungen unter einem vorbestimmten Winkel
basierend auf dem zu erwartenden Bereich von Winkelorientierung
der Knochenbefestigung relativ zum Körper 161 der Verbindungsvorrichtung. Wie
dargestellt in 26 schließt die Eingriffsläche 164 der
Wandung 165 eine Vielzahl von strahlenförmigen Riefen ein, die gegen
die zweite Bohrung 171 konvergieren. Selbstverständlich werden
andere Oberflächenmuster
als die hierin beschriebenen in Erwägung gezogen.
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Obwohl
in den dargestellten Ausführungsformen
die Knochenbefestigung eine Knochenschraube ist, sollte verstanden
werden, dass andere Knochenbefestigungen in Erwägung gezogen werden, wie verschiedene
Typen von Wirbelhaken und Knochenbolzen. Zusätzlich können die Prinzipien der Erfindung
angewendet werden auf andere Spinalimplantatbestandteile, die nicht
notwendigerweise Eingriff nehmen an einem Wirbel. Zum Beispiel kann
winkelvariable und längenvariable
Positionierung in Erwägung
gezogen werden in Verbindung mit einem Querverbinder zwischen zweit
Spinalimplantaten, die allgemein parallel zueinander verlaufen entlang
einer Länge
der Wirbelsäule.
Darüber
hinaus kann eine sich seitlich erstreckende Komponente angebracht sein
an einem Spinalimplantat unter Benutzung der vorliegenden erfinderischen
Verbindungsvorrichtung, wo andere Implantate, wie Knochenbefestigungen, angebracht
sind an der sich seitlich erstreckenden Komponente.
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In
den obigen Beispielen wurde die Knochenbefestigung 103 beschrieben
als einschließend einen
Schaft 104 von allgemein kreisförmigem Querschnitt. Nicht kreisförmige Querschnitte
können
verwendet werden, vorausgesetzt, dass die Gestalt ein solides Klemmen
des länglichen
Schaftes 104 innerhalb der Nut 114 am Stopfen 110 berücksichtigt.
Der längliche
Schaft 104 kann auch hervorstehende Rippen oder andere
Oberflächenmerkmale
haben, konfiguriert, um die Oberfläche der Nut 114 des
Stopfens 110 zu penetrieren bzw. darin einzudringen, um
den Klemmeffekt und den Widerstand gegen rutschen zu verstärken.