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EP0173725A1 - Implant for the operative correction of spinal column curvatures - Google Patents

Implant for the operative correction of spinal column curvatures

Info

Publication number
EP0173725A1
EP0173725A1 EP19850901363 EP85901363A EP0173725A1 EP 0173725 A1 EP0173725 A1 EP 0173725A1 EP 19850901363 EP19850901363 EP 19850901363 EP 85901363 A EP85901363 A EP 85901363A EP 0173725 A1 EP0173725 A1 EP 0173725A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rod
implant according
spring
force
spring element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19850901363
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jürgen Prof. Dr. Harms
Jürgen Neugebauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEUGEBAUER JURGEN
Original Assignee
NEUGEBAUER JURGEN
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEUGEBAUER JURGEN filed Critical NEUGEBAUER JURGEN
Publication of EP0173725A1 publication Critical patent/EP0173725A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws or setting implements
    • A61B17/88—Osteosynthesis instruments; Methods or means for implanting or extracting internal or external fixation devices
    • A61B17/8869—Tensioning devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws or setting implements
    • A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
    • A61B17/70—Spinal positioners or stabilisers, e.g. stabilisers comprising fluid filler in an implant
    • A61B17/7001—Screws or hooks combined with longitudinal elements which do not contact vertebrae
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws or setting implements
    • A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
    • A61B17/70—Spinal positioners or stabilisers, e.g. stabilisers comprising fluid filler in an implant
    • A61B17/7001—Screws or hooks combined with longitudinal elements which do not contact vertebrae
    • A61B17/7002—Longitudinal elements, e.g. rods
    • A61B17/7004—Longitudinal elements, e.g. rods with a cross-section which varies along its length
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws or setting implements
    • A61B17/60—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws or setting implements for external osteosynthesis, e.g. distractors, contractors
    • A61B2017/606—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws or setting implements for external osteosynthesis, e.g. distractors, contractors with resilient spring element

Definitions

  • the invention relates to an implant for the operative correction of spinal curvatures in the form of a rod that can be positioned in the region of the curved spine and can withstand pressure and has two hooks to be fastened to it and each to be hooked into a vertebral arch of a vertebral body , by means of which a distraction force which can be set by prestressing is introduced into the two vertebral bodies and which causes the section of the spine delimited by these vertebral bodies to be stretched.
  • Such implants are known, for example, from DE-OS 30 32 237.
  • the curved spine is usually stretched before the implant is inserted with the aid of a vertebrae attached to the vertebral arches of the two for the attachment of the distraction rod on the concave side of the curvature, which has the desired distraction force exercises on the spine.
  • the hooks of the distraction rod are hooked into the relevant vertebral arches and the clamping tool is then removed again.
  • Distraction force is now the counterforce with which the rigid distraction rod reacts to the force exerted on it by the spine via the two vertebral arches because the spine has been stretched by means of the tensioning tool and thus a preload compared to its previous state experienced.
  • the invention is therefore based on the task of designing an implant of the type in question in such a way that the distraction force once set changes only insignificantly, despite the relaxation of the prestressed spine, and consequently there is no need for retensioning can.
  • This object is achieved in that at least one hook is connected to the rod via a spring element which exerts the distraction force.
  • the spring force is almost constant over a longer " part of the spring travel.
  • the relaxation path or the distance by which the two vertebral arches in question can move apart from one another under the influence of the distraction force introduced via them due to the relaxation of the prestressed spine is less than 10 mm.
  • a - 3 - s spring elements in the sense of the invention are basically all springy configurations made of metallic or non-metallic materials and their combinations into consideration, which the material and / or structural egg have property that in a region of its spring characteristic the spring force is almost independent of the change in the spring travel or approximately constant.
  • the spring element should be selected in such a way that after the relaxation path mentioned above a considerable part of the initial distraction force is still available. This should be at least 60%.
  • a correction device for the operative treatment of scoliosis in which a slightly pre-stressed by a spring telescopic rod between the two vertebrae, the 'include the portion to be corrected of the spine, is rotatably mounted.
  • This telescopic rod cannot be subjected to pressure and does not act as a distraction rod.
  • Its suspension only has the task of adapting the length of the rod to the progressive stretching of the spine which is effected by a different principle and by other means.
  • the relatively slight stretching force applied by the suspension in the direction of the rod axis is negligibly small compared to the distraction force generated with an implant according to the invention.
  • FIG. 1 shows the embodiment of a distraction rod according to the invention with a plate spring assembly as a spring element
  • FIG. 2 shows a collet for prestressing the spring element, in particular the plate spring assembly.
  • a freely displaceable hook 2 and a clamping piece 5 sit on the rod 1 (FIG. 1).
  • the clamping piece 5 is arranged coaxially to the rod 1 and is displaceably arranged thereon, it is in its respective position by means of a clamping screw 8 fixable.
  • a connection to be referred to as a positive connection for example a cutting ring connection as used in line installations.
  • the rod 1 'cup springs 3 which on the one hand on an end face of the Klemm ⁇ piece 5 and on the other hand.
  • the guide piece of the clamping piece 5 comprising the rod 1 and, on the other hand, is supported on the guide piece of the hook 2 comprising the rod 1.
  • the number of plate springs of the plate spring package is measured according to the spring properties of the individual plate springs and according to the required length of the spring travel, over which the spring force should remain approximately constant, because this path length is the sum of the corresponding spring travel with constant spring force of the individual plate springs is to be determined.
  • the clamping piece 5 has the shape of a tube, in the central region of which the spring force is transmitted to the rod 1.
  • the rod 1 is loosely embraced by the two outer tube ends.
  • the implant can nevertheless fulfill its function because the rod 1 is guided in the two tube ends of the clamping piece 5 and does not extend due to the prestressing can jump out of a position between the vertebral arches (so-called "fail safe" construction).
  • the spring combination or the plate spring package -3 is surrounded by a protective tube 6.
  • This protective tube on the one hand facilitates the pre-assembly of the spring combination and on the other hand the tube protects the surrounding tissue from irritation caused by the springs and the spring combination against the penetration of bone chips, which reinforce the spine and support the bony growth in the area of the vertebral joints to be destroyed in the course of the operation and which could impair the function of the spring combination.
  • the hook 2 opposite end of the rod 1 is provided as a tapered, conical or truncated pyramid 22 is excluded 5, which is evident without heel from the profile of the rod. 1
  • the hook 2 opposite end of the rod 1 is provided as a tapered, conical or truncated pyramid 22 is excluded 5, which is evident without heel from the profile of the rod. 1
  • Through the sales transition between the profile of the rod 1 and the truncated cone at the end of this rod weaknesses are avoided, which would be formed by a shoulder and a danger of breaking the • * - would mean distraction rod.
  • the guide piece of the hook 7 to be plugged onto the tapering end of the rod is given an inner contour 23 corresponding to the profile of this end.
  • the twist-proof connection between the hook 7 and the rod 1 is absolutely essential in particular if the distraction rod has a scoliotic spine must be used, which also has a kyphosis.
  • the spring element in particular the cup-spring assembly 3 is biased upon insertion of the stabs Dis Thermalions ⁇ '.
  • the preload is determined by means of a The collet 24 shown in FIG. 2, which is provided with a fork 9 and with an attachment piece 11.
  • the attachment piece 11 is articulated at 10 to one leg of the collet and has a recess 25 for receiving the rod 1.
  • the recess 25 canting relative to the rod 1 causes a force-locking connection between the collet 24 and staff 1.
  • the collet 24 is attached to the clamping piece 5 in order to move it by actuating the collet.
  • the other leg of the collet is provided with rotation measuring strips 12 which are connected to a display device 13 which indicates the prestressing of the spring element, in particular the disk spring assembly 3, generated by actuating the collet.
  • the pretension is equal to the distraction force, which is now - not as a counterforce of the rigid distraction rod triggered by pretension - of the rigid distraction rod, but rather introduced as a spring force of the spring element 3 into the vertebral body.

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Abstract

Implant pour la correction opérative des courbures de la colonne vertébrale, ayant la forme d'une barre (1) à placer dans la région de la colonne vertébrale arquée et pouvant être chargée par pression, avec deux crochets (2, 7) à fixer à celle-ci et à accrocher chacun à l'arc d'une vertèbre, permettant l'introduction dans les deux vertèbres d'une force d'étirage réglable par pré-contrainte, force qui étire le segment de la colonne vertébrale délimité par ces vertèbres. Afin d'éviter que la force d'étirage diminue de façon inacceptable suite à la relaxation des vertèbres, ce qui remettrait en question le succès du traitement, la présente invention propose de relier au moins un crochet (2) à la barre (1) par le biais d'un élément de ressort (3) déterminant la force d'étirage. Sa force de ressort doit de préférence être pratiquement constante sur la plus grande partie de la course de ressort.Implant for the operative correction of the curvatures of the spine, having the shape of a bar (1) to be placed in the region of the arched spine and capable of being loaded by pressure, with two hooks (2, 7) to be fixed to this and to each hang on the arch of a vertebra, allowing the introduction into the two vertebrae of a stretching force adjustable by pre-stress, a force which stretches the segment of the spine delimited by these vertebrae . In order to prevent the stretching force from decreasing unacceptably following relaxation of the vertebrae, which would call into question the success of the treatment, the present invention proposes to connect at least one hook (2) to the bar (1). by means of a spring element (3) determining the drawing force. Its spring force should preferably be practically constant over most of the spring stroke.

Description

Implantat'zur operativen Korrektur von Wirbelsäulenverkrümmungen Die Erfindung betrifft ein Implantat zur operativen Korrektur von Wirbelsäulenkrümmungen in Gestalt eines im Bereich der verkrümmten Wirbelsäule zu positionierenden, auf Druck belastbaren Stabes mit zwei daran zu befesti- genden und jeweils in einen Wirbelbogen eines Wirbelkör¬ pers einzuhängenden Haken, durch die eine durch Vorspan¬ nung einstellbare Distraktionskraft in die beiden Wirbel¬ körper eingeleitet wird, die eine Streckung des durch diese Wirbelkörper begrenzten Abschnitts der Wirbelsäule bewirkt. The invention relates to an implant for the operative correction of spinal curvatures in the form of a rod that can be positioned in the region of the curved spine and can withstand pressure and has two hooks to be fastened to it and each to be hooked into a vertebral arch of a vertebral body , by means of which a distraction force which can be set by prestressing is introduced into the two vertebral bodies and which causes the section of the spine delimited by these vertebral bodies to be stretched.
Solche, in der Orthopädie als Distraktions- bzw. Harring- ton-Stäbe bezeichneten Implantate sind beispielsweise aus der DE-OS 30 32 237 bekannt. Bei ihrer Anwendung wird in der Regel die verkrümmte Wirbelsäule vor dem Einsetzen des Implantates mit Hilfe eines an den Wirbelbögen der beiden für die Anbringung des Distraktionsstabs in Betracht.kom- menden Wirbel auf 'der konkaven Krümmungsseite angesetzten Spannwerkzeugs gestreckt, welches die gewünschte Distrak¬ tionskraft auf die Wirbelsäule ausübt. Anschließend werden die Haken des Distraktionsstabs, deren benötigter Abstand vorher eingestellt und fixiert worden ist, in die betreffenden Wirbelbögen eingehängt und sodann das Spann¬ werkzeug wieder entfernt. Distraktionskraft ist nunmehr die Gegenkraft, mit der der starre Distraktionsstab auf die Kraft reagiert, die von der Wirbelsäule über die bei¬ den Wirbelbögen auf ihn ausgeübt wird, weil die Wirbelsäu- le mittels des Spannwerkzeuges gestreckt worden ist und damit eine Vorspannung gegenüber ihrem vorherigen Zustand erfahren hat.Such implants, referred to in orthopedics as distraction or Harrington rods, are known, for example, from DE-OS 30 32 237. When they are used, the curved spine is usually stretched before the implant is inserted with the aid of a vertebrae attached to the vertebral arches of the two for the attachment of the distraction rod on the concave side of the curvature, which has the desired distraction force exercises on the spine. Then the hooks of the distraction rod, the required distance of which has previously been set and fixed, are hooked into the relevant vertebral arches and the clamping tool is then removed again. Distraction force is now the counterforce with which the rigid distraction rod reacts to the force exerted on it by the spine via the two vertebral arches because the spine has been stretched by means of the tensioning tool and thus a preload compared to its previous state experienced.
Es hat sich gezeigt, daß die auf diese Weise erzeugte Distraktionskraft bereits während der ersten halben Stunde nach dem Einsetzen des Distraktionsstabes und fort¬ schreitend im Lauf der nächsten Tage nach der Operation infolge der Relaxation der der Vorspannung nachgebenden Wirbelsäule und der damit verbundenen Abnahme der Vor— Spannung in einer für den Erfolg der Korrektur ungünstigen Weise abnimmt. Diesem Vorspannungsverlust durch Steigerung der mit dem Spannwerkzeug einzuleitenden Distraktionskraft vorzubeugen, verbietet sich wegen der damit verbundenen Gefahr der Überdehnung von Nervensträngen, Bändern und Gefäßen, sowie wegen der Bruchgefahr für die belasteten Wirbelbögen. Ein späteres Nachspannen würde eine erneute Operation erfordern und sollte wegen der damit verbundenen weiteren Belastung für den Patienten und zusätzlichen Infektionsgefahr tunlichst vermieden werden.It has been shown that the distraction force generated in this way already during the first half hour after the insertion of the distraction rod and progressively over the next few days after the operation as a result of the relaxation of the spine giving in to the prestress and the associated decrease in the prestress - Tension diminishes in an unfavorable manner for the success of the correction. Preventing this loss of preload by increasing the distraction force to be introduced with the tensioning tool is out of the question because of the associated risk of overstretching nerve strands, ligaments and vessels, and because of the risk of breakage for the loaded vertebral arches. A later re-tensioning would require a new operation and should be avoided as far as possible due to the additional burden on the patient and the additional risk of infection.
Die Erfindung geht daher von der Aufgabe aus, ein Implan¬ tat der in Rede stehenden Art so auszubilden, daß die ein¬ mal eingestellte Distraktionskraft sich trotz der Relaxa- tion der vorgespannten Wirbelsäule allenfalls nur unwe¬ sentlich ändert und somit auf das Nachspannen verzichtet werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest ein Haken mit dem Stab über ein Fe¬ derelement verbunden ist, welches die Distraktionskraft ausübt. Vorzugsweise ist dessen Federkraft über einen längeren" Teil des Federwegs nahezu konstant.The invention is therefore based on the task of designing an implant of the type in question in such a way that the distraction force once set changes only insignificantly, despite the relaxation of the prestressed spine, and consequently there is no need for retensioning can. This object is achieved in that at least one hook is connected to the rod via a spring element which exerts the distraction force. Preferably, the spring force is almost constant over a longer " part of the spring travel.
Der Relaxationsweg bzw. die Strecke, um die sich die bei¬ den betreffenden Wirbelbögen unter dem Einfluß der über sie eingeleiteten Distraktionskraft wegen der Relaxation der vorgespannten Wirbelsäule voneinander entfernen kön¬ nen, beträgt erfahrungsgemäß unter 10mm. Bei einem Distraktionsstab mit dem erfindungsgemäß bemessenen Feder¬ element ist daher gewährleistet, daß die eingestellte Distraktionskraft über die Relaxationsperiode der Wirbel¬ säule hinaus weitgehend erhalten bleibt. Das ist aus medi¬ zinischen Gründen, insbesondere für den Heilungsprozeß, von sehr wesentlicher Bedeutung.Experience has shown that the relaxation path or the distance by which the two vertebral arches in question can move apart from one another under the influence of the distraction force introduced via them due to the relaxation of the prestressed spine is less than 10 mm. In the case of a distraction rod with the spring element dimensioned according to the invention, it is therefore ensured that the set distraction force is largely retained beyond the relaxation period of the spine. This is very important for medical reasons, especially for the healing process.
A-3-s Federelemente im Sinne der Erfindung kommen grundsätz¬ lich alle federnden Konfigurationen aus metallischen oder aus nichtmetallischen Werkstoffen und deren Kombinationen in Betracht, die die stoffliche und/oder konstruktive Ei- genschaft aufweisen, daß in einem Bereich ihrer Federkenn¬ linie die Federkraft nahezu unabhängig von der Änderung des Federweges bzw. annähernd konstant ist. Das Federele¬ ment sollte in jedem Falle so ausgesucht sein, daß nach dem oben erwähnten Relaxationsweg immer noch ein erheb¬ licher Teil der anfänglichen Distraktionskraft zur Verfü¬ gung steht. Dies sollten mindestens 60% sein. A - 3 - s spring elements in the sense of the invention are basically all springy configurations made of metallic or non-metallic materials and their combinations into consideration, which the material and / or structural egg have property that in a region of its spring characteristic the spring force is almost independent of the change in the spring travel or approximately constant. In any case, the spring element should be selected in such a way that after the relaxation path mentioned above a considerable part of the initial distraction force is still available. This should be at least 60%.
Eine besonders vorteilhafte Ausbildung des Implantats ge- maß der Erfindung ergibt sich durch die Anwendung eines Tellerfedernpakets als Federelement'. Die Kombination mehrerer Tellerfedern in Form eines Tellerfedernpakets weist nicht nur eine für die Behandlung optimale nahezu waagrechte Federkennlinie auf, sondern läßt sich auch be- sonders einfach dimensionieren.Overall a particularly advantageous embodiment of the implant of the invention measured results from the application of a disk spring assembly as a spring element '. The combination of several disc springs in the form of a disc spring package not only has an almost horizontal spring characteristic that is optimal for the treatment, but is also particularly easy to dimension.
Andere vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen .des Implan¬ tats gemäß der Erfindung 'ergeben sich aus den Unteransprü¬ chen.Other advantageous developments and further developments of the implant according to the invention result from the subclaims.
Aus der DE-PS 28 45 647 ist ein Korrekturgerät für die operative Skoliosebehandlung bekannt, bei dem ein mittels einer Feder leicht vorgespannter Teleskopstab zwischen den beiden Wirbeln, die den' zu korrigierenden Abschnitt der Wirbelsäule einschließen, drehbar gelagert ist. Die¬ ser Teleskopstab ist nicht auf Druck belastbar und wirkt nicht als Distraktionsstab. Seine Federung hat lediglich die Aufgabe, die Länge des Stabes der fortschreitenden nach einem anderen Prinzip und mit anderen Mitteln bewirk- ten Streckung der Wirbelsäule anzupassen. Die durch die Federung aufgebrachte, relativ geringfügige Streckkraft in Richtung der Stabachse ist vernachlässigbar klein ge¬ genüber der mit einem Implantat gemäß der Erfindung er¬ zeugten Distraktionskraft. Die Federung des bekannten Teleskopstabs ist daher weder nach ihrer Zweckbestimmung noch nach ihren charakteristischen Eigenschaften zur Lö¬ sung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe geeig¬ net. Die Erfindung ist nachfolgend in Form eines Ausführungs¬ beispiels anhand der schematischen, nicht maßstäblichen Figuren 1 und 2 erläutert; von diesen zeigtFrom DE-PS 28 45 647, a correction device for the operative treatment of scoliosis is known, in which a slightly pre-stressed by a spring telescopic rod between the two vertebrae, the 'include the portion to be corrected of the spine, is rotatably mounted. This telescopic rod cannot be subjected to pressure and does not act as a distraction rod. Its suspension only has the task of adapting the length of the rod to the progressive stretching of the spine which is effected by a different principle and by other means. The relatively slight stretching force applied by the suspension in the direction of the rod axis is negligibly small compared to the distraction force generated with an implant according to the invention. The suspension of the known telescopic rod is therefore not suitable either for its intended use or for its characteristic properties for solving the problem on which the invention is based. The invention is explained below in the form of an embodiment using the schematic, not to scale, FIGS. 1 and 2; of these shows
die Figur 1 die erfindungsgemäße Ausführung eines Distrak¬ tionsstabs mit einem Tellerfedernpaket als Federelement, die Figur 2 eine Spannzange zum Vorspannen des Federele¬ mentes, insbesondere des Tellerfedernpakets.1 shows the embodiment of a distraction rod according to the invention with a plate spring assembly as a spring element, FIG. 2 shows a collet for prestressing the spring element, in particular the plate spring assembly.
Auf dem Stab 1 (Figur 1) sitzen ein frei verschiebbarer Haken 2 und ein Klemmstück 5. Das Klemmstück 5 ist ko¬ axial zu dem Stab 1 und auf diesem verschiebbar angeord¬ net, es ist mittels einer Klemmschraube 8 in seiner jewei- ligen Lage fixierbar. Im Bereich der Erfindung liegt es, anstelle der so bewirkten reibschlüssigen Verbindung zwi¬ schen dem Klemmstück 5 und dem Stab 1, wie sie in der Fi¬ gur 1 dargestellt ist, eine eher als formschlüssig zu be¬ zeichnende Verbindung, beispielsweise eine Schneidring- Verbindung, wie sie bei Leitungsinstallationen eingesetzt wird, anzuwenden.A freely displaceable hook 2 and a clamping piece 5 sit on the rod 1 (FIG. 1). The clamping piece 5 is arranged coaxially to the rod 1 and is displaceably arranged thereon, it is in its respective position by means of a clamping screw 8 fixable. It is within the scope of the invention, instead of the frictional connection thus effected between the clamping piece 5 and the rod 1, as shown in FIG. 1, a connection to be referred to as a positive connection, for example a cutting ring connection as used in line installations.
Zwischen dem Kle mstück 5 und dem Haken 2 ist ein koaxial zu dem Stab 1 angeordnetes' Tellerfedernpaket 3 gelagert, welches sich einerseits auf eine Stirnfläche des Klemm¬ stücks 5 und andererseits auf. das den Stab 1 umfassende Führungsstück des Klemmstücks 5 und andererseits auf das den Stab 1 umfassende Führungsstück des Hakens 2 ab¬ stützt. Die Zahl der Tellerfedern des Tellerfedernpakets bemißt sich nach den Federeigenschaften der einzelnen Tel¬ lerfedern und nach der geforderten Länge des Federwegs, auf der die Federkraft annähernd konstant bleiben soll, weil diese Weglänge aus der Summe der entsprechenden Federwege mit konstanter Federkraft der einzelnen Teller- federn zu ermitteln ist. Das Tellerfedernpaket wird beim Einsetzen des Distraktionsstabs in noch zu beschreibender Weise auf die benötigte Distraktionskraft vorgespannt. Das Klemmstück 5 hat die Form eines Rohres, in dessen mittlerem Bereich die Federkraft auf den Stab 1 übertragen wird. Durch die beiden äußeren Rohrenden wird der Stab 1 lose umfaßt. Für den Fall, daß aus nicht vorhersehbaren Gründen ein Stabbruch an einer der Krafteinleitungsstellen (Querschnitt A-A oder B-B) auftritt, kann das Implantat dennoch seine Funktion erfüllen, weil der Stab 1 in den beiden Rohrenden des Klemmstucks 5 geführt wird und infolge der Vorspannung nicht aus einer Lage zwischen den Wirbelbögen herausspringen kann (sog. "fail safe"- Konstruktion) .Between the Kle mstück 5 and the hook 2 is mounted a coaxially arranged to the rod 1 'cup springs 3, which on the one hand on an end face of the Klemm¬ piece 5 and on the other hand. the guide piece of the clamping piece 5 comprising the rod 1 and, on the other hand, is supported on the guide piece of the hook 2 comprising the rod 1. The number of plate springs of the plate spring package is measured according to the spring properties of the individual plate springs and according to the required length of the spring travel, over which the spring force should remain approximately constant, because this path length is the sum of the corresponding spring travel with constant spring force of the individual plate springs is to be determined. When the distraction rod is inserted, the disc spring package is pretensioned to the required distraction force in a manner to be described. The clamping piece 5 has the shape of a tube, in the central region of which the spring force is transmitted to the rod 1. The rod 1 is loosely embraced by the two outer tube ends. In the event that a rod break occurs at one of the force introduction points (cross-section AA or BB) for unforeseeable reasons, the implant can nevertheless fulfill its function because the rod 1 is guided in the two tube ends of the clamping piece 5 and does not extend due to the prestressing can jump out of a position between the vertebral arches (so-called "fail safe" construction).
Die Federnkombination bzw. das Tellerfedernpaket -3 ist von einem Schutzrohr 6 umgeben. Durch dieses Schutzrohr wird einerseits die Vormontage der Federnkombination er¬ leichtert und andererseits schützt das Rohr das umgebende Gewebe vor Irritationen durch die Federn und die Federn¬ kombination gegen das Eindringen von Knochenspänen, welche zur Versteifung der Wirbelsäule und zur Unterstützung der knöchernen Durchwachsung im Bereich der im Zuge der Opera¬ tion zu zerstörenden Wirbelgelenke beigelegt werden und die die Funktion der Federkombination beeinträchtigen könnten.The spring combination or the plate spring package -3 is surrounded by a protective tube 6. This protective tube on the one hand facilitates the pre-assembly of the spring combination and on the other hand the tube protects the surrounding tissue from irritation caused by the springs and the spring combination against the penetration of bone chips, which reinforce the spine and support the bony growth in the area of the vertebral joints to be destroyed in the course of the operation and which could impair the function of the spring combination.
Bei Federelementen, die Hohlräume enthalten, wie dies bei¬ spielsweise bei den Tellerfedern des Tellerfederpakets 3 der Fall ist, können die infolge der elastischen Verfor¬ mung der Federelemente auftretenden Änderungen der Hohl¬ raumvolumina einen Pumpeffekt zur Folge haben. Der Pump- effekt wirkt sich dann auf die in den Hohlräumen enthaltene Zellflüssigkeit aus, indem diese herausgepreßt und wieder eingesogen wird. In der Flüssigkeit suspendier¬ te Zellen können dabei in unerwünschter Weise mechanisch beschädigt werden. Um dies zu vermeiden, werden Durchlässe 21 vorgesehen, die einen Druckausgleich zwischen den Hohlräumen und der Umgebung des Federelements ermöglichen. Bei der Verwendung von Tellerfedern können diese Durchläs¬ se in besonders einfacher Weise dadurch geschaffen werden, daß die plan aufeinander liegenden Kontaktzonen der einzelnen 1 Tellerfedern mit Unterbrechungen versehen werden.In the case of spring elements which contain cavities, as is the case, for example, with the plate springs of the plate spring assembly 3, the changes in the cavity volumes which occur as a result of the elastic deformation of the spring elements can result in a pump effect. The pump effect then affects the cell fluid contained in the cavities by squeezing it out and drawing it back in. Cells suspended in the liquid can be mechanically damaged in an undesirable manner. In order to avoid this, passages 21 are provided which allow pressure equalization between the cavities and the surroundings of the spring element. When using disc springs, these passages can be created in a particularly simple manner in that the contact zones of the individual 1 disc springs lying flat on top of each other can be provided with interruptions.
Das dem Haken 2 entgegengesetzte Ende des Stabes 1 ist als sich verjüngender, Kegel- oder Pyramidenstumpf 22 ausge- 5 bildet, welcher ohne Absatz aus dem Profil des Stabes 1 hervorgeht. Durch den absatzlosen Übergang zwischen dem Profil des Stabes 1 und dem Kegelstumpf am Ende dieses Stabes werden Schwachstellen vermieden, die durch einen Absatz gebildet würden und die eine Bruchgefahr für den •*- Distraktionsstab bedeuten würden.The hook 2 opposite end of the rod 1 is provided as a tapered, conical or truncated pyramid 22 is excluded 5, which is evident without heel from the profile of the rod. 1 Through the sales transition between the profile of the rod 1 and the truncated cone at the end of this rod weaknesses are avoided, which would be formed by a shoulder and a danger of breaking the • * - would mean distraction rod.
Das Führungsstück des auf das sich verjüngende Ende des Stabes aufzusteckenden Hakens 7 erhält eine dem Profil dieses Endes entsprechende Innenkontur 23. Die verdreh- 5 sichere Verbindung zwischen dem Haken 7 und dem Stab 1 ist insbesondere dann unbedingt erforderlich, wenn der Distraktionsstab bei einer skoliotischen Wirbelsäule eingesetzt werden muß, die zugleich auch eine Kyphose aufweist.The guide piece of the hook 7 to be plugged onto the tapering end of the rod is given an inner contour 23 corresponding to the profile of this end. The twist-proof connection between the hook 7 and the rod 1 is absolutely essential in particular if the distraction rod has a scoliotic spine must be used, which also has a kyphosis.
2020th
Die Sicherheit gegen Verdrehen des Hakens 7 wird in ein¬ fachster Weise erreicht, wenn der Stab 1 einen nicht kreisförmigen Querschnitt aufweist,, der sich zu dem den Haken 7 aufnehmenden Stabende verjüngt?- damit wird dannThe security against rotation of the hook 7 is achieved in the simplest way if the rod 1 has a non-circular cross-section which tapers towards the rod end receiving the hook 7?
25 auch ein Verdrehen des Hakens 2 und des Klemmstücks 5 verhindert, die eine der Geometrie des Stabes entsprechen¬ de Innenkontur erhalten müssen. Um von dieser Beschränkung frei zu sein, wird man in der Regel ein Rundprofil für den Stab 1 wählen. Als verdrehsichere Profile für das25 also prevents the hook 2 and the clamping piece 5 from rotating, which must have an inner contour corresponding to the geometry of the rod. In order to be free from this limitation, a round profile for rod 1 will usually be chosen. As anti-twist profiles for that
30 Aufstecken des Hakens 7 kommen dann "im Sinne der Erfindung insbesondere Kegelstumpfe mit Polygonquerschnitt in Be¬ tracht, die absatzlos aus dem Rundprofil des Stabes 1 hervorgehen. Besonders zweckmäßig ist ein Kegelstumpf 22 mit keilförmig abgeflachtem Mantel 4, wie dargestellt in30 Attaching the hook 7 then comes " in the sense of the invention in particular truncated cones with a polygonal cross-section, which emerge without a paragraph from the round profile of the rod 1. A truncated cone 22 with a wedge-shaped flattened jacket 4, as shown in FIG
35 Figur 1, Schnitt C-C.35 Figure 1, section C-C.
Wie bereits erwähnt, wird' das Federelement, insbesondere das Tellerfedernpaket 3 beim Einsetzen des Distraktions¬ stabs vorgespannt. Die Vorspannung wird mittels einer in der Figur 2 dargestellten Spannzange 24 bewirkt, die mit einer Gabel 9 und mit einem Ansetzstück 11 versehen ist. Das Ansetzstück 11 ist bei 10 gelenkig mit dem einen Schenkel der Spannzange verbunden und hat eine Aussparung 25 für die Aufnahme des Stabes 1. Bei der Betätigung der Spannzange bewirkt die sich gegenüber dem Stab 1 verkan¬ tende Aussparung 25 eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Spannzange 24 und dem Stab 1.As already mentioned, the spring element, in particular the cup-spring assembly 3 is biased upon insertion of the stabs Distraktions¬ '. The preload is determined by means of a The collet 24 shown in FIG. 2, which is provided with a fork 9 and with an attachment piece 11. The attachment piece 11 is articulated at 10 to one leg of the collet and has a recess 25 for receiving the rod 1. When the collet is actuated, the recess 25 canting relative to the rod 1 causes a force-locking connection between the collet 24 and staff 1.
Mit der Gabel 9 wird die Spannzange 24 an dem Klemmstück 5 angesetzt, um dieses durch Betätigung der Zange zu ver¬ schieben.With the fork 9, the collet 24 is attached to the clamping piece 5 in order to move it by actuating the collet.
Der andere Schenkel der Spannzange ist mit Drehnungsmeß- streifen 12 versehen, die an ein Anzeigegerät 13 ange¬ schlossen sind, welches die durch Betätigung der Spann¬ zange erzeugte Vorspannung des Federelementes, insbeson¬ dere des- Tellerfedernpakets 3 anzeigt. Die Vorspannung ist hier gleich der Distraktionskraft , die jetzt- nicht als durch Vorspannung- der Wirbelsäule ausgelöste Gegenkraft des starren Distraktionsstabs, sondern als Federkraft des Federelementes 3 in die Wirbelkörper eingeleitet wird. The other leg of the collet is provided with rotation measuring strips 12 which are connected to a display device 13 which indicates the prestressing of the spring element, in particular the disk spring assembly 3, generated by actuating the collet. The pretension is equal to the distraction force, which is now - not as a counterforce of the rigid distraction rod triggered by pretension - of the rigid distraction rod, but rather introduced as a spring force of the spring element 3 into the vertebral body.

Claims

θ -Patentansprüche θ patent claims
1. Implantat zur operativen Korrektur von Wirbelsäulen¬ verkrümmungen in Gestalt eines im Bereich der verkrümm¬ ten Wirbelsäule zu positionierenden, auf Druck belast¬ baren Stabes mit zwei daran zu befestigenden und jeweils in einen Wirbelbogen eines Wirbelkörpers einzuhängenden Haken, durch die eine durch Vorspannung einstellbare Distraktionskraft in die beiden Wirbelkör¬ per eingeleitet wird, die eine Streckung des durch diese Wirbelkörper begrenzten Abschnitts der Wirbelsäu¬ le bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Haken (2) mit dem Stab (1) über ein die Distraktions¬ kraft bestimmendes Federelement (3) verbunden ist.1. Implant for the operative correction of spinal curvatures in the form of a rod that can be positioned in the region of the curved spine and can withstand pressure and has two hooks to be attached to it and each to be hooked into a vertebral arch of a vertebral body, through which one can be set by prestressing Distraction force is introduced into the two vertebral bodies, which causes the section of the spinal column delimited by these vertebral bodies to be stretched, characterized in that at least one hook (2) with the rod (1) via a spring element () determining the distraction force 3) is connected.
2. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft des Federelementes (3) über einen länge¬ ren Teil des Federwegs nahezu konstant ist.2. Implant according to claim 1, characterized in that the spring force of the spring element (3) is almost constant over a long part of the spring travel.
3. Implantat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß das Federelement (3) eine Federnkombination ist. 3. Implant according to claim 1 or 2, characterized gekennzeich¬ net that the spring element (3) is a combination of springs.
4. Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (3) ein Tellerfe¬ dernpaket ist.4. Implant according to one of claims 1 to 3, characterized in that the spring element (3) is a Tellerfe¬ dernpaket.
5. Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekenn¬ zeichnet durch den Druckausgleich zwischen Hohlräumen des Federelementes und seiner Umgebung gestattende Durchlässe.5. Implant according to one of claims 1 to 4, gekenn¬ characterized by the pressure equalization between cavities of the spring element and its surroundings permitting passages.
6. Implantat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Tellerfedernpaket koaxial zu dem Stab (1) angeord¬ net ist und mit seinem einen Ende auf einem Führungs¬ stück des einen Hakens (2) aufsitzt, der an seinem Ende des Stabes (1) frei verschiebbar auf diesem glei¬ tet.6. Implant according to claim 4, characterized in that the plate spring package is coaxial to the rod (1) angeord¬ net and is seated at one end on a guide piece of a hook (2) which at its end of the rod (1 ) freely slidable on this.
7. Implantat nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende des Tellerfedernpakets an einem Klemm¬ stück (5) abgestützt ist, welches koaxial zu dem Stab (1) und auf diesem verschiebbar sowie in seiner jewei¬ ligen Lage durch Reibschluß fixierbar oder durch Form¬ schluß sich selbst fixierend angeordnet ist.7. Implant according to claim 6, characterized in that the other end of the plate spring assembly is supported on a Klemm¬ piece (5) which is coaxial to the rod (1) and slidable on it and in its respective position fixable by friction or self-fixing is arranged by positive locking.
8. Implantat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmstück (5) die Form eines Rohres hat, in des¬ sen mittlerem Bereich die Federkraft reibschlüssig oder formschlüssig auf den Stab (1) übertragen wird, während seine beiden äußeren, jeweils mindestens gleich lang wie der mittlere Bereich bemessenen Enden den Stab (1) lose umfassen.8. Implant according to claim 7, characterized in that the clamping piece (5) has the shape of a tube, in its central region the spring force is transmitted frictionally or positively to the rod (1) in its middle region, while its two outer ones are each at least the same Loosely enclose the rod (1) as long as the middle area.
9. Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß das Federelement (3) von einem Schutzrohr (6) umgeben ist. 9. Implant according to one of the preceding claims, characterized in that the spring element (3) is surrounded by a protective tube (6).
10. Implantat nach einem der- vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Haken (7) durch eine Steckverbindung mit dem anderen Ende des Stabes (1) verbindbar ist, und daß hierzu der Stab (1) als sich zum Stabende verjüngender Kegelstumpf (22) ausgebildet ist und in eine formmäßig daran angepaßte Ausnehmung (23) am Haken (7) eingreift.10. Implant according to one of the preceding claims, characterized in that the other hook (7) can be connected by a plug connection to the other end of the rod (1), and that the rod (1) is a truncated cone tapering towards the end of the rod ( 22) is formed and engages in a recess (23) on the hook (7) which is adapted to the shape thereof.
11. Implantat nach Anspruch 10', dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelstumpf (4) einen kreisförmigen Quer¬ schnitt aufweist.11. Implant according to claim 10 ' , characterized in that the truncated cone (4) has a circular cross-section.
12. Implantat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelstumpf (4) einen nicht kreisförmigen Querschnitt aufweist. 12. Implant according to claim 10, characterized in that the truncated cone (4) has a non-circular cross section.
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