DE69826999T2

DE69826999T2 - Modulare, platzsparende und multidirektionelle osteosynthesevorrichtung für die wirbelsäule

Info

Publication number: DE69826999T2
Application number: DE69826999T
Authority: DE
Inventors: Jean Taylor; Bernard Villaret
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-06-03
Filing date: 1998-06-03
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2018-06-04
Also published as: PT1415602E; ES2304482T3; EP0986339A1; DE69839406D1; ES2229509T3; EP1415603B1; DE69826999D1; EP1415602A2; CA2292748A1; EP1415603A2; IES970411A2; DE69838626T2; IES77331B2; WO1998055038A1; EP1415603A3; PT986339E; JP2002510998A; JP4399554B2; US6267765B1; DE69839406T2

Description

Die vorliegende Erfindung hat eine Vorrichtung zur Wirbelsäulenosteosynthese zur Aufgabe, insbesondere eine Rücken-Lendenwirbelvorrichtung.
Genauer genommen zielt die Erfindung auf eine Vorrichtung des Typs hin, die mindestens zwei Elemente zur Knochenverankerung in Knochenstrukturen der Wirbelsäule, ein Organ zur Längsverbindung zwischen den Knochenverankerungselementen sowie Bügel zum Verbinden zwischen den Knochenverankerungselementen und den Verbindungsorganen zwischen den Schrauben umfasst, wobei jedes Knochenverankerungselement eine Knochenverankerungsaufnahme, einen Kopf zum Greifen durch ein Schraubwerkzeug, eine Gelenkachse, die den Greifkopf verlängert und ein Spannelement umfasst, das auf diese Achse montiert werden kann, um die Einheit der Verbindung, des Längsverbindungsorgans und des entsprechenden Knochenverankerungselements zu blockieren.
Die Osteosynthese über mehrere Wirbel, insbesondere Rücken-Lendenwirbel, kombiniert das Heranziehen von Schrauben oder Haken, die untereinander durch Platten oder Schäfte verbunden sind.
Das Verwenden von Platten mit entsprechenden Aussparungen erlaubt ein bestimmtes Ausschlagen der Schrauben und das Gleiten dieser Letzteren entlang einer Achse. Das ist beim Implantieren von Schrauben, die eine Divergenz in sagittaler Ebene haben, nützlich.
Das Verwenden von Längsverbindungsorganen, wie zum Beispiel von Schäften, erlaubt es ferner, die Knochenverankerungselemente, zum Beispiel Schrauben, entlang der Hauptachse des Längsverbindungsorgans gleiten zu lassen, in der horizontalen Ebene divergierende Schrauben in die gleiche antero-posteriore Achse zurückzubringen, und das dank der Derotationseffekte, die auf die Schäfte um eine apikokau dale Achse ausgewirkt werden, das heißt in der horizontalen Ebene.
Das Biegen des Schafts, das diese Betätigung auferlegt, muss jedoch zwischen zwei ausreichend beabstandeten Wirbelsegmenten durchgeführt werden. Ferner erfolgen eine oder mehrere aufeinander folgende Biegungen nur in der gleichen frontalen Ebene. Man gelangt daher zum Transponieren einer Verformung in eine andere Ebene, die zur ersten senkrecht steht.
Das Justieren des Pedikel-Schaft-Schraubmoments kann zu sehr starken Beanspruchungen des Systems vor seinem endgültigen Verriegeln führen.
Dazu wurden spezifische Instrumente erfunden.
Es wurden auch Pedikelschrauben entwickelt, deren Gewindeachse nach hinten verlängert ist, um das Absenken des Schafts Segment für Segment bis zur Wirbelimplantationsbasis der Schraube führen zu können.
Die andere Bedeutung dieses verlängerten Pedikelimplantats besteht darin, dass es beliebig die Zuhilfenahme einer Platte oder eines Schafts erlaubt.
Es gibt Verformungen, deren Krümmungsradius sehr kurz, ein- oder zweisegmentar, jedoch in den drei Ebenen sagittal, horizontal und frontal kombiniert sein kann. Das einfache Biegen in einer Ebene eines Schafts, der allmählich zum Rand gebracht wird oder durch Durchführen einer globalen Derotationsbewegung, ist daher nicht mehr geeignet.
Die Reduktion durch Rotation des Schafts im Fall des Biegens in zwei Ebenen wird nämlich von den Gesetzen der Mechanik verboten.
Die Reduktion einer Verformung mit großem Radius liegt unter diesen Bedingungen in drei Ebenen, aber auf keinen Fall sequenziell und daher auch noch weniger selektiv.
Diese kurzen teilweisen reduzierbaren Verformungen müssen Segment für Segment betrachtet werden und vor allem Ebene für Ebene, bevor irgendeine Reduktionsbetätigung, insbesondere eine teilweise in Betracht gezogen werden kann.
Ein einzeln in den Ebenen frontal, sagittal und horizontal versetzter Wirbel muss in den Zustand versetzt werden, eine Reduktion in einer einzigen Ebene zu erfahren, wenn dies erforderlich ist, ja sogar, um so wie er ist, fest mit dem daneben liegenden Segment ohne jede andere Belastung als die von der Neutralisierung eingebrachte befestigt zu werden.
Um diese Gleichung zu lösen, wurden Pedikelschrauben versehen mit einem „Gelenk"-System erfunden und optimiert.
Der Kopf einer Schraube kann daher mit einem Element in U-Form, deshalb „Tulpe" genannt, versehen werden, das eine Mobilität um die Hauptachse der Schraube erhält.
Das erzielte Ausschlagen erlaubt es innerhalb bestimmter Grenzen, den Folgen einer Winkelversetzung in der horizontalen und/oder frontalen Ebene der Pedikelausrichtung zu entkommen.
Unter diesen Bedingungen ist das Biegen des Schafts kein Kunstgriff mehr, der dazu dient, so recht und schlecht eine frontal schlecht in der Achse ausgerichtete Montage zu fluchten.
Der Chirurg wird um diesen enormen Zwang erleichtert und kann die Pedikelschrauben in die Achse implantieren, welche die Topographie des pathologischen Wirbels auferlegt.
Die sagittale regionale Statik des Wirbels wird dank einer Einebenenbiegung eingehalten, die auf das Wiederherstellen des sagittalen Gleichgewichts abzielt.
Verschiedene mechanische Lösungen werden vorgeschlagen, insbesondere durch aufeinander folgendes Verschachteln von Elementen, das zum festen Verbinden des Trinoms bestehend aus Schraube, Gelenk, Schaft führt.
Die Dokumente DE 195 12 709 und US 5304 179 stellen existierende Systeme dar.
Geometrisch komplexe Aussparungen und das Verschachteln einer Reihe von Elementen erlauben es, die Vorteile des Schrauben-Tulpenelements mit Gelenk, das oben beschrieben wurde, nachzuvollziehen.
Trotz des beachtlichen Fortschritts, den diese Alternative darstellt, muss eine kritische Analyse durchgeführt werden, die sich in drei Punkten zusammenfassen lässt.

1. Die mehrachsigen U-Schrauben erlauben einerseits die Austauschbarkeit zwischen Schaft und Platte nicht, oder nur durch eine Demontage, wie bei einer „russischen Puppe". Ferner zwingt die Reduktion einer Ante-Listhesis dazu, Schrauben zu verwenden, die mit einem U versehen sind, dessen Zweige nach hinten verlängert sind, und das auf Kosten eines viel größeren Platzbedarfs. Um schließlich die Spannelemente bei der Zugbetätigung nicht zu beanspruchen, wird das Zuhilfenehmen eines spezifischen Reduktionsinstruments empfohlen, führt jedoch dazu, das in Zug befindliche Pedikel zu belasten, und das sind ebenso viele Kräfte, die eine frühzeitige Fragilisierung verursachen.
2. Der Einsatz aufeinander folgender Abstandshalter kann sich als lästig erweisen, weil er die Handhabungen vervielfacht. Der mechanisch zuverlässige Charakter des Blockierens setzt ein perfektes Justieren des Eintriebsniveaus des Implantats voraus, das in einem Operationsfeld jedoch zufallsbedingt ist (zuerst der Zwang des Verlaufs, das Dazwischenliegen von Geweben, schlechte Sichtkontrolle usw.). Das Fehlen der Rotationsverriegelung zwischen dem Verankerungsteil und dem Mehrachsengelenk macht außerdem die Demontage schwierig, manchmal sogar unmöglich.
3. Die spezifischen Instrumente, die herangezogen werden müssen, sind ebenso viele Wechselfälle, die die Operationsdauer belasten, das Unterrichten der medizinischen Hilfspersonen auferlegen und schließlich die Wartung belasten.

Erfindungsgemäß ist die Achse mit einem Endgelenk zum Anlenken in einer Aufnahme einer kugelförmigen Kalotte des Greifkopfs versehen, das eine Mehrrichtungsausrichtung der Achse und ein Positionieren des Verbindungsbügels angepasst an die Konfiguration des Wirbelsegments, das die Knochenverankerungselemente aufnimmt, erlaubt, und das Gelenk und die Kalotte weisen jeweils Rotationsmitten auf, die durch einen Abstand getrennt sind, der der Vorrichtung beim Spannen durch das Spannelement durch Aufliegen auf dem oberen Teil des Greifkopfes eine Rückholfunktion des Knochenverankerungselements durch eine Querkraft verleiht, wobei der Verbindungsbügel dazu eine kugelförmige Auflage zum angelenkten Aufliegen des Kopfs des Knochenverankerungselements auf einem kugelförmigen Oberflächenabschnitt der Kalotte aufweist.
Je nach den physikalischen Merkmalen des Verbindungsbügels stellt entweder der Oberflächenkontakt das Knochenverankerungselement fest und erlaubt es, die Ausrichtung des Knochenverankerungselements beizubehalten, oder der Verbindungsbügel liegt auf dem oberen Teil des Greifkopfs auf, was der Vorrichtung beim Spannen des Elements eine Querrückholfunktion verleiht.
Daher erlaubt die erfindungsgemäße Vorrichtung unter anderen Vorteilen eine Mehrrichtungsausrichtbarkeit des Implantats durch ein System mit sehr geringem Platzbedarf sowie eine Anpassungsfähigkeit der Knochenverankerungselemente sowohl mit Schäften als auch mit Platten.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung, sind die Gewindeachse und der Verbindungsbügel mit Mitteln zum Blockieren in Rotation der Achse und ihres Gelenks nach dem Einführen der Gewindeachse in eine entsprechende Durchgangsbohrung durch den Bügel versehen.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung, umfassen die Mittel mindestens eine Rotationsstoppgeometrie, die zwischen dem Gelenk und dem benachbarten Ende der Gewindeachse liegt, und eine zweite Rotationsstoppgeometrie, die auf dem inneren Rand der Bohrung des Bügels angeordnet ist, wobei sich diese zweite Rotationsstoppgeometrie nach dem Gleiten des Verbindungsbügels auf der Gewindeachse auf die erste Rotationsstoppgeometrie legen kann.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfasst die Vorrichtung ferner mindestens ein Knochenverankerungselement, das eine Verankerungsform, einen Kopf, der einen Querkragen und eine Greifform zum Schrauben aufweist sowie eine Gewindeachse, die den Kopf verlängert, wobei die ganze Einheit einstückig ist.
Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, die sich auf die anliegenden Zeichnungen bezieht, die zwei Ausführungsformen beispielhaft und nicht einschränkend darstellen.
1 ist eine perspektivische Teilansicht vor dem Zusammenfügen in vergrößertem Maßstab einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Wirbelsäulenosteosynthese.
2 ist eine perspektivische Teilansicht der Vorrichtung der 1, die in vergrößertem Maßstab ein Knochenverankerungselement mit Doppelgewinde und einen entsprechenden Bügel zum Verbinden mit einem nicht dargestellten Wirbelschaft zeigt, wobei dieses Knochenverankerungselement insbesondere eine Schraube oder ein Haken sein kann.
3 ist eine perspektivische Ansicht in vergrößertem Maßstab der Vorrichtung der 1 und 2, zusammengefügt und auf einem Wirbelsegment angebracht.
4 ist ein anterolateraler Aufriss eines Rücken-Lendenwirbelsegments mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Wirbelsäulenosteosynthese bei der Montage, wobei bestimmte Verbindungsbügel, die einen Wirbelschaft ausstatten, auf den Gewindeachsen der entsprechenden Knochenverankerungselemente, die zuvor in den Wirbelknochenstrukturen verankert wurden, aufgefädelt sind.
5 ist eine Ansicht von hinten des Rücken-Lendenwirbelsegments der 4 und der entsprechenden Vorrichtung in installiertem Zustand.
6 ist eine anterolaterale Ansicht der Vorrichtung der 5, die die Lendenwirbellordose zeigt, die durch das Biegen des Wirbelschafts sichergestellt ist.
7 ist eine Planansicht eines einstückigen Knochenverankerungselements ohne Gelenk, das die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Wirbelsäulenosteosynthese ausstatten kann.
8 ist eine hintere Aufrissansicht einer Vorrichtung mit Verbindungsplatte zwischen den Knochenverankerungselementen, auf ein Rücken-Lendenwirbelsegment montiert.
9 ist ein Aufriss in einer sagittalen Ebene der Vorrichtung mit Platte der 8, die ein Knochenverankerungselement wie das der 6 umfasst.
10 ist ein Aufriss und teilweiser Schnitt in vergrößertem Maßstab des Aufbaus eines Knochenverankerungselements, eines Verbindungsbügels und eines Spannelements gemäß der Ausführungsform der 1 bis 4, der ein Rückholen des Knochenverankerungselements in die Achse des Spannelements sicherstellt.
11 ist eine schematische Aufrissansicht in verkleinertem Maßstab in Bezug zur 10 der Einheit der entsprechenden Vorrichtung, die das Winkelrückholen des Knochenverankerungselements in die Achse des Spannelements und der Gewindeachse beim Spannen darstellt.
12 ist eine Teilsansicht analog zu 10 einer Ausführungsvariante der Vorrichtung derart modifiziert, dass praktisch kein merkenswertes Winkelrückholen des Knochenverankerungselements beim Spannen sichergestellt wird.
13 ist eine perspektivische Ansicht in vergrößertem Maßstab einer zweiten Ausführungsform des Verbindungsbügels der 2.
14 ist eine Aufrissansicht in vergrößertem Maßstab einer zweiten Ausführungsform eines Knochenverankerungselements der Vorrichtung.
15 ist eine teilweise Schnitt- und Aufrissansicht einer Ausführungsform eines Querverbindungssystems zwischen zwei Knochenverankerungselementen, das die Vorrichtung der 1 bis 14 ausstatten kann.
16 ist eine Draufsicht des Querverbindungssystems der 15.
Die in den 1 bis 6 dargestellte Vorrichtung zur Wirbelsäulenosteosynthese umfasst mehrere Knochenverankerungselemente, die in dem beschriebenen Beispiel aus Knochenverankerungselementen 1 in den jeweiligen Wirbeln, einem Längsverbindungsorgan zwischen den Knochenverankerungselementen 1 bestehend aus einem Wirbelschaft 2 und Bügeln 3 zum Verbinden zwischen den Knochenverankerungselementen 1 und den Wirbelschäften 2 zu je einem Bügel pro Knochenverankerungselement 1 bestehen. Jedes Element 1 umfasst eine kegelförmige Gewindeachse 4 zur Knochenverankerung, einen Kopf 5 zum Greifen durch ein Schraubwerkzeug 6, eine mechanische Gewindeachse 7, die den Kopf 5 verlängert. Die Vorrichtung wird durch eine Mutter 8 ergänzt, die auf die Gewindeachse 7 geschraubt werden kann, um die Einheit Verbindungsbügel 3, Wirbelschaft 2 und entsprechendes Knochenverankerungselement 1 zu blockieren.
Der Greifkopf 5 umfasst eine Form, die mit dem Schraubwerkzeug 6 zusammenarbeiten kann, zum Beispiel eine sechseckige Kontur wie dargestellt, die mit einer Sechseckvertiefungsbuchse 9 des Werkzeugs 6 zusammenwirken kann.
Die Achse 7 ist mit einem Endgelenk 11 zum Anlenken in einer halbkugelförmigen Aufnahme 12 des Kopfs 5 versehen, in welcher dieses Gelenk 11 durch diverses Zusammenfügen und insbesondere Falzen, Schweißen usw. gehalten werden kann. Die im Wesentlichen halbkugelförmige Aufnahme 12 erlaubt es dem Gelenk 11, zu drehen und in allen Ebenen mobilisiert zu werden, so dass daher eine Mehrrichtungsausrichtung der Gewindeachse 7 erlaubt wird.
Diese Letztere und der Verbindungsbügel 3 sind mit Mitteln versehen, um die Achse 7 und ihr Gelenk 11 während des Spannens oder Entspannens der Mutter 8 nach dem Einfügen der Achse 7 in eine entsprechende Bohrung 10 zum Durchgehen durch den Verbindungsbügel 3 in Drehung zu blockieren. In der dargestellten Ausführungsform umfassen diese Mittel mindestens eine Rotationsstoppgeometrie 13 in Steckform, die auf einem Kragen 14 ausgebildet ist, der zwischen dem Gelenk 11 und dem benachbarten Ende der Achse 7 ausgebildet ist, und mindestens eine zweite Rotationsstoppgeometrie in Buchsenform, die durch ein Flachteil 15 dargestellt ist, das auf dem inneren Rand der Bohrung 10 des Bügels 3 eingerichtet ist. Dieses zweite Flachteil 15 kann sich nach dem Gleiten des Bügels 3 auf der Gewindeachse 7 auf das erste Flachteil 13 legen.
Vorzugsweise weist der Kragen 14 daher zwei Rotationsstoppgeometrien 13 auf, die einander diametral gegenüberliegen, wobei nur eine dieser Rotationsstoppgeometrien 13 in den Zeichnungen sichtbar ist. Der Kragen 14, der daher mit zwei Rotationsstoppgeometrien 13 versehen ist, kann sich in den entsprechenden Verbindungsbügel 3 fügen, wenn die Montage mit einem Wirbelschaft 2 verwendet wird, oder in eine Platte 16 mit Rotationsstoppgeometrien (Ränder der Bohrungen 38, 41, 43 in den 8 und 9) die 13 ähneln (8 und 9), wenn man als Längsverbindungsorgan zwischen den Schrauben 1 eine Platte 16 an Stelle des Schafts 2 verwendet.
Über den Kragen 14 hinaus umfasst die Achse 7 einen ersten zylindrischen Gewindeabschnitt 17, eine Verjüngung 18, die eine Bruchansatzzone bildet, einen zweiten zylindrischen Gewindeabschnitt 19, der durch einen glatten Endteil 21 verlängert wird, und eine Steckform mit entsprechendem Profil bildet, zum Beispiel als Halbmond mit einer Rotationsstoppgeometrie, nachstehend das Flachteil 22 (2).
Diese Steckform 21 kann mit einer komplementären Buchsenform 20 des Werkzeugs 6 zusammenwirken, die in dem Ende eines Stutzens 24, der axial im Inneren einer Hülse 25, an deren Ende der sechseckige Buchsenabdruck 9 (1), montiert ist, eingerichtet ist.
Die Bruchansatzzone 18 hat vorzugsweise eine gleiche Rotationsstoppgeometrie wie das Flachteil 22. Diese Einrichtung erlaubt es, das Gelenk 11 bei einem Wiederaufnahmevorgang des Implantats mit dem Werkzeug 6 in Drehung zu blockieren.
Die Verschachtelung der Steckform 21 mit ihrer Rotationsstoppgeometrie kann ein Flachteil 22 in der dazupassenden Buchsenform 20 mit Anlegen der Flachteile 22 und 23 aneinander sein und erlaubt das Blockieren der Gewindeachse 7 in Drehung während des Schraubens der Mutter 8 auf die Gewindeabschnitte 19 und 17 der Achse 7.
Sobald die Montage abgeschlossen ist, ergibt sich ferner der Bruch der Achse 7 in zwei Teile auf der Ebene der Verjüngung 18, um den Gewindeabschnitt 19 herauszuziehen.
Daher ist nur der Gewindeabschnitt 17 fester Bestandteil der endgültigen Montage, während der Abschnitt 19 nur die Aufgabe hat, das Absenken der Mutter 8 bis zum Bügel 3 (3) zu führen. Während des Absenkens der Mutter 8, gewährleistet die Verschachtelung der Steckflachteile 22 und Buchsenflachteile 23 des Stutzens 24 das Rotationsblockieren des Gelenks 11 in seiner Aufnahme 12.
Der Verbindungsbügel 3 besteht aus zwei Zweigen 26, 27, die aufeinander zurückgefaltet und durch einen Längsschlitz 28 getrennt sind, wobei die Durchgangsbohrung der Achse 7 daher in den Zweigen 26, 27 zu beiden Seiten des Schlitzes 28 ausgebildet ist. Die zwei Zweige 26, 27 sind durch einen oder zwei gerundete Anschlüsse 29 verbunden, die ein oder zwei zylindrische Aufnahmen 31 abgrenzen, in welche ein oder zwei zylindrische Schäfte 2 (13) eingeführt werden können.
10 und 11 stellen die Ausführung der Vorrichtung, die unter Bezugnahme auf 1 bis 3 beschrieben wurde, detaillierter dar.
Sie zeigen nämlich, dass die Kugel oder das Gelenk 11 des Knochenverankerungselements 1 und die kugelförmige Kalotte 57 jeweilige Rotationsmitten R1 und R2 aufweisen, die einzeln und durch einen Abstand S getrennt sind. Die Oberfläche der Kalotte 57 des Kopfs 5 ist halbkugelförmig und in der polaren Zone unterbrochen, um das Gelenk 11 aufzunehmen, und die dazu gehörende kugelförmige Oberfläche 55 des Bügels 3 mit gleichem Krümmungsradius wie die Oberfläche der halbkugelförmigen Kalotte 57 deckt Letztere komplett ab.
Die auf dem oberen Teil des Greifkopfs 5 genommene Auflage gewährleistet dem Bügelverbindungssystem 3 und dem Knochenverankerungselement 1 eine Rückholfunktion dieses Letzteren in die Achse XX der Spannmutter 8 und der Gewindeachse 7 beim Betätigen des Spannens durch das Element 8. Im Augenblick dieser Betätigung legt sich nämlich das Element 8 (zum Beispiel eine Mutter) mit ihrer Schürze 8a auf die kegelförmige Wand 56 der Aussparung der Mutter 8, erzeugt eine Zugkraft F (10), die ein Moment C (11) zum Rückholen des Knochenverankerungselements 4 zur Längsachse XX des Spannelements 8 und der Gewindeachse 7 durch eine zu dieser Achse senkrechte Kraft bestimmt.
In der in 12 dargestellten Ausführungsform bedeckt die kugelförmige Oberfläche 55a die kugelförmige Oberfläche der Kalotte 57 nur teilweise, weil die kugelförmige Auflage 55a klar vor dem Äquator der Kalotte 57 unterbrochen ist.
Die Zugkraft F, die durch das Spannen der Mutter 8 erzeugt wird, stellt daher den Verbindungsbügel 3 durch Oberflächenberührung fest und wahrt gleichzeitig die Ausrichtung des Knochenverankerungselements 1.
Diese Möglichkeit, mit verschiedenen Verbindungen zu wirken, die das Nachfluchten variieren lassen können, erlaubt eine Planung der Korrekturen ohne Zuhilfenahme ergänzender Werkzeuge.
13 zeigt eine Ausführungsform des Verbindungsbügels 3a, bei der dieser zu beiden Seiten der Bohrung 10 zwei gerundete Anschlüsse 29, 29a umfasst, die zwei jeweilige Aufnahmen 31, 31a abgrenzen, die Längsverbindungsorgane, wie zum Beispiel Wirbelschäfte aufnehmen können.
14 zeigt eine zweite Ausführungsform des Knochenverankerungselements, das hier aus einem Klingenhaken 60 besteht, der die Gewindeachse 4 der vorhergehenden Ausführungsform ersetzt, wobei der Rest der Vorrichtung sonst ähnlich dem der 1 und 2 ist, insbesondere der Kopf 5 zum Greifen durch ein Schraubwerkzeug 6 und die Gewindeachse 7. Der Klingenhaken 6 besteht in bekannter Weise aus zwei Zangen 60a, 60b mit zurückgebogenem Ende und verstellbarer relativer Beabstandung.
15 und 16 zeigen eine mögliche Ausführungsform eines Querverbindungssystems zwischen Knochenverankerungselementen (1 oder 31 oder 60). Dieses Verbindungssystem ist aus einem Paar aufgeweiteter Schalen 58, 59 ausgebildet, deren Boden mit einer Öffnung 66 zum Durchgehen der Gewindeachse 7 durchbohrt ist. Jede Schale 58, 59 ist einstückig mit einer jeweiligen Querpratze 61, 62 hergestellt, wobei die relative Stellung und daher der Abstand zwischen den Schalen einstellbar ist. Diese Einstellung kann zum Beispiel mittels einer Einheit aus Schraube-Mutter 63, 64 bestehen, die ein Langloch 65 einer Pratze 61 und eine Gewindebohrung der zweiten Pratze 62 durchquert. Jede Schale 58, 59 ist zwischen einen Verbindungsbügel 3 (oder 3a) und ein entsprechendes Spannelement 8 eingefügt, das unter Aufliegen auf ihrer kegelförmigen Wand 67, 68 mit ihrer kegelförmigen Schürze 8a in die Schale geschraubt wird.
Die Ausrichtbarkeit des Knochenverankerungselements 1 zu der Achse XX mit (10, 11) oder ohne Winkelrückholen (12) kann auch mit einer ähnlichen komplexen geometrischen Aussparung erzielt werden, die in einer Platte wie zum Beispiel 16 (8 und 9, Öffnung 41, 43) hergestellt wird.
Sobald das Verankerungselement 4 an den Aufbau eines Wirbels, zum Beispiel eines Lendenwirbels angelegt ist, richtet man die Achse 7 zu dem entsprechenden Verbindungsbügel 3 aus, der zuvor auf einen Wirbelschaft 2 montiert wurde.
Sobald dieses Einführen durchgeführt ist, erlaubt es das Werkzeug 6, die Achse 7 in Drehung dank des Stutzens 24 zu blockieren, während die äußere Hülse 25 es erlaubt, das Spannelement 8 bis zu seiner Blockierungsposition der Einheit zu schrauben, wobei die Rotationsstoppgeometrie(n) 13 des Kragens 14 auf die entsprechende(n) Rotationsstoppgeometrie(n) 15 des Bügels 3 angelegt werden.
4 stellt eine Reduktionsbetätigung dar. Der Wirbelschaft 2 wurde in der sagittalen Ebene gebogen, um die Krümmung der Lordose, die wiederhergestellt werden soll, nachzuvollziehen. Die Verbindungsbügel 3 sind auf den Schaft 2 aufgefädelt, der über Bügel 3 schrittweise aber kraftlos geführt wird, denn das Gelenk 11 jedes Knochenverankerungselements 1 erlaubt es, die außerpedikuläre Gewindeachse 7 zu dem Bügel 3 zu lenken, bevor darauf übergegangen wird, den Schaft 2 mit der Wirbelsäule in Berührung zu bringen, das heißt in dem dargestellten Beispiel ein Rücken-Lendenwirbelsegment: Sakrum S und Lendenwirbel L5, L4, L3, L2. Das Absteigen des Bügels 3 entlang der Gewindeachse 7, die den beweglichen Teil des Implantats darstellt, erfolgt dank des Spannelements 8 (Mutter) mit Hilfe des aus dem Werkzeug 6 bestehenden Schlüssels, was wie zuvor erklärt das Gelenk 11 daran hindert, um sich selbst zu drehen. Der Bügel 3 gelangt mit seiner unteren Seite zum Kragen 14, der entsprechend ausgerichtet ist, die zwei Rotationsstoppgeometrien 22 (Flachteile) 23 kommen zueinander und gewährleisten daher das Blockieren des Gelenks 11.
Sobald sich der Kragen 14 nämlich gegenüber dem Flachstück 15 des Bügels 3 befindet, kann er nicht mehr um seine Achse drehen. Wenn die zwei Rotationsstoppgeometrien in Steckform 22 und Buchsenform 15 einander gegenüber liegen, blockiert sich das Gelenk 11 von selbst. Das Implantat ist einachsig geworden.
Bei der in 6 dargestellten lumbosakralen Montage, die das Sakrum S und die ersten vier Lendenwirbel betrifft, sieht man, dass die physiologische Lordose dank der Krümmung des Schafts 2 in der sagittalen Ebene wiederhergestellt wurde, wobei die außerpedikulären Abschnitte bestehend aus den Achsen 7 entsprechend zu einander ausgerichtet sind, um sich an diese Biegung anzupassen. Sobald die Montage verriegelt ist, wird der hintere Abschnitt 19 jeder Gewindeachse 7 leicht dank der Querschnittverjüngung, die von der Bruchansatzzone 18 gebildet wird, abgetrennt.
Postoperative Röntgenbilder von Patienten, die eine lumbare Skoliose aufweisen, erlauben es zu prüfen, dass dank der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Wirbelsäulenosteosynthese die Pedikelimplantate 1 von vorn gesehen nicht in der gleichen Ebene sind, und dass die Lumbarlordose (in Profilansicht) sehr zufriedenstellend wiederhergestellt wurde, insbesondere mit Wiedererscheinen einer physiologischen Bandscheibenasymmetrie, die unerlässlich ist, um anatomisch richtige Bedingungen zu schaffen.
7 zeigt ein zweites Knochenverankerungselement 31 (in diesem Beispiel eine Schraube), die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet werden kann, wenn diese eine Platte 16 (8 und 9) oder Verbindungsbügel 3 umfasst.
Das Knochenverankerungselement 31 umfasst eine Verankerungsgewindeachse 32, einen Kopf 33 ohne Gelenk, wodurch die Schraube einstückig wird. Der Kopf 33 besteht aus einem Querkragen 34 und mit einer Form 35 zum Greifen für das Schrauben mit einem entsprechenden Werkzeug, zum Beispiel eine sechseckige Form. Eine Gewindeachse 7, ähnlich wie die des Knochenverankerungselements 1, verlängert den Kopf 33, wobei die Einheit einstückig ist. Die Platte 16 weist gegenüber dem Sakrum S einen Endteil mit einer kreisförmigen Durchgangsbohrung für ein alleiniges Knochenverankerungselement 31 auf, und auf der Ebene von L5 einen zweiten länglichen Abschnitt 39, in dem eine Längsbohrung 41 ausgebildet ist, die es erlaubt, die Position eines Knochenverankerungselements 31 zwischen zwei Positionen zueinander auszurichten; schließlich umfasst die Platte 16 einen dritten Teil 42 in länglicher Form, in dem eine längliche Passage 43 eingerichtet ist, die drei mögliche Positionen für das Knochenverankerungselement 1 je nach der erforderlichen Justierung dank drei Ausschnitten ermöglicht, die auf den Rändern der Passage 43 eingerichtet sind.
Die Platte 16, die für drei Segmente oder Wirbelsäulenstufen zum Beispiel S, L5, L4 bestimmt ist, kann durch eine Platte ersetzt werden, die an eine andere Anzahl von Stufen angepasst ist. Zum Beispiel ist in der dreistufigen Montage der 8 und 9 nur ein Knochenverankerungselement mehrachsig, also mit Gelenk 11, während die anderen Knochenverankerungselemente 31 einachsig sind. Jede Bohrung (41...) der Platte 16 kann das gleiche Profil haben wie die Bohrung 10 des Verbindungsbügels 3 für den Durchgang des Knochenverankerungselements (10). Dieses Profil erlaubt es, eine Rückholfunktion des Knochenverankerungselements zu der Längsachse des Spannelements und der Gewindeachse 7 durch eine zu dieser Achse senkrechte Kraft sicherzustellen. Der Kragen 34, der sich in der Verlängerung des Zwischenpedikelabschnitts des Knochenverankerungselements 1 befindet, ist stationär (8 und 9). Er kann nutzbringend eine gute Auflage gegen den Wirbel durch einen so genannten „Konsolen"-Effekt sicherstellen, während ein Knochenverankerungselement 1 nutzbringend dazu dienen kann, segmentweise einen Winkel zwischen zwei benachbarten Knochenaufbauten der Wirbelsäule zu reduzieren.
Die Mehrachsenschraube 1 wird zu Beginn des Anbringens des Spannelements 8 entlang der Gewindeachse 7 beweglich gelassen. Danach blockiert der Stutzen 24 mit seiner Halbmondform 23 das Gelenk 11. Durch eine angepasste Bewegung positioniert man daher das Knochenverankerungselement 1 in einer der drei Öffnungen der länglichen Bohrung 43. Das Vorbiegen der Platte 16 erlaubt es dem Wirbel L4, sich zu dem darunter liegenden Wirbel in Lordose zu positionieren, ohne das Verriegeln des Paars Platte 16 – Knochenverankerungselement 1 dank der Toleranz des Gelenks 11 zu kompromittieren.
Man kann auch nur eine Platte für zwei Lendenwirbelknochenstrukturen verwenden. Das Vorbiegen dieser Platte erlaubt es, den Wirbel nach hinten kippend zurückzubringen und daher wieder die physiologische Bandscheibenasymmetrie zu schaffen, insbesondere bei der chirurgischen Behandlung einer so genannten Pathologie des „flachen Rückens".
Neben den oben erwähnten technischen Vorteilen weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Wirbelsäulenosteosynthese die folgenden Vorteile auf:

– Führen des Knochenverankerungselements 1, 31 durch ein Instrument 6, das den Pedikelteil 4, 32 des Knochenverankerungselements 1 und seine mehrachsige Verlängerung 7 sofort normalachsig ausrichtet.
– Möglichkeit der Reduktion in einer Ebene oder kombiniert in den drei Ebenen.
– Wegfallen bestimmter Operationssequenzen.
– Wirbelreduktion durch antero-posterioren Zug mit Hilfe eines Knochenverankerungselements direkt ohne ergänzendes Instrument.
– Beherrschen der Ausrichtbarkeit des Elements, die in Abhängigkeit von den peroperativen Auflagen beliebig beibehalten oder neutralisiert werden kann, dank der maßlichen und funktionalen Merkmale der Verbindungsbügel 3 (Kombination der kugelförmigen Auflage 55 oder 55a mit der kugelförmigen Kalotte 57).

Claims

Vorrichtung zur Wirbelsäulenosteosynthese, die mindestens zwei Knochenverankerungselemente (1; 31) in Körpern der Knochenstruktur der jeweiligen Wirbel (S, L5), mindestens ein Organ (2; 16) zur Längsverbindung zwischen den Knochenverankerungselementen und Bügel (3) zum Verbinden zwischen den Knochenverankerungselementen umfasst, wobei jedes Knochenverankerungselement einen Kopf (5; 33) zum Greifen durch ein Schraubwerkzeug (6), eine Gewindeachse (7), die den Greifkopf verlängert, und ein Spannelement (8) umfasst, das auf dieser Achse angeordnet werden kann, um die Einheit Anschlussbügel, Längsverbindungsorgan und entsprechendes Knochenverankerungselement zu blockieren, wobei die Gewindeachse (7) mit einem Endgelenk (11) zum Anlenken in einer Aufnahme (12) einer kugelförmigen Kalotte (57) des Greifkopfs (5) versehen ist, die eine Mehrrichtungsausrichtung der Achse (7) und ein Positionieren des Verbindungsbügels (3) angepasst an die Konfiguration des Wirbelsegments (S, L5,... L2), das die Knochenverankerungselemente aufnimmt, erlaubt, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (11) und die Kalotte (57) jeweils Rotationsmitten (R1, R2) aufweisen, die durch einen Abstand (S) getrennt sind, der der Vorrichtung beim Spannen durch das Element (8) durch Aufliegen auf die kugelförmige Kalotte (57) des Greifkopfs (5) eine Rückholfunktion des Knochenverankerungselements durch Querkraft verleihen, wobei der Verbindungsbügel dazu eine kugelförmige Auflage (55) zum angelenkten Aufliegen auf einem kugelförmigen Oberflächenabschnitt der Kalotte (57) des Kopfs (5) des Knochenverankerungselements aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindeachse (7) und der Verbindungsbügel (3) mit Mitteln zum Blockieren in Rotation der Achse und ihres Gelenks (11) nach dem Einführen der Gewindeachse in eine entsprechende Durchgangsbohrung (10) durch den Bügel versehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel mindestens eine Rotationsstoppgeometrie, vorzugsweise zwei umfassen, nämlich eine erste Rotationsstoppgeometrie (13) ausgebildet auf einem Kragen (14), der zwischen dem Gelenk und dem neben der Gewindeachse liegenden Ende (7) eingerichtet ist, und eine zweite Rotationsstoppgeometrie zur Aufnahme (15), eingerichtet auf dem inneren Rand der Bohrung (10) des Bügels (3), wobei diese zweite Rotationsstoppgeometrie angepasst ist, um sich nach dem Anbringen des Bügels auf der Gewindeachse auf die erste Rotationsstoppgeometrie zu legen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende der Gewindeachse (7) gegenüber dem Gelenk (11) aus einer Einsteckform (21) zum Beispiel in Halbmondform besteht, die angepasst ist, um mit einer komplementären Buchsenform (23) eines Werkzeugs (6) zusammenzuwirken, um das Gelenk während des Schraubens des Spannelements (8) auf der Gewindeachse (7) zu blockieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (11) in seiner Aufnahme (12) durch Zusammenfügen (zum Beispiel Schrauben, Falzen, Schweißen usw.) des Rands des Letzteren um das Gelenk gehalten wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Bügel (3) verbundene kugelförmige Fläche (55) zumindest teilweise die halbkugelförmige Fläche der Kalotte abdeckt, da die Oberfläche der Kalotte (57) des Kopfs (5) halbkugelförmig und in der polaren Zone unterbrochen ist, um das Gelenk (11) aufzunehmen, um entweder einen Rückholeffekt des Knochenverankerungselements (4) bis zur Achse, wenn die Abdeckung total ist, bis zum Äquator der Kalotte, das heißt eine schwache Rückholung, wobei im Wesentlichen die ursprüngliche Anwinkelung des Knochenverankerungselements beibehalten wird, wenn die Abdeckung nur teilweise ist, herzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbügel (3) eine kegelförmige Auflagefläche (56) des Spannelements (8) angeschlossen an die kugelförmige Fläche (55) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner mindestens ein Knochenverankerungselement (31) umfasst, das einen Gewindestift (32) zum Verankern, einen Kopf (33) mit einem Querkragen (34) und eine Greifform (35) für das Verschrauben und eine Gewindeachse (7), die den Kopf verlängert, umfasst, wobei die Einheit aus einem Stück ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindeachse (7) mit einer Verjüngung (18) versehen ist, die zwei Gewindezonen (17) und (19) dieser Achse abgrenzt und nach dem Zusammenfügen und Anbringen des Spannelements auf dem Verbindungsbügel einen Bruchansatz bildet, wobei diese Verjüngung dann das Brechen der Achse (7) erlaubt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Längsverbindungsorgan zwischen den Knochenverankerungselementen (1) ein Wirbelschaft (2) ist, der die Bügel (3) zum Verbinden mit den Knochenverankerungselementen durchquert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Längsverbindungselement zwischen den Knochenverankerungselementen (1) und (31) eine Platte (16) ist, in der zylindrische und/oder längliche Öffnungen (41, 43) eingerichtet sind, die verschiedene mögliche Stellen für die Knochenverankerungselemente und Durchgänge durch die Gewindeachsen (7) abgrenzen, auf welchen die Spannelemente (8) zum Blockieren angebracht sind, und dadurch, dass die Öffnungen der Platte (16) ein ähnliches Profil wie die Bohrung (10) des Verbindungsbügels (3) aufweisen, um in gleicher Weise eine Rückholfunktion des Knochenverankerungselements sicherzustellen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein System zur Querverbindung zwischen Knochenverankerungselementen (1) gebildet aus einem Paar Schalen (58, 59) jeweils aus einem Stück mit einer Pratze (61, 62) umfasst, wobei die relative Stellung und daher der Abstand zwischen den Schalen einstellbar ist, zum Beispiel mittels einer Schrauben-Muttereinheit (63, 64), die ein Langloch (65) einer Pratze (61) und eine Gewindebohrung der zweiten Pratze (62) durchquert.