DE60128897T2

DE60128897T2 - Mehrachsiges Knochenankersystem

Info

Publication number: DE60128897T2
Application number: DE60128897T
Authority: DE
Inventors: Matthew M. Cordova MORRISON; B. Thomas Memphis BARKER; John Stewart Memphis YOUNG; Jeffrey W. Bartlett BEALE; Chris E. Germantown JOHNSON
Original assignee: Warsaw Orthopedic Inc
Current assignee: Warsaw Orthopedic Inc
Priority date: 2000-03-15
Filing date: 2001-03-13
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2021-03-14
Also published as: ATE364356T1; ES2287111T3; EP1272114A1; AU4738801A; US20040158251A1; JP4327399B2; KR100745326B1; US20020026194A1; WO2001067974A1; DE60128897D1; AU2001247388B2; EP1272114B1; CA2403057A1; US6315779B1; KR20020093842A; US7252670B2; US6689133B2; JP2003526444A; CA2403057C

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine orthopädische Implantatanordnung zur Verwendung beim Stabilisieren von Knochenelementen in einer gewünschten räumlichen Beziehung und zum Korrigieren von Knochenfehlausrichtungsstörungen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein mehrachsiges Wirbelsäulenbefestigungssystem mit einem lang gestreckten Element in der Art einer Platte.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Auf dem Gebiet der orthopädischen Chirurgie und insbesondere der Wirbelsäulenchirurgie ist es seit langem bekannt, ein lang gestrecktes Element in der Art einer Platte oder einer Stange an Knochen zu befestigen, um sie in einer gegebenen Position zu halten und zu stützen. Beispielsweise werden bei einer Prozedur zum Zusammenfügen beschädigter, kranker, verformter oder auf andere Weise abnormaler Wirbel die Wirbel von einem Arzt in einer korrigierten Position angeordnet. Eine lang gestreckte Platte wird angrenzend an den Wirbelknochen angeordnet, und Knochenanker, wie speziell konfigurierte Schrauben oder Bolzen, werden zum Halten der Platte an den Knochen verwendet. Mit solchen Ankern wird eine Anordnung durch Bohren von einem oder mehreren Löchern in den Knochen bzw. in die Knochen und Schrauben der Anker in die Löcher erreicht. Als Beispiele sei auf US-A-5 676 666 von Oxland u.a., US-A-5 613 967 von Engelhardt u.a. und US-A-5 603 713 von Aust u.a. verwiesen. Ein Anker kann beispielsweise durch Schrauben in das Wirbelloch oder durch eine Platte mit dem Knochen verbunden werden, oder die Platte kann alternativ in einer Position über dem Anker oder um den Anker herum angeordnet werden, nachdem der Anker mit dem Knochen verbunden wurde. Der Anker und die Platte werden dann aneinander befestigt, um eine Relativbewegung zu minimieren oder zu verhindern. Auf diese Weise können Knochen spinal gehalten und/oder in der geeigneten Ausrichtung für das Heilen gestützt werden.
Es wurde als wünschenswert erachtet, dass Implantatsysteme die Fähigkeit einer Winkelorientierung eines Bolzens oder eines anderen Ankers in mehreren Ebenen in Bezug auf das lang gestreckte Element oder anderer Fixierungsmechanismen des Implantatsystems haben. Solche Merkmale ermöglichen es, dass Knochenanker in Winkeln angeordnet werden, die für die Verankerung optimal sind, wodurch die Möglichkeit eines Lösens, eines Herausziehens oder einer anderen Bewegung der Anker verringert wird, während die optimale Positionierung der Fixierungsplatte nicht beeinträchtigt wird. Zusätzlich vermindern solche Systeme Unannehmlichkeiten, die häufig bei Wirbelsäulenoperationen infolge unebener Knochenoberflächen und der zu korrigierenden Abnormität auftreten, und sie erfordern im Allgemeinen weniger Einstellungen an dem Implantat, wodurch die korrigierende Operation für den Chirurgen einfacher und für den Patienten weniger traumatisch gemacht wird.
Verschiedene Ansätze wurden verwendet, um eine solche Mehrachsenfähigkeit zu erreichen. Beispielsweise ist in US-A-5 735 853 von Olerud eine Implantatvorrichtung offenbart, bei der ein Knochenbolzen verschiedene Winkelpositionen in Bezug auf eine Platte einnehmen kann, indem eine komprimierbare kugelförmige Manschette bereitgestellt wird, welche sich durch einen Schnappsitz um den Bolzen legt, wobei die Manschette in einer kugelförmigen Öffnung in einem Platteneinsatz drehbar und schwenkbar ist. Der Presssitz des Bolzens und der Manschette innerhalb der Platte können Schwierigkeiten beim Montieren der Vorrichtung herbeiführen, insbesondere in einer Umgebung, in der Flüssigkeiten vorherrschend vorhanden sind.
Ein anderer Ansatz ist in US-A-5 304 179 von Wagner dargestellt, worin eine Knochenschraube dargestellt ist, die innerhalb einer Buchse unter einem Winkel in Bezug auf die Längsachse der Buchse fixiert ist. Die Buchse ist innerhalb eines Abschnitts eines Verbindungselements drehbar, das in Bezug auf die Achse des angrenzenden stangenbasierten Instruments abgewinkelt ist. Das Verbindungselement ist um die Instrumentenachse drehbar. Das System von Wagner ermöglicht es nur, dass diskrete Positionen einer Knochenschraube im dreidimensionalen Raum erreicht werden, und die Buchsen vergrößern die Länge und das Profil der Konstruktion, und es sind zusätzliche Teile vorhanden, die der Chirurg handhaben und anordnen muss.
Ein dritter Ansatz ist in US-A-5 984 924 von Asher u.a. dargestellt, worin ein Knochenausrichtungssystem mit einem lang gestreckten Knochenausrichtungselement dargestellt ist, das sandwichförmig zwischen zwei Paaren von Unterlegscheiben angeordnet ist. Jedes solche Paar von Unterlegscheiben weist entsprechende Flächen auf, welche in einer "Kugel-und-Muffe"-Konfiguration ineinander passen, um möglicherweise eine Mehrzahl von Positionen einzunehmen.
Wenn sich der Schaft eines Knochenankers durch jedes Unterlegscheibenpaar und auch durch eine Aussparung des lang gestreckten Elements erstreckt, ermöglichen die Paare von Unterlegscheiben, dass der Schaft in verschiedenen Winkeln in Bezug auf das lang gestreckte Element orientiert wird. Dieser Ansatz erfordert auch eine Mehrzahl von kleinen Teilen für die Handhabung und Montage während einer Operation. Weil die Unterlegscheiben bei diesem System ferner außerhalb des lang gestreckten Elements liegen, erhöhen sie die Dicke der Gesamtkonstruktion, was mit einer Erhöhung der Schwierigkeit der Verwendung in einem kleinen chirurgischen Raum und mit der Möglichkeit einer Unannehmlichkeit für den Patienten einhergeht.
In FR-A-2 763 828 ist eine Implantatvorrichtung mit einem Plattenelement dargestellt, das einen Schlitz, der im Wesentlichen parallel zu der Plattenachse verläuft, einen Stabilisator, einen Knochenbolzen, eine Unterlegscheibe und eine Mutter aufweist. Der Knochenbolzen weist einen getrennten Gewindekopf auf, der in den Knochenbolzenstamm und die Mutter eingreift.
Daher bleibt auf dem Fachgebiet ein Bedarf an einem mehrachsigen Knochenankersystem bestehen, das die Anzahl der Teile minimiert, welche für den Eingriff eines Knochenankers in ein lang gestrecktes Element in der Art einer Wirbelsäulenplatte in verschiedenen Winkelorientierungen verwendet werden. Es besteht auch ein Bedarf an einem mehrachsigen Knochenanker mit einem niedrigeren Profil und kleineren Abmessungen, der es ermöglicht, dass die Positionierung des Knochenankers über einen zusammenhängenden Bereich räumlicher Winkel und linearer Positionen in Bezug auf das lang gestreckte Element einstellbar ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung sieht gemäß einer Ausführungsform ein orthopädisches Implantatsystem mit einem Plattenelement zur Anordnung neben und entlang einem oder mehreren Knochen, wie Wirbel, vor, welches eine Längsachse aufweist. Das Plattenelement weist mindestens einen Schlitz auf, der im Wesentlichen parallel zu der Plattenachse verläuft, wobei der Schlitz einen Kanalabschnitt aufweist, der sich im Wesentlichen durch die gesamte Längsabmessung des Plattenelements erstreckt. Ferner ist ein Stabilisator mit einer dadurch verlaufenden Öffnung bereitgestellt, die im Wesentlichen durch eine Wand begrenzt ist, wobei die Öffnung eine Längsachse aufweist und der Stabilisator weiter mindestens einen Fingerabschnitt aufweist, der sich lateral in Bezug auf die Öffnungsachse erstreckt, wobei der Fingerabschnitt so in dem Plattenkanal aufgenommen ist, dass die Öffnung des Stabilisators mit dem Plattenschlitz in Verbindung steht. Ein Knochenbolzen mit einem Knocheneingriffsabschnitt, einem Zwischenabschnitt und einem Gewindestababschnitt erstreckt sich durch die Öffnung des Stabilisators und den Plattenschlitz, so dass der Zwischenabschnitt des Bolzens an die Wand des Stabilisators angrenzt. Zusätzlich sind eine Unterlegscheibe mit einer abgerundeten oberen Fläche, einer unteren Fläche und einer dadurch verlaufenden Aussparung, die dafür eingerichtet ist, um um einen Abschnitt des Bolzens zu passen, sowie eine Mutter, die von der Unterlegscheibe getrennt ist und einen Körperabschnitt, einen Saumabschnitt und ein Gewindeloch, das sich zum schraubenden Eingriff mit dem Bolzen durch den Körperabschnitt erstreckt, bereitgestellt, und die Mutter und die Unterlegscheibe werden vor dem Eingriff mit dem Bolzen miteinander gekoppelt.
Die Mutter und die Unterlegscheibe können in Bezug zueinander drehbar und verschiebbar sein. Die Mutter kann einen Hülsenabschnitt aufweisen, der sich teilweise innerhalb des Saumabschnitts der Mutter befindet und im Wesentlichen konzentrisch mit dem Loch der Mutter ist. Zusätzlich kann die Unterlegscheibe eine Unterschneidung mit einem ersten Durchmesser innerhalb der Aussparung der Unterlegscheibe aufweisen, und die Mutter und die Unterlegscheibe sind durch Einführen des Hülsenabschnitts in die Aussparung und Erweitern eines Teils des Hülsenabschnitts, der ein Ende des Hülsenabschnitts sein kann, auf einen zweiten Durchmesser, der größer als der Durchmesser der Unterschneidung ist, miteinander gekoppelt. Die Erweiterung kann durch Stauchen, konisches Erweitern oder andere Prozesse hervorgerufen werden.
Andere Merkmale, Vorteile und Aufgaben werden anhand der folgenden Beschreibung offensichtlich werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des in Wirbel implantierten orthopädischen Implantats gemäß der vorliegenden Erfindung,
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des Systems gemäß der vorliegenden Erfindung,
3 ist eine Schnittansicht der in 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung entlang einer Linie 3-3 in 2 bei Betrachtung in Richtung der Pfeile,
4a ist eine Draufsicht einer Ausführungsform einer gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten orthopädischen Platte,
4b ist ein Seitenriss der in 4a dargestellten Ausführungsform der orthopädischen Platte,
4c ist eine Schnittansicht der in 4a dargestellten Ausführungsform der orthopädischen Platte entlang der Linie 4c-4c in 4a bei Betrachtung in Richtung der Pfeile,
4d ist eine Draufsicht einer zweiten Ausführungsform einer mit der in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung verwendeten orthopädischen Platte,
4e ist eine Seitenansicht der in 4d dargestellten zweiten Ausführungsform der orthopädischen Platte,
5a ist eine Draufsicht einer Ausführungsform eines mit der in 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung verwendeten Stabilisators,
5b ist eine Schnittansicht der in 5a dargestellten Ausführungsform des orthopädischen Stabilisators entlang der Linie 5b-5b in 5a bei Betrachtung in Richtung der Pfeile,
6 ist eine Draufsicht der in 4a dargestellten Ausführungsform der orthopädischen Platte, die mit darin eingepassten in 5a dargestellten Ausführungsformen des Stabilisators gezeigt ist,
7 ist eine Seitenansicht einer mit der in 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung verwendeten Ausführungsform eines Knochenbolzens,
8a ist eine Draufsicht einer in der in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung verwendeten Ausführungsform der Unterlegscheibe,
8b ist eine Bodenansicht der in 8a dargestellten Ausführungsform der Unterlegscheibe,
8c ist eine Schnittansicht der in 8a dargestellten Ausführungsform der Unterlegscheibe entlang der Linie 8c-8c in 8a bei Betrachtung in Richtung der Pfeile,
9a ist ein Seitenriss einer Ausführungsform einer Mutter, die in der in 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird,
9b ist eine Draufsicht der in 9a dargestellten Ausführungsform der Mutter,
9c ist eine Schnittansicht der in 9a dargestellten Ausführungsform der Mutter entlang der Linie 9c-9c in 9b bei Betrachtung in Richtung der Pfeile,
10a ist eine Draufsicht einer Ausführungsform der in der in 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung verwendeten Unterlegscheibe-Mutter-Kombination,
10b ist ein Seitenriss der in 10a dargestellten Ausführungsform der Unterlegscheibe-Mutter-Kombination,
10c ist eine Bodenansicht der in 10a dargestellten Ausführungsform der Unterlegscheibe-Mutter-Kombination, und
10d ist eine Schnittansicht der in 10a dargestellten Ausführungsform der Unterlegscheibe-Mutter-Kombination entlang der Linie 10d–10d in 10b bei Betrachtung in Richtung der Pfeile.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Zum Fördern des Verständnisses der Grundgedanken der Erfindung wird nun auf die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform Bezug genommen, und es wird eine spezifische Sprache zu ihrer Beschreibung verwendet. Es ist dennoch zu verstehen, dass der Schutzumfang der Erfindung dadurch nicht eingeschränkt werden soll, und solche Abänderungen und weitere Modifikationen an der erläuterten Vorrichtung und solche weiteren Anwendungen der Grundgedanken der Erfindung, welche hier erläutert werden, bei denen davon ausgegangen wird, dass sie Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung normalerweise einfallen werden, auch aufgenommen sind.
Eine Ausführungsform des orthopädischen Implantatsystems 520 gemäß der vorliegenden Erfindung wird allgemein anhand der 2–3 erläutert. Gemäß dieser Ausführungsform weist das Implantatsystem 520 ein lang gestrecktes Element in der Art einer Knochenplatte 522, ein Paar von Knochen ankeranordnungen 524 und einen Satz von Trägern oder Stabilisatoren 526 auf. Verschiedene Anzahlen beliebiger dieser Elemente können ohne vom Schutzumfang dieser Erfindung abzuweichen verwendet werden. Beispielsweise kann eine Mehrzahl von lang gestreckten Elementen 522 in Zusammenhang miteinander verwendet werden, oder es kann eine größere oder kleinere Anzahl von Knochenankeranordnungen 524 verwendet werden, was von der Konfiguration des lang gestreckten Elements, von dem zu adressierenden medizinischen Problem und/oder anderen Faktoren abhängt. Die vorliegende Erfindung sieht mindestens ein lang gestrecktes Element 522, eine Knochenankeranordnung 524 und einen Stabilisator 526 für jede Knochenankeranordnung 524 vor.
Eine Ausführungsform der Knochenplatte 522 ist in den 4a–4c allgemein dargestellt. Die Platte 522 weist eine im Wesentlichen abgerundet rechteckige oder ovale Form, eine obere Fläche 523 und eine untere Fläche 523a auf. Die Platte 522 weist weiter einen oder mehrere lang gestreckte Schlitze 530 auf, die von der oberen Fläche 523 zur unteren Fläche 523a dadurch verlaufen, welche sich entlang einer Längsachse der Platte 522 erstrecken. Schlitze 530 haben eine im Wesentlichen offene Geometrie, welche es ermöglicht, dass die Knochenankeranordnungen 524 an beliebigen einer unbegrenzten Anzahl von Positionen innerhalb der Schlitze 530 angeordnet werden. Gemäß der erläuterten Ausführungsform haben die Schlitze 530 innerhalb der Platte 522 einen oberen Abschnitt 530a neben der oberen Fläche 523, einen medialen Abschnitt 530b, einen Längskanal 530c und einen unteren Abschnitt 530d neben der unteren Fläche 523a der Platte 522. Die Schlitzabschnitte 530a–530d haben im Allgemeinen eine nicht gleichmäßige Breite (d.h. die horizontale Abmessung in 4c). Die Platte 522 kann auch ein oder mehrere Querelemente 531 zum Trennen der medialen Abschnitte 530b und zum Erzeugen einer Mehrfachschlitzkonfiguration aufweisen, wodurch der Knochenplatte 522 zusätzliche Steifigkeit und Abmessungsstabilität gegeben wird, ohne die offene Geometrie zu beeinträchtigen, der obere Abschnitt 530a, der Kanal 530c und der untere Abschnitt 530d sind jedoch über die Längsabmessung der Platte 522 zusammenhängend. Der obere Abschnitt 530a ist weiter teilweise durch eine Leiste 532 begrenzt, und der Kanal 530c ist teilweise durch eine Leiste 535a und eine Deckenfläche 535b begrenzt. Die Knochenplatte 522 weist eine ausreichende Länge auf, um einen oder mehrere Wirbel 521, die stabilisiert werden müssen, zu überbrücken, wie verständlich sein wird, und verschiedene Abmessungen der Platte und ihrer Strukturmerkmale sowie die Anzahl der Schlitze liegen innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung.
Die 4c und 4d zeigen eine alternative Ausführungsform der Knochenplatte 622, welche von der Platte 522 nur in der Hinsicht verschieden ist, dass die Platte 622 und ihre inneren Strukturmerkmale, einschließlich der Schlitzabschnitte 530a–530d, gebogen oder gekrümmt sind. Die gekrümmte Platte 622 bietet Chirurgen in Situationen zusätzliche Annehmlichkeit, in denen die Knochenelemente 521 in einem Bogen gehalten werden müssen, beispielsweise beim Beibehalten der normalen lordotischen oder kyphotischen Krümmung der Wirbelsäule.
In den 7–10 ist allgemein eine Ausführungsform einer Knochenankeranordnung 524 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, welche mit dem lang gestreckten Element 522 verwendet werden kann. Generell weist die Knochenankeranordnung 524 ein Verankerungselement in der Art eines Knochenbolzens 540, einer bogenförmigen Unterlegscheibe 542 und einer Mutter 544 auf. Gemäß der dargestellten Ausführungsform sind die Unterlegscheibe 542 und die Mutter 544 sicher miteinander verbunden, so dass sie nicht leicht getrennt werden können, sie jedoch in Bezug zueinander drehbar und verschiebbar sind.
Die 7 und 7a zeigen eine Ausführungsform des Knochenbolzens 540, bei der der Bolzen 540 einen Knocheneingriffsabschnitt 546 mit einem steilen Gewinde 548, einen proximalen Abschnitt oder Stab 550 mit einem Maschinengewindeabschnitt 552 und eine Werkzeugeingriffseinsenkung 553 sowie einen Zwischenabschnitt 554 aufweist. Gemäß einer bestimmten Ausführungsform grenzt das Gewinde 548 an den Zwischenabschnitt 554 an, und der Wurzeldurchmesser 548a des Gewindes 548 nimmt kontinuierlich zu, wenn sich das Gewinde 548 dem Zwischenabschnitt 554 nähert, wodurch eine im Wesentlichen glatte Verbindung mit dem Zwischenabschnitt 554 bereitgestellt wird. Der Zwischenabschnitt 554 weist einen abgerundeten oberen Abschnitt 555 und einen oder mehrere abgeflachte Bereiche 556 auf, wobei die letztgenannten zum Einführen des Bolzens 540 in einen Knochen oder zum Herausnehmen von diesem aus einem Knochen bereitgestellt sind. Gemäß der erläuterten Ausführungsform hat der obere Abschnitt 555 eine kugelförmige Konfiguration, und die abgeflachten Bereiche 556 sind in einer hexagonalen Anordnung um den Umfang des Zwischenabschnitts 554 gleichmäßig beabstandet. Die Werkzeugeingriffseinsenkung 553 ist für den Eingriff mit einem Werkzeug bereitgestellt, um das Schrauben des Bolzens 540 in einen Knochen zu ermöglichen. Die Einsenkung 553 kann eine beliebige geeignete Konfiguration, wie sechseckig oder sechsbogig, aufweisen, und gemäß der erläuterten Ausführungsform ist die Einsenkung 553 sechseckig. Der Bolzen 540 weist weiter eine sich durch seine gesamte Länge erstreckende Kanüle 558 auf. Die Kanüle 558 ermöglicht das Vorbewegen des Bolzens 540 zur Operationsstelle über einen Führungsdraht (nicht dargestellt) und weiter einen Blutfluss oder einen Fluss anderer Körperflüssigkeiten durch den Bolzen 540, wodurch eine schnellere Heilung ermöglicht werden kann.
Die 8a und 8b zeigen eine Ausführungsform einer bogenförmigen Unterlegscheibe 542 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Unterlegscheibe 542 weist einen im Wesentlichen zylindrischen Körper 560, einen abgerundeten Kopf 562, eine im Wesentlichen flache Unterfläche 563 und eine dadurch verlaufende Aussparung 566 auf. Von oben betrachtet, weist die Aussparung 566 eine längliche oder ovale Form auf und weist eine Nebenachse 564 und eine Hauptachse 565 auf. Die Aussparung 566 ist durch Innenwandabschnitte 568 und 570 begrenzt. Gemäß der erläuterten Ausführungsform ist der Wandabschnitt 568 vom Kopf 562 zur Unterfläche 563 abnehmend verjüngt, und der Wandabschnitt 570 ist im Wesentlichen zylindrisch. Der Durchmesser der Aussparung 566 ist am untersten Abschnitt des Wandabschnitts 568 kleiner als der Durchmesser der Innenwand 570, was dazu führt, dass der Übergang der Wandabschnitte 568 und 570 eine Stufe oder Unterschneidung 569 bildet. Alternative Konfigurationen der Wandabschnitte 568 und 570, die eine ähnliche Unterschneidung bilden, sind auch möglich. Beispielsweise können die Innenwände 568 und 570 sphärisch oder konisch oder eine Kombination davon sein.
Unter allgemeinem Bezug auf die 9a–9c sei bemerkt, dass die Mutter 544 Ansätze 576, einen Saumabschnitt 577, einen Körperabschnitt 578 und einen nach unten vorstehenden Hülsenabschnitt 579 aufweist. Die Mutter 544 weist auch eine Aussparung 580 auf, die sich in Längsrichtung durch den Körperabschnitt 578 und den Hülsenabschnitt 579 erstreckt. Die Ansätze 576 erstrecken sich in einer einwärts gerichteten Neigung vom Körperabschnitt 578 nach oben und definieren gemäß der erläuterten Ausführungsform einen Durchgang 581, der mit der Aussparung 580 in Verbindung steht. Der Körperabschnitt 578 weist eine herkömmliche äußere Drehmomentanwendungsfläche auf, an die Drehmomentanwendungswerkzeuge angesetzt werden können. Gemäß dieser Ausführungsform ist der Körperabschnitt 578 als ein Sechskantkopf konfiguriert, es kann jedoch jede bekannte Konfiguration des Mutterabschnitts 578, die das Anwenden von Drehmoment auf die Mutter 544 ermöglicht, verwendet werden. Die Aussparung 580 ist im Wesentlichen zylindrisch und weist ein darin ausgebildetes Innengewinde 582 auf. Das Gewinde 582 in der Aussparung 580 ist konfiguriert, um den Maschinengewindeabschnitt 552 des Stabs 550 schraubend aufzunehmen. Der Durchgang 581 hat einen Durchmesser, der im Wesentlichen dem Wurzeldurchmesser des Maschinengewindeabschnitts 552 des Bolzens 540 ähnelt.
Der Saumabschnitt 577 gemäß der erläuterten Ausführungsform ist mit dem Körperabschnitt 578 integriert und verläuft unter diesem und weist eine im Wesentlichen konische Form auf, wobei sich eine im Wesentlichen konische Innenfläche 584 um den Hülsenabschnitt 579 erstreckt. Es sei bemerkt, dass auch Formen anderer Geometrien für den Saumabschnitt 577 und die Innenfläche 584 verwendet werden könnten. Gemäß der erläuterten Ausführungsform erstreckt sich der Hülsenabschnitt 579 integral in etwa von der Verbindung zwischen dem Saumabschnitt 577 und dem Körperabschnitt 578 bis über die Unterkante des Saumabschnitts 577 hinaus. Der Hülsenabschnitt 579 ist dafür ausgelegt, in die Aussparung 566 der Unterlegscheibe 542 aufgenommen zu werden, und hat demgemäß einen Außendurchmesser, der etwas kleiner ist als die Nebenachse 564 der Aussparung 566.
Gemäß einer in den 10a–10d dargestellten spezifischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die bogenförmige Unterlegscheibe 542 und die Mutter 544 so verbunden, dass sie in Bezug zueinander drehbar und verschiebbar sind, jedoch nicht leicht getrennt oder entkoppelt werden. Die Kopplung wird gemäß dieser Ausführungsform dadurch erreicht, dass zuerst der Hülsenabschnitt 579 der Mutter 544 in die Aussparung 566 der bogenförmigen Unterlegscheibe 542 eingeführt wird, so dass die Innenfläche 584 des Saumabschnitts 577 an den Kopf 562 der bogenförmigen Unterlegscheibe 542 angrenzt. Der untere Teil des Hülsenabschnitts 579 ist gestaucht oder auf andere Weise erweitert, um einen konisch erweiterten Rand 579a im Wesentlichen um den gesamten Umfang des Hülsenabschnitts 579 zu bilden. Der Hülsenabschnitt 579 kann durch ein beliebiges herkömmliches Verfahren gestaucht oder erweitert werden. Der sich ergebende konisch erweiterte Rand 579a hat einen kleineren Durchmesser als der Wandabschnitt 570 der Unterlegscheibe 542, sein Durchmesser ist jedoch größer als jener des kleinsten Abschnitts des Wandabschnitts 568, so dass der konisch erweiterte Rand 579a durch die Unterschneidung 569 innerhalb der Aussparung 566 der Unterlegscheibe 542 festgehalten wird. So gekoppelt, können sich die bogenförmige Unterlegscheibe 542 und die Mutter 544 ganz in Bezug zueinander drehen, und sie können sich weiter geradlinig entlang der Hauptachse 565 in Bezug zueinander bewegen.
Die Kopplung der Unterlegscheibe 542 und der Mutter 544 auf diese Weise verringert die Anzahl der Komponenten, die vom Chirurgen zu handhaben sind, wodurch die Einfachheit der Verwendung erhöht wird. Zusätzlich ist die gekoppelte Komponente aus der Unterlegscheibe und der Mutter größer als die getrennten Komponenten, wodurch die Handhabung des Implantats weiter verbessert wird und die Wahrscheinlichkeit heruntergefallener, falsch verschraubter oder auf andere Weise unangemessen verwendeter Teile verringert wird. Es sei bemerkt, dass auch andere Arten zum Koppeln der Unterlegscheibe 542 und der Mutter 544 verwendet werden können, wie das Erweitern eines medialen Teils des Hülsenabschnitts 579 statt eines Endteils oder das Bereitstellen einer zusätzlichen herkömmlichen Struktur zum Koppeln zweier Teile, wie federvorbelastete Klinken oder eine Kugel-Haltestruktur, Klemmen oder andere ähnliche Haltestrukturen.
Unter allgemeinem Bezug auf die 5a und 5b sei bemerkt, dass das Implantatsystem 520 einen oder mehrere Stabilisatoren oder Träger 526 aufweist. Gemäß der erläuterten Ausführungsform weist der Stabilisator 526 eine lang gestreckte oktagonale Form mit einer im Wesentlichen flachen oberen Fläche 591, sich seitlich erstreckenden Fingerabschnitten 592 und einer abgerundeten unteren Fläche 593 auf. Der Stabilisator 526 weist auch eine Öffnung 594 auf, die sich von der oberen Fläche 591 zu der unteren Fläche 593 dadurch erstreckt. Die Öffnung 594 ist gemäß einer bestimmten Ausführungsform durch einen oberen Wandabschnitt 595, einen medialen Wandabschnitt 596 und einen unteren Wandabschnitt 597 begrenzt. Gemäß einer spezifi schen Ausführungsform ist der obere Wandabschnitt 595 abnehmend von der oberen Fläche 591 zum medialen Wandabschnitt 596, der im Wesentlichen zylindrisch ist, verjüngt. Der untere Wandabschnitt 597 ist im Wesentlichen konisch, um den abgerundeten oberen Abschnitt 555 des Bolzens 540 aufzunehmen und eine mehrachsige Bewegung des Bolzens 540 in Bezug auf den Stabilisator 526 und die Platte 522 zu ermöglichen, wie nachstehend weiter beschrieben wird.
Es wird davon ausgegangen, dass andere Wandkonfigurationen innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung liegen. Beispielsweise könnten die Wandabschnitte 595–597 eine einzige konische Wandbegrenzungsbohrung 594 bilden. Ferner wird davon ausgegangen, dass andere Konfigurationen des Stabilisators 526 innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung liegen, einschließlich jener, die in den vorläufigen US-Patentanmeldungen 60/129 587 und 60/149 774 offenbart sind, welche durch Bezugnahme hierin eingeschlossen sind.
1 zeigt eine Ausführungsform eines orthopädischen Implantats 520 gemäß der vorliegenden Erfindung, das an einer Reihe von Wirbeln 521 befestigt ist, um die Wirbel 521 in einer gewünschten Positionsbeziehung zu stabilisieren oder festzuhalten. Insbesondere ist jede der beiden Knochenankeranordnungen 524 optimal in Bezug auf die jeweilige Geometrie eines Knochens 521 ausgerichtet, was dazu führen kann, dass die Anordnungen 524 nicht parallel zueinander oder orthogonal zur Knochenplatte oder zum lang gestreckten Element 522 sind. Die Unterlegscheibe 542 und die Mutter 544 gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglichen es, dass jede der Knochenschrauben 540, unabhängig vom Winkelversatz von einer Achse, die im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der Knochenplatte steht, an der Knochenplatte 522 befestigt wird. Die dargestellte Knochenplatte 622 ist zur besseren Anpassung an die natürliche Kontur der Knochenelemente 521 in Längsrichtung gekrümmt. Bei anderen Anwendungen ist eine gekrümmte Platte möglicherweise nicht notwendig. Weil die Platten 522 und 622 im Wesentlichen in der gleichen Weise verwendet werden, wird die Verwendung der vorliegenden Erfindung im Interesse der Klarheit mit Bezug auf die Platte 522 beschrieben.
Unter allgemeinem Bezug auf die 1 bis 3 sei bemerkt, dass ein Weg zum Zusammensetzen und Verwenden der erläuterten Ausführungsform des Implantats 520 folgender ist. Die Platte 522 wird vorbereitet, indem ein oder mehrere Stabilisatoren 526 innerhalb der Platte 522 und innerhalb des Kanals 530c angeordnet werden, wobei diese Vorbereitung während oder nach der Herstellung der Platte 522 und der Stabilisatoren 526 oder kurz vor Beginn der Implantationsprozedur geschehen kann. Der Stabilisator 526 wird in den Kanal 530c innerhalb der Platte 522 eingepasst, so dass die Fingerabschnitte 592 des Stabilisators 526 an die Leisten 535 angrenzen und neben der Deckenfläche 535b liegen. Mit Bezug auf die 6a bis 6d sei bemerkt, dass ein oder mehrere Stabilisatoren 526 durch ein offenes Ende der Platte 522 in den Kanal 530c eingeführt werden können. Die Stabilisatoren 526 können an jeder beliebigen Längsposition entlang dem Kanal 530c angeordnet werden, so dass der Bolzen 540 an jeder beliebigen Längsposition entlang der Platte 522 an dieser befestigt werden kann.
Nachdem der Chirurg ein oder mehrere Löcher in den oder die Knochen 541 gebohrt hat, kann der Bolzen 540 bzw. können die Bolzen 540 durch das steile Gewinde 548 des Knocheneingriffsabschnitts 546 in das Loch bzw. die Löcher geschraubt werden, wobei die abgeflachten Bereiche 556 des Bolzens 540 jedoch nicht bedeckt werden. Die Platte 522 mit dem eingeführten Stabilisator bzw. den eingeführten Stabilisatoren 526 wird über die Knochenbolzen 540 angeordnet, so dass sich die Zwischenabschnitte 554 innerhalb der Bohrung 594 eines jeweiligen Stabilisators 526 befinden und sich die proximalen Abschnitte 550 durch die obere Fläche 523 der Platte 522 erstrecken. Die Platte 522 kann dann sowohl verschiebend (durch Bewegen der Bolzen entlang dem Schlitz 530 und des zugeordneten Stabilisators 526 entlang dem Kanal 530c) als auch mehrachsig (durch Schwenken der Platte 522 und des Stabilisators 526 auf der oberen Fläche 555 des Zwischenabschnitts 554) in Bezug auf die Bolzen 540 eingestellt werden. Die abgerundeten oberen Flächen 555 der Zwischenabschnitte 554 der Knochenbolzen 540 sind innerhalb der Bohrung 594 und der Wandabschnitte 597 und 598 der Stabilisatoren 526 gelenkig bewegbar, und die Knochenbolzen 540 können dadurch eine Vielzahl von Winkeln in Bezug auf die Platte 522 einnehmen. Es wird anhand der in 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung verständlich sein, dass sich die untere Fläche 593 des Stabilisators 526 nicht den abgeflachten Bereichen 556 oder dem Knocheneingriffsgewinde 548 des Bolzens 540 nähert.
Wenn die gewünschte Positionierung der Wirbel 541 und der Platte 522 in Bezug auf die Bolzen 540 erreicht wurde, werden die Unterlegscheibe 542 und die Mutter 544 im gekoppelten Zustand auf den proximalen Abschnitt 550 jedes Knochenbolzens 540 geschraubt, so dass sich der proximale Abschnitt 550 durch die Öffnung 566 der Unterlegscheibe 542 sowie durch die Gewindeaussparung 580 und den Durchgang 581 der Mutter 544 erstreckt. Weil sich der Innenwandabschnitt 568 der Unterlegscheibe 542 verjüngt, kann die Unterlegscheibe 542 verschiedene Winkelpositionen in Bezug auf den proximalen Abschnitt 550 des Bolzens 540 einnehmen, wenn die Unterlegscheibe 542 und die Mutter 544 auf diesen geschraubt sind. Wenn sich die Unterlegscheibe 542 und die Mutter 544 im gekoppelten Zustand der Platte 522 entlang dem proximalen Abschnitt 550 nähern, wird die Unterlegscheibe 542, falls erforderlich, in Bezug auf den Bolzen 540 und die Platte 522 gedreht, damit sie eine solche Position in Bezug auf die Platte 522 annimmt, dass die längliche Aussparung 566 den Winkelversatz zwischen dem Stab 550 und dem lang gestreckten Element 522 ermöglicht. Eine solche Position wird erreicht, wenn die Unterfläche 563 der Unterlegscheibe 542 im Wesentlichen rechtwinklig auf der oberen Fläche 523 der Platte 522 liegt, wenn die Platte 522 wie gewünscht in Bezug auf den Bolzen 540 orientiert wird.
Ein weiteres Festziehen der Mutter 544 bewirkt, dass der Saumabschnitt 577 fest an einen Abschnitt des Kopfs 562 angreift und gegen diesen drückt, wodurch ein sicherer, fester Kontakt zwischen der Innenfläche 584 des Saumabschnitts 577 und dem Kopf 562 der Unterlegscheibe 542 bereitgestellt wird. Durch dieses Festziehen der Mutter 544 am proximalen Abschnitt 550 wird der Zwischenabschnitt 554 des Bolzens 540 gegen den Wandabschnitt 597 des Stabilisators 526 gedrängt und werden die obere Fläche 591 und die Fingerabschnitte 592 gegen die Deckenfläche 535b innerhalb der Platte 522 gedrängt, wodurch die Platte 522 sicher am Bolzen 540 verriegelt wird.
Die Ansätze 576 der Mutter 544 können unter dem Maschinen gewinde des proximalen Abschnitts 550 des Bolzens 540 befestigt werden, wodurch ein erheblicher Widerstand oder ein Presssitz gegen eine Rückwärtsdrehung oder eine andere Bewegung der Mutter 544 bereitgestellt wird. Jeder Teil des proximalen Abschnitts 550, der oberhalb der Ansätze 576 bleibt, wird abgebrochen oder abgeschnitten oder fortgeschert, um die Reizung umgebender Gewebe zu minimieren.
In der vorstehenden Beschreibung wurden Ausführungsformen beschrieben, welche die Unterlegscheibe-Mutter-Kombination 541 aufweisen. Es sei bemerkt, dass auch andere Ausführungsformen, welche getrennte bogenförmige Unterlegscheiben 542 und Muttern 544 aufweisen, innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung liegen, wie beispielsweise die Ausführungsformen, die in den vorläufigen US-Patentanmeldungen 60/129 587 und 60/149 774 dargelegt sind. Ferner wird davon ausgegangen, dass verschiedene Größen von Teilen oder von Aussparungen innerhalb von Teilen innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung liegen.
Die Teile des Implantatsystems gemäß der vorliegenden Erfindung können in Sätzen zur Verfügung gestellt werden. Solche Sätze können beispielsweise eine Gruppe lang gestreckter Elemente 522 und 622 verschiedener Längen mit verschiedenen Anzahlen oder Orientierungen von Schlitzen und/oder Bohrungen aufweisen. Gruppen von Unterlegscheiben, Bolzen, Schrauben und Muttern und von Unterlegscheibe-Mutter-Kombinationen, welche hier offenbart wurden, können auch bereitgestellt werden. Ferner können auch Werkzeuge, wie Schraubenschlüssel und Schraubenzieher, die mit den Teilen des Implantatsystems gemäß der vorliegenden Erfindung kompatibel sind, aufgenommen werden. Es sei bemerkt, dass die Teile gemäß der vorliegenden Erfindung aus biokompatiblen Materialien, wie Edelstahl, Titan, Titanlegierungen, bestimmte Kunststoffe oder andere bekannte Materialien, hergestellt werden sollten.
Wenngleich die Erfindung in der Zeichnung und der vorstehenden Beschreibung detailliert erläutert und beschrieben wurde, ist sie als erläuternd und nicht als einschränkend anzusehen, und es ist zu verstehen, dass nur die bevorzugte Ausführungsform dargestellt und beschrieben wurde und dass alle Änderungen und Modifikationen, die innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche liegen, geschützt werden sollen.

Claims

Orthopädisches Implantatsystem mit: einem Plattenelement zur Anordnung neben und entlang einem oder mehreren Knochen, das eine Längsachse aufweist, wobei das Plattenelement einen Schlitz aufweist, der im Wesentlichen parallel zu der Plattenachse dadurch verläuft, wobei der Schlitz einen Kanalabschnitt aufweist, der sich im Wesentlichen durch die gesamte Längsabmessung des Plattenelements erstreckt, einem Stabilisator, wobei der Stabilisator eine dadurch verlaufende Öffnung aufweist, die im Wesentlichen durch eine Wand begrenzt ist, wobei die Öffnung eine Längsachse aufweist, wobei der Stabilisator weiter mindestens einen Fingerabschnitt aufweist, der sich lateral in Bezug auf die Öffnungsachse erstreckt, wobei der Fingerabschnitt so in dem Kanal aufgenommen ist, dass die Öffnung mit dem Schlitz in Verbindung steht, einem Knochenbolzen, der einen Knocheneingriffsabschnitt, einen Zwischenabschnitt und einen Gewindestababschnitt aufweist, wobei sich der Bolzen durch die Öffnung des Stabilisators und den Schlitz des Plattenelements erstreckt, so dass sich der Zwischenabschnitt neben der Wand des Stabilisators befindet, einer Unterlegscheibe mit einer abgerundeten oberen Fläche, einer unteren Fläche und einer dadurch verlaufenden Aussparung, die dafür eingerichtet ist, um einen Abschnitt des Bolzens zu passen, und einer Mutter, die von der Unterlegscheibe getrennt ist und einen Körperabschnitt und einen Saumabschnitt aufweist, wobei sich ein Gewindeloch zum schraubenden Eingriff mit dem Bolzen durch den Körperabschnitt erstreckt, wobei die Mutter und die Unterlegscheibe vor dem Eingriff mit dem Bolzen miteinander gekoppelt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mutter und die Unterlegscheibe in Bezug zueinander drehbar und in Bezug zueinander verschiebbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Mutter einen Hülsenabschnitt aufweist, der teilweise innerhalb des Saumabschnitts liegt und im Wesentlichen konzentrisch mit dem Loch ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Unterlegscheibe eine Unterschneidung mit einem ersten Durchmesser innerhalb der Aussparung aufweist und die Mutter und die Unterlegscheibe durch Einfügen des Hülsenabschnitts in die Aussparung und Erweitern eines Teils des Hülsenabschnitts auf einen zweiten Durchmesser, der größer als der erste Durchmesser ist, miteinander gekoppelt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Hülsenabschnitt ein Ende aufweist, das relativ fern von dem Körperabschnitt ist, und das Ende den erweiterten Teil des Hülsenabschnitts bildet.
Implantatsystem nach Anspruch 1, wobei der Knochenbolzen weiter eine Werkzeugeingriffsaussparung zur Verwendung beim Schrauben des Bolzens in die Knochen aufweist.
Implantatsystem nach Anspruch 1, wobei der Zwischenabschnitt des Bolzens einen vergrößerten Abschnitt aufweist, der dafür konfiguriert ist, in einer Mehrzahl verschiedener Orientierungen in der Öffnung des Stabilisators aufgenommen zu werden.
Implantatsystem nach Anspruch 7, wobei der vergrößerte Abschnitt eine Fläche mit einem sphärischen Abschnitt aufweist.
Implantatsystem nach Anspruch 1, wobei das Plattenelement eine Mehrzahl dadurch verlaufender Schlitze aufweist.
Implantatsystem nach Anspruch 9, wobei die Platte gekrümmt ist.
Implantatsystem nach Anspruch 1, wobei die Mutter eine Längsachse aufweist und weiter einen Ansatz aufweist, der von der Mutter ausgeht und gegen die Mutterachse geneigt ist, wobei der Ansatz dafür eingerichtet ist, mit dem Gewindestababschnitt des Bolzens zusammenzuwirken, um einem Lösen der Mutter zu widerstehen.
Implantat nach Anspruch 1, wobei der Stabilisator eine im Wesentlichen oktagonale obere Fläche und eine abgerundete untere Fläche aufweist.
Implantat nach Anspruch 1, welches weiter mindestens einen zweiten von dem Knochenbolzen, mindestens einen zweiten von dem Stabilisator, der dem zweiten Bolzen zugeordnet ist, mindestens eine zweite von der Unterlegscheibe, die dem zweiten Bolzen zugeordnet ist, und mindestens eine zweite von der Mutter, die dem zweiten Bolzen zugeordnet ist, aufweist, wobei die zweite Unterlegscheibe und die zweite Mutter vor dem Eingriff mit dem zweiten Bolzen miteinander gekoppelt werden.