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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft allgemein eine polyaxiale Pedikelschraube zum
Gebrauch mit orthopädischen
Fixationssystemen mit modularen Komponenten. Genauer ausgedrückt betrifft
die vorliegende Erfindung eine Schraube zur Einführung in den Wirbelknochen,
die einen Schaft und einen Satz modularer Kopplungselemente aufweist,
die polyaxial daran über
ein Stielelement angebracht werden, das flexibel mit dem oberen
Teil des Schaftteils verbunden ist, wodurch die Wirksamkeit der
Implantatbaugruppe durch Bereitstellen von Winkelausrichtungsfreiheit um
den Stab, Schaft und die modularen Elemente verbessert wird.
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BESCHREIBUNG
DES STANDES DER TECHNIK
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Die
Knochen und das Bindegewebe des Rückgrats eines menschlichen
Erwachsenen bestehen aus mehr als 20 getrennten Knochen, die aufeinanderfolgend
aneinander durch einen Dreigelenkkomplex gekoppelt sind, der aus
einer vorderen Scheibe und den beiden hinteren Facettengelenken besteht,
wobei die vorderen Scheiben benachbarter Knochen durch Knorpelabstandshalter
abgepolstert werden, die als die Bandscheiben bezeichnet werden.
Nun bezugnehmend auf die 1, 2 und 3,
eine Drauf-, Seiten- und Rückansicht
eines Wirbelkörpers,
ist ein Paar benachbarter Wirbelkörper bzw. eine Abfolge von
Wirbelkörpern
gezeigt. Das Rückenmark
ist in dem zentralen Kanal 10 untergebracht, geschützt von
der Rückseite
durch eine als die Lamina 12 bezeichnete Knochenschale.
Die Lamina 12 enthält
einen sich nach hinten und nach unten erstreckenden Teil, der als
der Dornfortsatz 16 bezeichnet wird, und sich seitlich
erstreckende Strukturen, die als die Querfortsätze 14 bezeichnet
werden. Der vordere Teil des Rückgrats
weist einen Satz allgemein zylindrisch geformter Knochen auf, die
aufeinander gestapelt sind. Diese Teile der Wirbel werden als die
Wirbelkörper 20 bezeichnet,
und sind jeweils voneinander durch die Bandscheiben 22 getrennt.
Die Pedikel 24 weisen Knochenbrücken auf, die den vorderen
Wirbelkörper 20 an
die entsprechende Lamina 12 koppeln.
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Das
Rückgrat
aus Knochen ist äußerst komplex
darin, dass es über
zwanzig aneinander gekoppelte Knochen aufweist, die kritische Elemente
des Nervensystems aufnehmen und schützen, welches unzählige Nerven
und Durchblutungskörper
in dichter Nähe
enthält.
Trotz dieser Komplexitäten
ist das Rückgrat
eine äußerst flexible
Struktur, die zu einem großen
Ausmaß von
Krümmung
und Verdrehung in beinahe jede Richtung in der Lage ist. Genetische oder
Entwicklungsunregelmäßigkeiten,
Trauma, chronischer Stress, Tumore und Krankheiten können jedoch
zu Rückenpathologien
führen,
die entweder diesen Bewegungsbereich begrenzen und/oder die kritischen
Elemente des innerhalb des Rückgrats
untergebrachten Nervensystems bedrohen. Eine Vielzahl von Systemen
ist im technischen Gebiet offenbart worden, die diese Immobilisierung
durch Implantieren künstlicher
Baugruppen in oder an das Rückgrat
erreichen. Diese Baugruppen können
als vordere, hintere oder laterale Implantate klassifiziert werden.
Wie die Klassifikationen vorschlagen, sind die lateralen und vorderen
Baugruppen an den vorderen Teil des Rückgrats gekoppelt, welcher
diese Abfolge von Wirbelknochen darstellt. Hintere Implantate umfassen
allgemein Paare von Stäben,
die entlang der Achse ausgerichtet sind, auf der die Knochen anzuordnen
sind, und die dann an dem Rückgrat
entweder durch Haken, welche an die Lamina koppeln oder an den Querfortsätzen befestigen,
oder durch Schrauben befestigt werden, die durch die Pedikel eingeführt werden.
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"Stabbaugruppen" umfassen allgemein
eine Vielzahl solcher Schrauben, die durch die hinteren Seitenflächen der
Laminae, durch die Pedikel, und in ihre jeweiligen Wirbelkörper implantiert
werden. Diese Schrauben sind typischerweise mit oberen Teilen versehen,
die Kopplungsmittel zum Aufnehmen und Befestigen eines länglichen
Stabs durch dieselben aufweisen. Die Stäbe erstrecken sich entlang
der Achse des Rückgrats,
wobei sie an die Mehrzahl von Schrauben über ihre Kopplungsmittel gekoppelt
werden. Die Starrheit des Stabs kann zum Ausrichten des Rückgrats
in Übereinstimmung
mit einer gesünderen
Form genutzt werden.
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Es
ist jedoch identifiziert worden, dass eine beträchtliche Schwierigkeit mit
dem Einführen
von Schrauben entlang einer fehlausgerichteten Krümmung und
gleichzeitigem genauen Positionieren der Kopplungselemente derart
verknüpft
ist, dass die den Stab aufnehmenden Teile derselben so ausgerichtet sind,
dass der Stab durch dieselben hindurchgeführt werden kann, ohne die Schrauben
zu ziehen. Es ist bekannt, dass Versuche beim Erreichen richtiger Ausrichtung
mit fixierten Schrauben erhöhte
Operationszeit erfordern, was bekanntlich viele mit dem Eingriff
verknüpfte
Komplikationen erhöht.
Oft können chirurgische
Bemühungen
mit solchen Einrichtungen fixierter Achsen nicht erreicht werden,
wodurch der Versuch des Einsatzes solcher Instrumente völlig erfolglos
gestaltet wird.
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US-A-4
946 458 beschreibt eine Pedikelschraube, die einen Schaft mit einer
Fassung, einen Stiel mit einem Pfostenteil und einem Kugelteil,
der in die Fassung passt, und eine Muffe zum Koppeln des Schafts
und des Stiels aufweist. Die Präambel
von Anspruch 1 des vorliegenden Falls basiert auf US-A-4,946,458.
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Die
Technik enthält
eine Vielzahl von Versuchen, Instrumente bereitzustellen, die dem
Chirurgen erhöhte
Freiheit in Bezug zum Ausrichten der Schraube und des Stabs erlauben,
die meisten sind jedoch komplex, unzureichend zuverlässig, und
ihnen fehlt langfristige Haltbarkeit. Außerdem fehlt ihnen allgemein
das Merkmal, aufgebaut zu sein, um zu den bestimmten anatomischen
Anforderungen des Rückgrats
jedes Patienten zu passen. Insbesondere das IsolaTM System,
das durch Acromed hergestellt wird, leidet unter vielen dieser Fehler
insofern, dass es dem Chirurgen nicht ermöglicht, die Stabkopplungsmittel
der Schrauben frei abwinkeln zu können, um den Stab zu treffen.
Genauer ausgedrückt,
wie in den 4 und 5 dargestellt
ist, besteht das Isola-System
aus einem Schaftteil, der in das Pedikel eines Patienten einzuführen ist,
wobei der Schaft einen Gewindestielteil aufweist, der sich starr
nach oben von dem oberen Teil des Schaftteils erstreckt. (Die Berührungsfläche des
Schaftteils und des Stielteils umfasst einen hexagonal geformten Ringraum
zum Eingriff mit einem Drehmomentschlüssel, um Einführung zuzulassen).
Wenn der Schaft und Stiel eingeführt
worden sind, schiebt der Chirurg schraubend eine Anzahl von Abstandselementen
auf den Stielteil vor (die Abstandselemente sind Gewindescheiben,
von denen einige eine nichteinheitliche Dicke aufweisen, um so dem
Gesamtaufbau eine Winkelvorspannung oder Neigung zu verleihen).
Als nächstes
setzt der Chirurg das Stabkopplungsmittel (das schiebend axial auf
den Stab vorgeschoben wird) auf den Stiel. Das Stabkopplungsmittel
umfasst einen Längsschlitz,
so dass die bestimmte Position des Stabkopplungsmittels in Bezug
zum Stiel geringfügig
variiert werden kann. Nach vollständiger Positionierung befestigt
der Chirurg die Baugruppe zusammen mit einer oberen Sicherungsmutter.
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Während das
Isola-System modular ist, um begrenzte Variierbarkeit in dem Aufbau
bereitzustellen, hat es eine sehr begrenzte Abwinkelungsfähigkeit
(der Stiel ist starr an dem Schaftteil befestigt), und die begrenzte
Abwinkelungsfähigkeit,
die es besitzt, beinhaltet eine Überfülle von
nichteinheitlich dicken Abstandselementen, die mühsam in einer chirurgischen
Umgebung zu verwenden sind.
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Es
ist deshalb die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Baugruppe
aus Pedikelschraube und Kopplungselement zu schaffen, die polyaxiale
Freiheit von Implantationswinkelausrichtung in Bezug zur Stabaufnahme
bereitstellt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Der
vorliegenden Erfindung zufolge wird eine modulare Pedikelschraubenbaugruppe
geschaffen, umfassend:
einen Schaft mit einer Krümmungsfassung
ausgebildet im oberen Teil desselben, wobei die Fassung eine Ausnehmung
mit einem konstanten Krümmungsradius
ist und eine Oberfläche
begrenzt, die einen größeren Umfang
als eine Halbkugel aufweist;
einen Stiel mit einem oberen Pfostenteil
und einem unteren Kugelteil, wobei der Kugelteil einen größeren Durchmesser
als der obere Pfostenteil aufweist, und der Kugelteil geformt ist,
um in die Krümmungsfassung
eingesteckt zu werden und zu Beginn in dieser zu rotieren;
eine
Manschette mit einem hohlen zylindrischen Körper, in dessen Oberseite eine Öffnung mit
einem größeren Durchmesser
als dem des oberen Pfostenteils und kleiner als dem des Kugelteils
vorgesehen ist, so dass vor Positionieren der Manschette auf dem Schaft
der Stiel polyaxial in Bezug zum Schaft über einen Bereich von Ausrichtungen
rotieren kann, die Koaxiale und Nichtkoaxiale einschließen, und
so dass, nach Positionierung der Manschette auf dem Schaft, der
Kugelteil in der Krümmungsfassung quetschverriegelt
wird, wodurch weitere Bewegung des Stiels in Bezug zum Schaft verhindert
wird;
Mittel zum Koppeln der Manschette auf dem Schaft;
Mittel
zum Koppeln eines Stabs an dem Stiel; und die gekennzeichnet ist
durch
mindestens einen axialen Schlitz ausgebildet in dem oberen
Teil des Schafts, wobei der Schlitz sich axial nach unten von dem
oberen Teil des Schafts zu einer Position erstreckt, die niedriger
als der maximale Durchmesser der Krümmungsfassung ist.
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Durch
Verwendung der vorliegenden Erfindung kann eins oder mehrere der
Folgenden erreicht werden:
- (i) eine Baugruppe,
die eine reduzierte Anzahl von Elementen aufweist, und die dementsprechend beschleunigte
Implantation ermöglicht.
- (ii) eine Baugruppe, die zuverlässig, haltbar ist, und langfristige
Fixationsabstützung gewährleistet.
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Genauer
ausgedrückt
umfasst der Schaftteil einen länglichen
Schaftteil mit dem Gewinde einer Knochenschraube (Standard oder
anders, jedoch für richtigen
Halt des Knochens geeignet). Der oberste Teil des Schafts weist
eine schalenförmige
Ausnehmung auf, die eine Fassung bildet. Dieser Fassungsteil ist
größer als
eine vollständig
halbkugelförmige Ausnehmung.
Mindestens ein axialer Schlitz muss vorgesehen sein, so dass die
Kugel in die Fassung geschoben werden kann. Eine kleine hexagonale Bohrung
kann in dem Boden der schalenförmigen Fassung
koaxial zu dem Schaft vorgesehen werden, so dass ein Schraubendrehergerät (Imbusschlüssel, etc.)
zum Einführen
des Schafts in den Knochen verwendet werden kann. Alternativ kann
ein erweiterter ringförmiger
Teil des Schafts, der zwischen zwei Gewinden angeordnet ist, hexagonal
sein, um so die Verwendung eines Drehmomentschlüssels oder anderen chirurgischen
Werkzeugs zuzulassen. Die axiale Oberfläche des Schafts am oberen (Fassungs-)Ende
schließt
das zweite Gewinde zum Aufnehmen und Verriegeln des Manschettenelements daran
ein.
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Der
Stiel umfasst einen länglichen
Pfostenteil mit einer vergrößerten Kugel
(mit einem größeren Durchmesser
als der Pfostenteil), der am Boden desselben ausgebildet ist; wobei
die vergrößerte Kugel im
wesentlichen den gleichen Krümmungsradius
wie der schalenförmige
Fassungsteil des Schafts hat. Wenn die Kugel zuerst in der schalenförmigen Fassung
platziert wird, kann deshalb der Stiel in einer Vielzahl verschiedener
Winkelausrichtungen in Bezug zur Achse des Schaftteils (über einen
polyaxialen Bereich von Konfigurationen von koaxial bis im wesentlichen
nicht koaxial) positioniert werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
weist die Befestigungsmanschette einen hohlen, zylindrischen Körper mit
einem Gewinde auf der unteren Hälfte
(wobei die Hälften
in Bezug zu der Durchgangsachse definiert sind) der Innenfläche derselben auf.
Dieses Gewinde ist konfiguriert, um mit dem Gewinde an dem obersten
Pfosten des Schaftelements in Eingriff zu kommen. Der Innendurchmesser
des offenen Endes des oberen Teils der Manschette ist größer als
der Durchmesser des Pfostenteils des Stiels, jedoch schmaler als
der Durchmesser der Kugel, die an dem unteren Ende des Stiels ausgebildet
ist. Während
Zusammenbau werden der Stiel- und Schaftteil zuerst koaxial gehalten,
mit der Kugel des Stiels in der Fassung des Schaftteils, während die Befestigungsmuffe
entlang dem Pfostenteil des Stiels nach unten vorgeschoben wird,
bis die Gewinde der Muffe und der obersten Außenfläche des Schafts ineinander
greifen. Vor dem letzten Festziehen werden der Stiel und Schaft
dadurch durch die Muffe zusammengehalten, aber jeder kann in Bezug zu
dem anderen kraft der Kugel- und Fassungsberührungsfläche abgewinkelt werden. (Der
gesamte Bereich von Winkelausrichtung wird durch die relativen Durchmesser
der Kugel, des Pfostens, und der Öffnung am oberen Teil der Manschette
festgelegt). Vollständiges
Festziehen der Manschette bewirkt jedoch Quetschen der Kugel in
die Fassung des Schafts (und den sich verjüngenden Innenraum des oberen
Teils der Manschette), wodurch jegliche weitere Bewegung verhindert
wird.
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Ein
Teil der Außenseite
der Manschette weist vorzugsweise eine hexagonal abgewinkelte Oberflächenkontur
auf, so dass die Manschette einfach durch einen Drehmomentschlüssel ergriffen
werden kann. (Es soll verstanden werden, dass eine jegliche einer
Vielzahl solcher Oberflächenkonturen
oder andere Mittel äquivalent
verwendet werden können). Die
obere Außenseite
der Manschette ist jedoch gerundet (mit einem konstanten Krümmungsradius),
so dass sie ein Krümmungsprofil
bereitstellt. Dies erlaubt den sicheren Eingriff ähnlich gerundeter
Abstandselemente in Bezug zur Oberseite des Manschettenelements
unabhängig
von der Winkelausrichtung des Pfostenteils des Stiels in Bezug zur Manschette
und zum Schaft (die Manschette und der Schaft bleiben koaxial).
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Genauer
ausgedrückt,
insofern es weiterhin erwünscht
ist, variable Positionierung des Stabkopplungsmittels entlang der
Achse des Stiels zuzulassen, können
zusätzlich
zu der durch die polyaxiale Baugruppe aus Schaft-Stiel-Manschette
bereitgestellten Winkelvariierbarkeit auch Abstandselemente eingesetzt
werden. Die Abstandselemente sind ringförmige Elemente mit einem Durchmesser,
der äquivalent
zu dem des Pfostenteils ist (und die vorzugsweise ein Gewinde aufweisen).
Die Bodenflächen der
Abstandselemente sind konkav, mit einem Krümmungsradius gleich dem der
oberen Fläche
der Manschette. Wie oben aufgeführt,
erlaubt diese gegenseitige Kontur, dass das Abstandselement unabhängig von
der Winkelausrichtung des Stiels sicher an der Manschette lagert.
Die obere Fläche
des Abstandselements ist konvex mit einem äquivalenten Krümmungsradius,
so dass mehrere Abstandselemente eingesteckt werden können.
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Es
soll verstanden werden, dass das Vorschieben der Abstandselemente
nach unten auf dem Stiel und in Kontakt mit der Manschette, und
anschließendes
Festziehen, eine Erhöhung
in der gesamten Verriegelungskraft bewirkt, die an die Kugel in
der Fassung angelegt wird (die Kugel wird in engeren Kontakt mit
dem fassungsförmigen
Innenraum der Manschette gezogen). Um die Abstandselemente einfach
schraubend vorzuschieben, ist die äußere Seitenfläche der
Elemente so konturiert, um durch einen Drehmomentschlüssel ergriffen
werden zu können;
sie hat z. B. eine hexagonale Form.
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Das
Stabkopplungselement dieser Baugruppe weist einen flachen Teil mit
einem Längsloch durch
denselben zum Koppeln des Stiels und einen röhrenförmigen Teil auf, der schiebend
entlang dem Stab in die richtige Position vorgerückt werden kann. Wenn sich
das Stabkopplungsmittel in der richtigen Position befindet, wird
es an dem Stab durch eine Einstellschraube verriegelt, um weitere
Bewegung in Bezug zum Stab zu verhindern. Das Längsloch in dem flachen Teil
hat eine längliche
Beschaffenheit, so dass der Abstand von dem Stab zum Stiel variiert werden
kann. Dieses Element schließt
weiter die konkave Gestaltung auf der Unterseite desselben ein,
so dass es sicher auf der oberen Fläche entweder eines Abstandselements
oder direkt auf der Manschette eingesteckt sein kann (in dem Fall,
in dem kein Abstandselement verwendet wird).
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Der
erste Schritt in dem Prozess zum Implantieren dieser Erfindung besteht
darin, die geeignete Stelle in dem Pedikel zum Aufnehmen des Schafts vorzubohren.
Der Schaft wird dann in den Wirbelkörper getrieben. Die Manschette
wird dann den Stielteil hinab vorgeschoben, bis sie den Kugel- oder
Fassungsteil erreicht. Die Kugel- und Fassungsteile werden dann
zusammen platziert, so dass sie in Bezug zueinander rotieren können, und
die Gewinde am oberen Teil des Schafts und an der Innenseite der Manschette
werden in Eingriff gebracht. Der Stiel wird dann in die passende
Position abgewinkelt, und die Manschette wird nach unten verriegelt,
wodurch der Stiel in Bezug zum Schaft befestigt wird. Das Stabkopplungselement
wird dann schiebend entlang dem Stab in die richtige Position vorgerückt, und
der Stiel wird in dem Längsloch
desselben platziert. Die Einstellschraube des Stabkopplungselements
wird in Eingriff gebracht, um an diesem zu verriegeln. (Abstandselemente
werden schraubend auf den Stiel vor der Einführung des Stiels durch das
Längsloch
vorgeschoben, wenn bestimmt wird, dass sie benötigt werden). Wenn die Baugruppe
richtig eingestellt worden ist, wird die obere Verriegelungsmutter
nach unten entlang dem Stiel und in Position gegen den oberen Teil
des Stabkopplungselements vorgeschoben, wodurch jegliche seitliche
oder axiale Bewegung des Stiels innerhalb des Längslochs verhindert wird.
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Mehrere
Baugruppen aus Schraube und Kopplungselement werden allgemein benötigt, um die
vollständige
Gruppe von Verankerungsstellen für das
Stabimmobilisierungssystem fertig zu stellen, die Baugruppe aus
Schraube und Kopplungselement der vorliegenden Erfindung ist jedoch
konfiguriert, um mit alternativen Stabsystemen kompatibel zu sein,
so dass die vorliegende Erfindung, wo erforderlich, zum Berichtigen
der Fehler anderer Systeme eingesetzt werden kann, deren Implantation
bereits begonnen worden sein kann.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER FIGUREN
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1 ist
eine Draufsicht eines menschlichen Wirbels, der der Vertreter des
Typs ist, für
den die vorliegende Erfindung zur Kopplung einer Stabeinrichtung
daran verwendbar ist;
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2 ist
eine Seitenansicht eines Paars benachbarter Wirbel des in 1 gezeigten
Typs;
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3 ist
eine Rückansicht
einer Abfolge von Wirbeln des in den 1 und 2 gezeigten
Typs;
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4 ist
eine Seitenquerschnittansicht eines Gewindeschafts, der einen Aspekt
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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5 ist
eine Seitenansicht eines Stielteils mit einer Kugel ausgebildet
an dem Boden desselben, welcher einen Aspekt der vorliegenden Erfindung
darstellt;
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6 ist
eine Seitenquerschnittansicht der Manschette der vorliegenden Erfindung;
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7 ist
eine Seitenquerschnittansicht eines Abstandselements, das einen
Aspekt der vorliegenden Erfindung darstellt;
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8 ist
eine perspektivische Ansicht eines Stabkopplungselements, das ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist;
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9 ist
eine Seitenquerschnittansicht der oberen Verriegelungsmutter der
vorliegenden Erfindung;
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10 ist
eine Seitenansicht einer vollständig
zusammengebauten modularen polyaxialen Pedikelschraube der vorliegenden
Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Während die
vorliegende Erfindung im Folgenden vollständiger unter Bezugnahme auf
die beigefügten
Zeichnungen beschrieben werden soll, in denen bestimmte Ausführungsformen
und Verfahren von Implantation gezeigt sind, soll zu Beginn verstanden
werden, dass der Fachmann die hierin beschriebene Erfindung modifizieren
kann, während
die Funktionen und Ergebnisse dieser Erfindung weiterhin erreicht
werden. Dementsprechend sind die folgenden Beschreibungen als darstellend
und beispielhaft für
bestimmte Strukturen, Aspekte und Merkmale innerhalb des breiten
Umfangs der vorliegenden Erfindung und nicht als einen solchen breiten
Umfang begrenzend zu verstehen.
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Genauer
ausgedrückt
und nun bezugnehmend auf 4, weist die modulare polyaxiale
Pedikelschraube der vorliegenden Erfindung zuerst einen Gewindeschaftteil 100b auf,
der in das Pedikel eingeführt
wird. Der Schaft 100b umfasst einen unteren Einsteckendteil 102,
der ein Knochenschraubengewinde 104 einschließt. (Dieses
Gewinde 104 kann Standard oder anders sein, aber es ist
in jedem Fall zum erforderlichen Halt des Knochens geeignet).
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Der
obere Teil 106b des Schafts 100b kann eine Fassung 108b aufweisen,
die größer als
ein Halbkugelschnitt ist. In einer solchen Fassung 108b sollte
die obere Lippe 109 deshalb mindestens einen axialen Schlitz 111 einschließen, der
sich unter den maximalen Durchmesser A-A erstreckt, und der sich in Übereinstimmung
mit der Anlegung einer radialen Kraft auf die obere Lippe 109 ausdehnen
und zusammenziehen kann.
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Die
axiale Oberfläche
des oberen Endes 110b des Schafts 100b (um die
Fassung 108b herum) umfasst ein zweites Gewinde 112.
Ein erweiterter hexagonaler Ringraum 114, der einstückig mit dem
Schaft 100b ausgebildet und zwischen dem Gewindeeinsteckende 102 und
oberen Teil 110b angeordnet ist, ist so vorgesehen, dass
ein geeigneter Drehmomentschlüssel
zum Treiben des Schafts 100b in den Wirbelkörper durch
das Pedikel eingesetzt werden kann.
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Nun
bezugnehmend auf 5 ist ein Stielteil 120 in
einer Seitenansicht gezeigt. Genauer ausgedrückt umfasst das Stiel 120 einen
länglichen
Gewindepfostenteil 122 und eine vergrößerte Kugel 124. Die
Kugel 124 hat einen größeren Durchmesser
als der Pfosten 122. Die Kugel 124 hat im wesentlichen den
gleichen Krümmungsradius
wie die schalenförmige
Fassungsteil 108 des Schafts 100. Diese gegenseitige
Abmessung erlaubt freies Rotieren der Kugel 124 in der
Fassung 108, wenn die Kugel 124 darin platziert
wird, wodurch Abwinkelung des Stiels 120 in Bezug zum Schaft 100 (über einen
polyaxialen Bereich von koaxial bis im wesentlichen nicht-koaxial)
zugelassen wird.
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Bezugnehmend
auf 6 wird der gegenseitige Eingriff des Schafts 100b mit
dem Stiel 120 durch eine entsprechende Manschette 130b bereitgestellt,
die in Seitenquerschnittansicht gezeigt ist. Die Manschette 130b ist
ein hohler Zylinder und hat ein Gewinde 132 auf der unteren
Hälfte
der Innenfläche 134 derselben.
Dieses Gewinde 132 ist konfiguriert, um mit dem Gewinde 112 an
dem obersten Teil 110b des Schaftelements 100b in
Eingriff zu kommen. Der untere Gewindeteil der Manschette 130b kann
eine umgekehrte Verjüngung
aufweisen, d. h. am oberen Teil schmaler sein, um eine nach innen gerichtete
radiale Kraft auf die obere Lippe 109 bereitzustellen.
Der Innendurchmesser B-B des offenen Endes 138 des oberen
Teils der Manschette 130b ist größer als der Durchmesser des
Gewindepfostenteils 122 des Stiels 120, jedoch
schmaler als der Durchmesser der Kugel 124.
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Während Zusammenbau
werden der Stiel 120 und der Teil des Schafts 100b zuerst
koaxial gehalten, mit der Kugel 124 des Stiels 120 in
der Fassung 108b des Schafts 100b (wobei die Kugel 124 in die
Fassung 108b durch Anlegen einer nach unten gerichteten
Kraft eingeschnappt wird, wodurch der mindestens eine Schlitz 111 sich
ausdehnt), während die
Befestigungsmanschette 103b nach unten entlang dem Pfostenteil
des Stiels vorgeschoben wird, bis die Gewinde 132, 112 der
Manschette 130b bzw. die oberste Außenfläche 110b des Schaft
in Eingriff kommen. Vor dem endgültigen
Festziehen werden der Stiel 120 und der Schaft 100b locker
jeweils durch die Manschette 130b zusammengehalten, aber
jeder kann in Bezug zum anderen kraft der Berührungsfläche der Kugel 124 und
der Fassung 108b abgewinkelt werden. Der gesamte Bereich
von Winkelausrichtung wird durch die relativen Durchmesser der Kugel 124,
des Pfostens 122 (der oberen Lippe 109 der Fassung 108b)
und der Öffnung 138 am
oberen Teil der Manschette festgelegt. Vollständiges Festziehen der Manschette 130b bewirkt
jedoch Quetschen der Kugel 124 in die Fassung 108b,
wodurch jegliche weitere Bewegung verhindert wird.
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Ein
Teil der Außenseite 140 der
Manschette 130b weist eine hexagonal abgewinkelte Oberflächenkontur
auf, so dass die Manschette 130b einfach durch einen Drehmomentschlüssel ergriffen
werden kann. Zusätzlich
ist jedoch die obere Außenseite 142 der
Manschette 130b abgerundet (mit einem konstanten Krümmungsradius),
so dass sie ein Krümmungsprofils
bereitstellt. Dies erlaubt den sicheren Eingriff ähnlich gerundeter
Abstandselemente (siehe 7 und zugehörige Beschreibung im Folgenden) in
Bezug zum oberen Teil der Manschette 130b unabhängig von
der Winkelausrichtung des Pfostens 122 des Stiels 120 in
Bezug zur Manschette 130b und zum Schaft 100b.
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Genauer
ausgedrückt
und unter Bezugnahme auf 7, insofern es erwünscht sein
kann, die axiale Position des Stabkopplungsmittels (siehe 8 und
zugehörige
Beschreibung im Folgenden) entlang dem Pfosten 122 zu variieren,
werden Abstandselemente 150 vorgesehen. Die Abstandselemente 150 sind
ringförmige
Elemente mit einem Innendurchmesser C-C, der äquivalent zu dem des Pfostens 122 ist.
In der dargestellten Ausführungsform
umfasst die Innenfläche 152 ein
Gewinde 154, das mit dem Gewinde des Pfostens 122 in
Eingriff gebracht werden kann. (Es ist nicht erforderlich, dass die
Abstandselemente 150 ein Gewinde aufweisen, ein solches
Gewinde kann jedoch zusätzliche,
nach unten gerichtete Kraft auf die Manschette 130b liefern,
um weiter die Verriegelung des Stiels 120 und des Schafts 100b zu
sichern). Die Bodenfläche
des Abstandselements 150 ist konkav mit einem Krümmungsradius
gleich dem des sich verjüngenden
oberen Teils 142 der Manschette 130b. Diese gegenseitige
Kontur erlaubt, dass das Abstandselement 150 unabhängig von
der Winkelausrichtung des Stiels 120 sicher an der Manschette 130b lagert.
Die obere Fläche 142 des
Abstandselements 150 ist konvex mit einem äquivalenten
Krümmungsradius,
so dass mehrere Abstandselemente 150 eingesteckt werden können. Damit
das Gewindeabstandselement 150 einfach entlang dem Gewindepfosten 122 vorgeschoben
werden kann, ist die äußere Seitenfläche 156 so
konturiert, um durch einen Drehmomentschlüssel ergriffen werden zu können; sie
hat z. B. eine hexagonale Form.
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Nun
bezugnehmend auf 8 weist das Stabkopplungselement 160 dieser
Baugruppe einen flachen Teil 162 mit einem durch denselben
verlaufenden Längsloch 164 zum
Koppeln an den Stiel 120 auf. Das Längsloch 164 hat eine
Breite gleich der des Pfostens 122, ist jedoch länglich,
um variable Seitenplatzierung des Pfostens 122 in Bezug
zum Stab 200 zuzulassen. Die Kante (nicht in dieser Darstellung
zu sehen) des Längslochs 164 auf
der Unterseite des flachen Teils verjüngt sich konkav, um so ideal
den oberen Krümmungsteils
des Abstandselements 150 oder der Manschette 130b aufzunehmen.
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Das
Stabkopplungselement 160 umfasst weiter einen röhrenförmigen Teil 166,
und die Achse des Rohrs ist im wesentlichen senkrecht zu der Längsachse
des Lochs 164. Das Stabkopplungselement 160 wird
an dem Stab 200 durch schiebendes Vorrücken desselben an diesem positioniert.
Wenn es sich in der richtigen Position befindet, wird das Stabkopplungselement 160 an
dem Stab 200 durch eine Einstellschraube 168 verriegelt,
um weitere Bewegung in Bezug zum Stab zu verhindern. Zusätzlich schließt dieses
Element 160 weiter eine konkave Unterseitengestaltung 170 ein,
so dass es sicher auf der oberen Fläche entweder eines Abstandselements 150 oder
direkt auf der Manschette 130a, 130b eingesteckt
sein kann (in dem Fall, wenn kein Abstandselement 150 verwendet
wird).
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Bezugnehmend
auf 9 wird eine obere Sicherungsmutter 170 zum
Verriegeln des Stabkopplungselements 160 auf dem Pfosten 122 verwendet. Genauer
ausgedrückt
hat die obere Sicherungsmutter 170 eine Bodenfläche 172,
die ideal zum Ergreifen und Halten des Pfostens 122 und
des Stabkopplungselements 160 gegen axiale oder seitliche
Bewegung geeignet ist. Genau ausgedrückt ist die obere Sicherungsmutter 170 konfiguriert,
um einen nach unten gerichteten Druck anzulegen, der zum Verriegeln
der Manschette 130b in die sich verjüngenden Krümmungskante des Längslochs 164 ausreicht,
so dass die Reibverriegelungskraft des Abstandselements 150 oder
der Manschette 130b dagegen ausreichend ist, um das Stabkopplungselement 160 gegen
seitliche oder axiale Bewegung zu halten.
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Nun
bezugnehmend auf 10 sind die Schritte zum Implantieren
dieser Baugruppe beschrieben. Zuerst wird ein Loch in die passenden Stelle
im Pedikel vorgebohrt, um den Schaft 100b aufzunehmen.
Der Schaft 100b wird dann in den Wirbelkörper getrieben.
Die Manschette 130b wird anschließend den Stiel 120 hinab
vorgeschoben, bis sie die Kugel 124 erreicht. Die Kugel 124 wird
dann in der Fassung 108b platziert (oder in diese eingeschnappt),
und die Gewinde 112, 132 am oberen Teil 110b des
Schafts 100b bzw. auf der Innenseite des Manschette 130b kommen
in Eingriff. Der Pfosten 122 wird dann in die passende
Position abgewinkelt, und die Manschette 130b wird nach
unten verriegelt, wodurch der Stiel 120 in Bezug zum Schaft 130b befestigt
wird. (Die Kugel 124 wird in die Fassung 108b aufgrund
dessen gequetscht, dass die Fassung selbst auf die Kugel 124 zusammengedrückt wird). Bei
Bedarf werden Abstandselemente 150 über der Manschette 130b auf
dem Pfosten 122 positioniert. Das Stabkopplungselement 160 wird
dann schiebend entlang dem Stab 200 in die passende Position vorgerückt, und
der Pfosten 122 wird in dem Längsloch 164 desselben
platziert. Die Einstellschraube 168 des Stabkopplungselements 160 wird
ergriffen, um sie an dem Stab 200 zu verriegeln. Schließlich wird
die obere Sicherungsmutter 180 nach unten entlang dem Pfosten 122 und
in Position gegen das Stabkopplungselement 160 vorgeschoben,
wodurch jegliche seitliche oder axiale Bewegung des Pfostens 122 innerhalb
des Längslochs 164 verhindert
wird.
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Ein
vollständiges
hinteres Stabimplantatsystem umfasst mindestens zwei und allgemein
vier oder mehr Schraubenbaugruppen. Diese Baugruppe, wie sie oben
aufgeführt
ist, kann jedoch auch in Verbindung mit anderen Schraubenbaugruppen
im technischen Gebiet verwendet werden, bei denen ein direkter Bedarf
an den nützlichen
Eigenschaften dieser Baugruppe besteht, Mängel in den anderen Baugruppen
zu korrigieren. Deshalb ist es geplant, dass diese modulare polyaxiale
Pedikelschraube einzeln oder in Verbindung mit anderen verwendet
werden kann.
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Ein
vollständiges
hinteres Stabimplantatsystem umfasst mindestens zwei und allgemein
vier oder mehr Schraubenbaugruppen. Diese Baugruppe, wie sie oben
aufgeführt
ist, kann jedoch auch in Verbindung mit anderen Schraubenbaugruppen
im technischen Gebiet verwendet werden, bei denen ein direkter Bedarf
an den nützlichen
Eigenschaften dieser Baugruppe besteht, Mängel in den anderen Baugruppen
zu korrigieren. Deshalb ist es geplant, dass diese modulare polyaxiale
Pedikelschraube einzeln oder in Verbindung mit anderen verwendet
werden kann.
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Während Ausführungsformen
einer modularen polyaxialen Pedikelschraubenbaugruppe zum Gebrauch
mit hinteren Rückenstabimplantationsgeräten gezeigt
und dargestellt wurden, wird es dem Fachmann klar sein, dass Variationen
und Modifikationen möglich
sind, ohne vom breiten Prinzip der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Die vorliegenden Erfindung soll deshalb einzig auf den Umfang der
hier anliegenden Patentansprüche
begrenzt sein.