DE69823030T2

DE69823030T2 - Frei trennbare chirurgische bohrlehre und platte

Info

Publication number: DE69823030T2
Application number: DE69823030T
Authority: DE
Inventors: Daniel Morrix CESARONE
Original assignee: Synthes AG Chur
Current assignee: Synthes GmbH
Priority date: 1997-07-01
Filing date: 1998-06-20
Publication date: 2005-03-10
Anticipated expiration: 2018-06-21
Also published as: WO1999001072A1; USRE38684E1; ES2215316T3; EP0993275B1; ATE263510T1; AU719525B2; CN1155341C; EP0993275A1; CN1261773A; JP2002507140A; DE69823030D1; AU8628598A; ZA985284B; JP3996211B2; US5851207A

Description

Die vorliegende Erfindung beschreibt eine chirurgische Bohrlehre sowie eine chirurgische Platte, die derart aneinander befestigbar sind, dass sie präzise zueinander ausgrichtbar sind, gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Im Einzelnen beschreibt die Erfindung eine Knochenplatte mit einem Plattenloch und eine chirurgische Bohrlehre mit einer expandierbaren Spannhülse mit einem Rand, der in der kontrahierten Hülsenposition enger als das Plattenloch ist.
Chirurgische Fixationsplatten werden in einer Reihe von Verfahren zur Heilung, Ausrichtung und Kompressionsänderung von Knochen der Patienten verwendet. Diese Platten werden in erster Linie mit mehreren Befestigungselementen wie etwa Schrauben an den Knochen der Patienten befestigt. Die richtige Orientierung und Ausrichtung der Befestigungselemente und die chirurgisch zuverlässige Fixierung der Platten sind von entscheidender Bedeutung, um spätere Komplikationen nach der Implantation zu vermeiden. Dies gilt vor allem für Befestigungsplatten im Bereich der Halswirbelsäule, wie sie von der Firma SYNTHES SPINE angeboten werden. Diese Platten sind für Langzeitanwendungen bei intravertebraler Fixierung, Fixierung von Knochenfragmenten und Stabilisierung der vorderen Halswirbelsäule geeignet. Verriegelungsplatten ermöglichen die sichere monokortikale Implantation, was bedeutet, dass die Schrauben lediglich den ventralen Knochenkortex durchdringen müssen. Bei herkömmlichen Platten erhalten die Schrauben nur dann ausreichenden Halt, wenn sie zusätzlich zum ventralen auch den hinteren Kortex durchbohren. Dabei besteht allerdings die Gefahr, dass das Rückenmark penetriert wird.
Chirurgen, die Implantationen von Wirbelsäulenplatten durchführen, bewegen sich innerhalb engster Toleranzen. Für die Befestigung steht nur ein sehr kleiner Bereich des Wirbelsäulenknochens zur Verfügung. Plattenlöcher und Schrauben müssen koaxial, d. h. aneinander ausgerichtet sein, damit Schrauben und Platte zuverlässig befestigt sind. Andernfalls sitzen die Platte und die Schrauben nicht korrekt zueinander. Eine falsche Anpassung kann daher zu einer potentiellen Schädigung von Gewebe einschließlich des Rückenmarks oder nicht ausreichend gesicherten Platten führen. Vor allem bei Verriegelungsplatten müssen die Befestigungselemente präzise ausgerichtet sein. Verriegelungsplatten im Bereich der Halswirbelsäule haben grundsätzlich eine Dicke von etwa 2 mm. Einige der Bohrlöcher in der Platte sind gegenüber der Oberfläche um 12° geneigt, um die optimale Positionierung der Platte im Bereich der Halswirbelsäule zu ermöglichen. Die Verriegelungsplatte ist am Wirbelkörper mit Ankerschrauben gesichert. Diese haben hohle, längsgeschlitzte, ausdehnungsfähige Köpfe, die exakt in die Schraubenlöcher der Platten passen müssen. Die Schrauben verfügen über ein Außengewinde, um sicher mit dem Knochen der Wirbelsäule und der Platte verbunden werden zu können. Außerdem haben die Schrauben vom Kopf bis zu einem flachen Teil des Schafts ein Innengewinde. Sobald ein Chirurg eine Ankerschraube implantiert, schraubt er oder sie zusätzlich eine kleine Verschlussschraube in den Kopf der Ankerschraube. Die Verschlussschraube dehnt den Kopf der Ankerschraube, sodass er nach außen gegen das Loch der Verriegelungsplatte drückt und durch diesen Druck einen sicheren Sitz gewährleistet: Der Druck fixiert die Schraube in dieser Position und stellt eine feste Verbindung zwischen Platte und Schraube her. Beide können sich nicht mehr gegeneinander bewegen, und die Schraube kann sich nicht mehr aus der Platte herausdrehen, was potentiell zu einer Schädigung der Speiseröhre führen könnte. Dieser Verriegelungsmechanismus setzt eine extrem genaue Ausrichtung der Schrauben voraus. Wenn die Löcher, die vor dem Einsetzen der Ankerschrauben in den Knochen gebohrt werden, schlecht oder außermittig ausgerichtet sind, sitzen die Ankerschrauben und die Löcher der Befestigungsplatte nicht richtig. Eine schlecht ausgerichtete Ankerschraube darf nicht mit Gewalt in ein Loch der Befestigungsplatte eingeführt werden, weil sonst eventuell der ausdehnbare Kopf kollabieren und das Einführen einer Halteschraube nicht mehr möglich wäre. Dies bedeutet, dass akkurate Bohrlehren beim Bohren der Schraubenlöcher in den Knochen von entscheidender Bedeutung für den Erfolg der Operation sind.
Bei den bisherigen Bohrlehren für Verriegelungsplatten, wie die aus dem SYNTHES-SPINE-Katalog von 1991, handelt es sich im Allgemeinen um eine zylindrische Röhre, die so geformt ist, dass sie eine Bohrspitze aufnehmen und führen kann. Die meisten bekannten Führungen haben überdies einen Griff. Die Spitze der Röhre ist so geformt, dass sie in Schraubenlöcher hineingleiten kann. Ein Anschlag in der Nähe der Spitze der Büchse ruht auf einer kleinen Versenkung im Schraubenloch, um zu verhindern, dass die Büchse vollständig in das Loch eingeführt wird. Damit die Bohrlehre im Loch bleibt, ist konstanter axialer Druck gegen die Platte erforderlich; dennoch ist es mitunter nützlich, während des Bohrens nicht zu starken Druck auf die Wirbelsäule auszuüben. Außerdem haben die Spitze der Führung und das Loch etwas Abstand voneinander, um die Einführung in das Loch zu erleichtern. Dieser Abstand, die geringfügige Dicke der Platte und die geringen Abmessungen der Versenkung bieten großen Spielraum für eine Vielzahl verschiedener Winkel. Ähnliche Führungsvorrichtungen, wenngleich in Zusammenhang mit Femurbefestigungsplatten, werden in den US-Patenten 2,494,229 und 5,417,367 beschrieben. Eine präzisere Bohrlehre wird von SYNTHES SPINE im Katalog von 1995 angeboten. Der Spielraum für Winkel ist verkleinert, und ein konstanter Druck gegen die Platte wird nicht benötigt. Diese Bohrlehre hat eine dehnbare Spannhülse mit mehreren Fingern, die sich koaxial über eine Bohrspitzenführungs-Manschette erstrecken. Die Manschette läuft spitz zu, und wenn sie nach vorn gleitet, spreizt sie die Finger der Spannhülse und verriegelt diese in der Innenwand eines Schraubenlochs in einer Halswirbelsäulen-Verriegelungsplatte. Spannhülse und Manschette sind mit einem scherenartig bewegbaren Griff verbunden, welcher die relative Vor- und Rückbewegung zwischen beiden kontrolliert. An der vorderen Spitze der Bohrlehre ist die Spannhülse mit einem Hals ausgestattet, der dazu dient, gegen die Innenwände des Schraubenlochs zu drücken. Neben diesem Hals befindet sich ein sich radial ausdehnender Rand, der in einer natürlich angenommenen kontrahierten Position einen Durchmesser hat, der etwas größer als der des Schraubenlochs ist, wodurch ein Presssitz herbeigeführt wird. Wenn ein Chirurg die Spitze der Spannhülse in das Schraubenloch einführt, verursacht der größere Durchmesser des Randes ein wahrnehmbares Einschnappen, und der Widerstand gegen das Einführen der Spannhülse nimmt ab, während der Rand die räumlich entfernte Seite des Lochs passiert. Um die Spannhülse aus dem Schraubenloch herauszuholen, muss der Chirurg ein wenig Kraft anwenden, um den Rand trotz des geringeren Durchmessers der Wände durch das Loch zurückzuziehen, weil die Wand den Rand auf einen kleineren Durchmesser zusammenpresst.
Bei Verwendung dieser Bohrlehre während eines chirurgischen Eingriffs ergibt sich häufig folgendes Problem: Nachdem die Platte sorgfältig an der gewünschten Implantationsstelle innerhalb des Einschnitts positioniert wurde und der Chirurg versucht, die Bohrlehre aus der Knochenplatte zu entfernen, bleibt der Rand der Spannhülse häufig an der Platte hängen. Der Bohrer löst sich nicht von der Platte, und oft geschieht es, dass zusammen mit der Bohrlehre auch die Platte aus dem Einschnitt herausgezogen wird. Dies führt dazu, dass gegebenenfalls zur temporären Fixierung der Platte an den Knochen verwendete Stifte aus dem Wirbel herausgezogen werden und die unterstützende Knochenstruktur damit schwächen. Bestenfalls leidet lediglich die Ausrichtung der Platte in Bezug auf die zuvor gebohrten Löcher. Selbst in diesem Fall muss die Platte umständlich und sorgfältig neu ausgerichtet werden, bevor die Implantation fortgesetzt werden kann.
Da die Abmessungen des Schraubenlochs, des Rands und des Halses der Spannhülse sehr sorgfältig aufeinander abgestimmt sind, lässt sich dieses Problem nicht einfach vermeiden, indem eine bestimmte Bohrlehre zusammen mit einer beliebigen Platte verwendet wird, deren Schraubenlöcher größer sind. Die Bohrlehre und ihre entsprechenden Verriegelungsplatten passen in ihren Maßen ganz exakt zueinander und werden daher als Sets verkauft. Eine Bohrlehre dieses Typs kann Platten mit anderen Lochgrößen als jene, für die diese Bohrlehre entworfen wurden, nicht ausreichend sichern, und ist somit für die Verwendung mit denselben ungeeignet. Durch geringfügig größere Löcher entsteht beispielsweise zuviel Spiel zwischen der Platte und der Bohrlehre, selbst wenn die Büchse ausgedehnt wird.
Daher wird eine Bohrlehre benötigt, die ausrückbar am Befestigungsloch einer chirurgischen Platte befestigt werden kann, die aber nicht festhängt, wenn die Bohrlehre entfernt werden soll.
Die hier vorgelegte Erfindung beschreibt die zur Befestigung von Knochen bzw. Knochenfragmenten aneinander benötigten Instrumente. Sie umfasst eine Knochenplatte zur Befestigung der Knochen und eine Bohrlehre. Die Knochenplatte ist mit mindestens einem Befestigungsloch versehen, durch das Befestigungselemente wie Knochensicherungsschrauben die Platte am Knochen befestigen. Das Loch verfügt über eine Innenwand mit einem vorgegebenen Durchmesser.
Die Bohrlehre ist mit einem Führungselement zur Führung des Bohrers ausgestattet. Eine koaxial zur Bohrlehre angebrachte, hohle Spannhülse hat ein radial expandierbares Ende mit einem Hals und einem nach außen ragenden Hals und einem nach außen ragenden Rand vor dem Hals. Der Hals ist so konstruiert, dass er nach außen gegen eine Innenwand der Platte drückt, wenn die Spannhülse sich in der expandierten Position befindet. Der Rand kann ungehindert durch das Loch in der Platte herausgezogen werden, wenn die Spannhülse kontrahiert ist. Während die Spannhülse expandiert ist, passt der Rand nicht durch das Loch in der Platte.
Um dies zu erreichen, muss der Außendurchmesser des Rands in kontrahierter Stellung geringfügig kleiner als der des Lochs sein, so dass er durch dieses leicht herausgezogen werden kann. Bei expandierter Position allerdings ist der Durchmesser größer als der des Lochs, sodass der Rand nicht hindurch gezogen werden kann. Der Durchmesser des kontrahierten Rands ist vorzugsweise 0,1–0,3 mm kleiner als der des Lochs und beträgt ca. 95% von dessen Durchmesser. In der bevorzugten Ausführung überragt der Rand den Hals radial um weniger als 0,1 mm.
Als weitere Erleichterung bei dem Herausziehen des Randes aus dem Loch hat der Rand einen abgerundeten Querschnitt in einer Ebene, die sich durch die Achse von Hals und Rand erstreckt; somit wird vermieden, dass der Rand beim Herausziehen an der Platte hängen bleibt. Weiterhin befindet sich eine Oberfläche des Randes im Wesentlichen unmittelbar neben dem Hals in einem ersten Winkel zu diesem, der vorzugsweise kleiner als 55° ist, besser noch bei etwa 45° liegt.
Das Stabelement hat eine axial bewegliche Führungshülse, die teleskopartig in der Spannhülse aufgenommen wird. Die Hülse definiert eine Führungsbohrung, durch die sie axial eine Bohrer aufnimmt und führt. In der vorderen Position innerhalb der Spannhülse spreizt die Führungshülse die Spannhülse zur expandierten Position. Vorzugsweise hat die Führungshülse eine Fläche, die nach innen in einem zweiten Winkel zwischen 3° und 5° zu ihrer Achse spitz zuläuft, um die Expansion der Spannhülse zu bewirken. Besonders bevorzugt ist ein Winkel von 4°.
Das Ergebnis der Erfindung ist eine chirurgische Bohrlehre sowie eine chirurgische Platte, die aneinander befestigt werden können, ohne aneinander hängen zu bleiben, wenn die Bohrerführung zurückgezogen wird. Die Bohrlehre kann frei und uneingeschränkt von der Platte gelöst werden.
1 stellt eine Seitenansicht einer chirurgischen Bohrlehre nach der hier beschriebenen Erfindung dar.
2 zeigt einen Ausschnitt des Querschnitts einer streckbaren Spannhülse in einer kontrahierten Position sowie eine Führungshülse nach der hier beschriebenen Erfindung.
3 zeigt einen vergrößerten Querschnitt der Spannhülse bei der Einführung in eine Verriegelungsplatte.
4 zeigt eine weitere vergrößerte Ansicht der Vorderseite der Spannhülse.
5 zeigt einen Querschnitt der Bohrlehre nach der hier beschriebenen Erfindung, die koaxial in einem Schraubenloch befestigt und in einem Winkel zur Oberfläche der Verriegelungsplatte ausgerichtet ist.
5A zeigt einen Querschnitt des expandierten vorderen Teils der in 3 dargestellten Bohrlehre.
6 zeigt einen Querschnitt einer Bohrlehre nach der hier beschriebenen Erfindung, die koaxial in einem Schraubenloch befestigt ist und senkrecht von der Oberfläche der Platte absteht.
7 ist eine Darstellung der Methode zur Implantation einer Verriegelungsplatte im Bereich der Halswirbelsäule in Form eines Flussdiagramms, und
8 ist eine Darstellung der Methode zur Verwendung der Bohrlehre zum Bohren eines ausgerichteten Lochs in Form eines Flussdiagramms
1 zeigt eine Anwendungsform einer chirurgischen Bohrlehre 8 nach der hier beschriebenen Erfindung, angepasst an die Verwendung mit einer Verriegelungsplatte im Bereich der Halswirbelsäule. An einem vorderen Ende der Bohrlehre befindet sich die Spannhülse 10. Eine Führungshülse 12 ist teleskopartig gleitend mit der Spannhülse 10 verbunden. Vorzugsweise erstreckt sich ein Gewebeschutz 14 nach hinten aus Führungshülse 12. Die Spannhülse 10, die Führungshülse 12 und der Gewebeschutz 14 sind so geformt, dass sie axial einen Bohrer 16 aufnehmen können, und die Führungshülse 12 hat die passende Größe, um den sich drehenden Bohrer 16 präzise koaxial ausgerichtet aufnehmen zu können.
Die Spannhülse 10 ist an einem außen angebrachten hinteren Griffteil 18 befestigt. Das Griffteil ist drehbar mit einem Griffstift 22 an einem Scherengriff 20 befestigt. Zusammen bilden Griffteil 18 und Scherengriff 20 einen Bohrlehrengriff 23, der es ermöglicht, die Bohrlehre zu drehen und zu bedienen. Der Scherengriff 20 hat einen Arm 24, der sich vom Griff 20 in die zum Griffstift 22 entgegengesetzte Richtung erstreckt, um drehbar am Betätigungsstab 26 am Drehstift 28 befestigt zu werden. Ein Ende des Stabes 26 ist mit der Führungshülse 12 drehbar am Hülsenstift 30 befestigt.
Daher bildet die gesamte Bohrlehre in dieser Anwendungsform eine Verbindung aus vier Hebeln. Wenn der Scherengriff 20 vom Chirurgen in Richtung Griffteil 18 gedrückt wird, drückt der Arm 24 den Betätigungsstift 26 nach vorn. Dies wiederum lässt die Führungshülse 12 nach vorn, also tiefer in die Spannhülse 10, gleiten. Vorzugsweise kann allerdings kein Teil der Führungshülse 12 weiter als bis zur Spitze von Spannhülse 10 nach vorn gleiten. Der Scherengriff 20 hat eine Vorderwand 32 und eine Rückwand 34, die es dem Chirurgen ermöglicht, die Führungshülse 12 manuell mit nur einer Hand nach vorn oder hinten zu bewegen. Vorzugsweise sind am Griffteil 18 und am Scherengriff 20 Blattfedern 36 befestigt, um die Rückbewegung der Führungshülse 12 weiter zu erleichtern, indem der Griff 23 in eine offene Position bewegt wird. Die Spannhülse 10 hat ein radial expandierbares vorderes Ende 40 mit radial expandierbaren Mitteln 2. Bei dieser Anwendungsform verfügt die Spannhülse über mehrere Finger 38, die auseinander gespreizt werden können, um das vordere Ende 40 der Spannhülse 10 zu expandieren.
2 zeigt, wie die Spannhülse 10 die Führungshülse 12 koaxial zu einer Achse 37 aufnimmt. Weiterhin erstreckt sich eine Führungsbohrung 39 entlang der Achse 37, um darin koaxial einen Bohrer aufzunehmen. Das vordere Ende 40 der Spannhülse 10 besteht vorzugsweise aus sich in Längsrichtung erstreckenden Fingern 38. Die Finger 38 sind durch Schlitze 42 geteilt; die sich in Längsrichtung zwischen den benachbarten Fingern 38 erstrecken. Wie die Fig. zeigt, sind die Finger 38 elastisch nach innen geneigt und haben von sich aus eine nach innen gerichtete Stellung, wenn sie entspannt sind und die Führungshülse 12 in ihrer gelösten Position ist. In der Fig. wurde ein Teil der Führungshülse 12 entfernt, um die Schlitze 42 besser darzustellen.
Am vordersten Teil des expandierbaren vorderen Endes 40 der Spannhülse 10 bilden die Finger 38 einen radial expandierbaren, kreisförmig umlaufenden Hals 44. Am rückwärtigen Ende von und benachbart zum Hals 44 befindet sich eine Schulter 46, und am Ende des Vorderteils von und benachbart zum Hals 44 befinden sich Vorsprünge, die einen radial expandierbaren Rand 48 bilden. Diese Teile der Spannhülse 10, also der Hals 44, die Schulter 46 und der Rand 44, bestehen vorzugsweise aus einem gleichmäßigen Einzelstück, um die Größe der Bohrlehre, die in einen Einschnitt eingeführt wird, zu minimieren. In der kontrahierten, nicht gespannten Position, die in 2 dargestellt ist, ermöglichen die Abmessungen des Halses 44 und des Randes 48 ein ungehindertes Einführen in die Schraubenlöcher einer Verriegelungsplatte. 3 zeigt, wie die Spannhülse 10 in ein Schraubenloch 64 in Verriegelungsplatte 56 eingeführt wird. In der Zeichnung befindet sich die Spannhülse in der entspannten, kontrahierten Ausgangsposition. Die Spannhülse 10 ist elastisch in Richtung auf diese Position geneigt, in der der Hals 44 kontrahiert einen Durchmesser d1 und der Rand kontrahiert einen Durchmesser d2 hat. Das Schraubenloch 64 hat eine Innenwand mit einem Lochdurchmesser d3.
Der Durchmesser d2 der kontrahierten Randes ist kleiner als Lochdurchmesser d3, um ein freies, unbehindertes Herausziehen des Randes 48 aus dem Loch 64 zu ermöglichen. Vorzugsweise ist der Durchmesser des kontrahierten Randes 0,1 mm bis 0,3 mm kleiner als Lochdurchmesser d3. Noch besser ist es, wenn der Durchmesser d2 des Randes 0,2 mm kleiner als der des Lochs ist. Der Durchmesser des kontrahierten Randes d2 liegt vorzugsweise zwischen 4,2 mm und 4,4 mm, wobei die Bohrlehre einen Lochdurchmesser d3 von etwa 4,5 mm hat. Daher beträgt der kontrahierte Durchmesser ungefähr 95% des Lochdurchmessers. Außerdem ist der Durchmesser d2 des kontrahierten Rands 1–2 mm größer als der des kontrahierten Halses d1. Daher steht der Rand 48 vom Hals 44 um die bevorzugte Distanz von 1 mm vor. Folglich beträgt der Durchmesser des kontrahierten Halses d1 vorzugsweise mehr als 95% des Durchmessers des kontrahierten Rands d2.
Die Abmessungen dieser Durchmesser gestatten es dem Chirurgen, den Rand 48 der Spannhülse 10 durch ein Schraubenloch 64 herauszuziehen und bevorzugt auch einzusetzen, ohne dass Rand 48 an der räumlich entfernten Seite 57 der Platte 56 hängen bleibt, wenn die Spannhülse 10 kontrahiert wird. Diese Anordnung vermeidet praktisch die Gefahr, dass die Spannhülse 10 sich nicht von einer Knochenplatte 56 löst, wodurch die Wahrscheinlichkeit abnimmt, dass temporäre Befestigungsstifte versehentlich herausgezogen werden, oder dass eine vorher positionierte Platte sich falsch ausrichtet.
Aufgrund des Randes 48 kann der Arzt vernehmlich fühlen, wenn der Rand 48 vollständig das Loch 64 passiert hat. Bei alternativen Ausführungen kann der Rand 48 vollständig weggelassen werden, zum Beispiel, indem der Durchmesser d2 des kontrahierten Rands auf dieselbe Größe wie der Durchmesser des kontrahierten Halses d1 verkleinert wird. Bei dieser Ausführung kann der Chirurg allerdings nicht erkennen, wann der Rand 48 das Loch 64 vollständig passiert hat.
Wie 4 zeigt, ist der Rand 48 in einem Querschnitt gerundet, der parallel zu Achse 37 ist. Dies bewirkt eine weitere Förderung des unbehinderten Herausziehens des Randes 48 aus dem Loch 64. Dieser Querschnitt hat vorzugsweise eine Rundung mit einem Radius 49 von etwa 0,15 mm. Weiterhin ist in dieser Ausführung eine Oberfläche des Randes 48, die benachbart zum Hals 44 ist, so konfiguriert, dass ein Winkel 51 von weniger als 55° zum Hals 44 entsteht; besonders bevorzugt ist ein Winkel von 45°. Bei einigen Ausführungen wird diese gewinkelte Oberfläche vorzugsweise durch eine schmale Oberfläche 47 mit konkavem Radius mit dem Hals 44 verbunden.
Wie wiederum in 3 dargestellt ist, hat die Schulter 46 einen Durchmesser d4, der größer als der Durchmesser d2 des kontrahierten Rands ist. Daher hat die Schulter 46 einen Durchmesser, der größer als der Lochdurchmesser d3 ist, sodass die Schulter 46 hier nicht eingeführt werden kann. Weiterhin übersteigt die Länge des Halses 44 in der bevorzugten Ausführung die Stärke der Lochwand 65, sodass der Hals an die Wand der Verriegelungsplatte angrenzen kann, während der Rand 48 an die innere Oberfläche einer Verriegelungsplatte 56 angrenzt. Auf diese Weise ist es möglich, die Bohrlehre an der Befestigungsplatte 56 zu verriegeln, wodurch Bewegungen relativ zueinander eingeschränkt werden.
Die Innenseite des expandierbaren vorderen Endes 40 der Spannhülse 10 hat vorzugsweise einen variablen Innendurchmesser. Die Finger 38 haben vorzugsweise eine Stufe 50 oder eine Verjüngung, wodurch sich ein kleinerer Durchmesser der inneren Spannhülse 10 in Richtung auf Stufe 50 ergibt.
Die Führungshülse 12 hat ein Vorderteil 52, das mit den Fingern 38 kooperiert, um diese zu expandieren, wenn die Führungshülse 12 in die arretierte Position bewegt wird. Die Führungshülse 12 verjüngt sich vorzugsweise mit einem Verjüngungswinkel 53 in Richtung auf die Achse 37, wodurch ein spitz zulaufender Vorderteil 52 gebildet wird. Der spitz zulaufende Vorderteil 52 der Führungshülse 12 wird vorwärts bewegt um das vordere Ende 40 zu expandieren. Bei dieser Ausführung kommt der der konische Bereich zur Anlage und drückt gegen die Innenfläche der Spannhülse 10 vor der Stufe 50 und drückt auf diese Weise die Finger 38 radial nach außen. Wenn die Führungshülse in der nicht arretierten Position ist (s. 2) ist, ermöglicht der spitz zulaufende Vorderteil 52, dass die Finger 38 in eine entspannte, kontrahierte Position zurückkehren können. Dies ermöglicht die Einführung und das Herausziehen der Spannhülse 10 durch das Loch in der Platte. Der Verjüngungswinkel 53 liegt bevorzugt zwischen 3° und 5°, besonders bevorzugt bei ca. 4°. Die innere Oberfläche der Spannhülse 10 vor der Stufe 50 ist ebenfalls vorzugsweise in einem Winkel 55 in Richtung auf die Achse 37 verjüngt; dieser Winkel entspricht im wesentlichen Verjüngungswinkel 53. Diese Kombination der Winkel lässt genügend Bewegungsspielraum für die Führungshülse 12 in der Spannhülse 10, um die Spannhülse 10 von einer kontrahierten Position in eine expandierte Position zu spreizen. Wenn der Chirurg den Griff 23 drückt, bewegt sich die Führungshülse 12 vorwärts, und das spitz zulaufende Vorderteil 52 bewegt die innere Oberfläche der Spannhülse 10 hinter die Stufe 50 und Finger 38 radial nach außen. Daher expandiert die Vorwärtsbewegung der Führungshülse 12 nach vorn das vordere Ende 40 der Spannhülse 10 in eine expandierte Position. Auf diese Weise kann der Hals 44 expandiert werden, sodass er an die innere Oberfläche des Schraubenlochs der Verriegelungsplatte angrenzt. Der Rand 48 wird expandiert, sodass er an die innere Oberfläche der Verriegelungsplatte angrenzt. In der expandierten Position ist der expandierte Außendurchmesser d5 des Randes 48 größer als der Durchmesser des Plattenlochs d3. Daher kann die Bohrlehre nicht durch das Plattenloch herausgezogen werden (s. 6A).
Die 5 und 6A zeigen die Führungshülse 12 in einer vorderen arretierten Position mit dem expandierbaren vorderen Ende 40 in seiner expandierten Position und fest verbunden mit verschieden ausgebildeten Schraubenlöcher mit demselben Sollwert-Durchmesser d3. Wie die 5 und 5A zeigen, bildet das Schraubenloch 54 in der Verriegelungsplatte 56 mit der Außenoberfläche 58 der Befestigungsplatte 56 einen Winkel von etwa 12°. Die Bohrlehre ist so konfiguriert, dass – wie dargestellt – die Expansion der Spannhülse 10 dazu führt, dass der Hals 44 nach außen gegen die Innenwand 60 des Schraubenlochs 54 drückt und eine formschlüssige Verbindung mit der Wand 60 hergestellt wird. Der Rand 48 liegt vorzugsweise an der hinteren Oberfläche der Platte 56 an, sodass der Hals die Bohrlehre positioniert. Andererseits berührt die Schulter 46 die Außenfläche 58 der Platte 56 vorzugsweise nicht. Daraus ergibt sich eine feste Verbindung mit Platte 56, und es wird trotz der geringen Oberfläche der Wand 60 eine präzise koaxiale Ausrichtung durch das Zentrum des Schraubenloches 54 erreicht. Bei dieser Ausführung ist die Achse der Bohrlehre zu der Achse des Platten-Schraubenlochs 54 ausgerichtet. Als Folge ist die Achse des Lochs, das in den Knochen gebohrt wird, ebenfalls an der Achse des Platten-Schraubenlochs 54 ausgerichtet. Daher wird eine Ankerschraube, die in das Bohrloch eingeführt wird, zentriert und am Platten-Schraubenloch 54 ausgerichtet, woraus sich eine im wesentlichen koaxiale Ausrichtung ergibt.
Es ist möglich, dass die Platte 56 und die Bohrlehre rutschig werden, wenn die Instrumente beim Bohren mit Blut und Geweberesten bedeckt werden. In diesem Fall hilft der Rand 48, zu verhindern, dass die Spannhülse 10 rückwärts aus dem Loch 54 herausgleitet. Der Rand 48 ist so bemessen, dass er die abgewandte Seite der Platte 56 in der Nähe des Rands des Lochs 54 berührt. Besonders zu beachten ist, dass in dieser Ausführung bei einer festen Verbindung zwischen der Bohrlehre und einem gewinkelten Loch 54 – wie dargestellt – möglicherweise nur ein Teil des Rands 48 die Platte 56 berührt. Diese kleine Kontaktoberfläche reicht aus, um die Spannhülse 10 im Loch 54 zu halten.
Vorzugsweise bleibt eine Lücke 62 zwischen der nach vorn zeigenden Oberfläche der Schulter 46 und der Platte 56. Dies liegt daran, dass die Schulter 46 in der bevorzugten Ausführung nicht benötigt wird, um den Bohrer genau auszurichten oder eine sichere Verbindung herzustellen. Es ist daher nicht erforderlich, dass der Chirurg die Bohrlehre gegen die Verriegelungsplatte 56 drückt, damit die Führung einen sicheren Sitz im Loch 54 hat.
Die 6 und 6A zeigen dieselbe Ausführung der Erfindung, welche an einem Schraubenloch 64 an einer anderen Stelle der Verriegelungsplatte 56 befestigt ist. Das Loch 64 ist senkrecht zur Oberfläche 66 der Verriegelungsplatte 56 ausgerichtet. Bei dieser Anwendung berührt der größte Teil des Randes 48 die Rückseite der Platte 56. Ähnlich wie bei den in den 5 und 5A dargestellten Anwendungen verbleibt eine Lücke 62, vorzugsweise zwischen der nach vorn zeigenden Oberfläche der Schulter 46 und der Platte 56.
Wie in den 5 und 6 dargestellt ist, ist der Innendurchmesser des Gewebeschutzes 14 vorzugsweise größer als der der Führungshülse 12, sodass eine Stufe 68 entsteht. Alternativ kann die Stufe 68 an anderen Stellen entlang des Gewebeschutzes 14 oder der Führungshülse 12 gebildet werden. Die Stufe 68 dient dazu, einen chirurgischen Bohrer 16, der durch das rückwärtige Ende des Gewebeschutzes eingeführt wird, nicht weiter als bis zur vorgegebenen Tiefe eindringen zu lassen. Dies wird verhindert, indem die Stufe 68 einen Teil 70 des Bohrers 16 berührt, dessen Durchmesser größer als der Innendurchmesser der Führungshülse 12 oder des Gewebeschutzes 14 vor der Stufe 68 ist (siehe 6).
Unter erneuter Bezugnahme auf 1, hat der dargestellte Bohrer einen Sicherheitsanschlag 72, dessen Durchmesser größer als der Innendurchmesser des Gewebeschutzes 14 ist. Vorzugsweise verhindert die Rückseite 74 des Gewebeschutzes 14 eine Vorwärtsbewegung des Bohrers 16, wenn die Rückseite 74 des Gewebeschutzes 14 den Sicherheitsanschlag 72 der Bohrspitze 16 berührt. Durch die Kombination eines Bohrers 16 und eines geeigneten Sicherheitsanschlags 72 an passender Stelle oder einer Sicherheitsstufe 68 kann der Chirurg sicher stellen, dass der Bohrer 16 nicht weiter als für das Einsetzen der Schrauben erforderlich in den Wirbelkörper eindringt.
Die Vorgehensweise bei der Implantation einer Verriegelungsplatte im Halswirbelsäulen-Bereich ist im Flussdiagramm in 7 dargestellt. Zuerst wird ein Einschnitt vorgenommen, dann wird die Größe der Halswirbel bestimmt, die mit der Platte fixiert werden sollen, und anschließend setzt der Chirurg eine Verriegelungsplatte ein, deren Größe er als passend einschätzt. Danach wird die Platte von ihm passend zur Wirbelsäule zurechtgebogen. Sobald die Platte passend auf den Wirbeln platziert ist, wird sie mit einem temporären Fixierstift gesichert, dessen Position durch laterale Röntgenbilder überwacht wird.
Anschließend wird die Bohrerführung vom Chirurg an der Platte befestigt und der Knochen angebohrt. Der Chirurg versieht das Loch mit einem Gewinde und setzt eine Ankerschraube ein sowie eine Verriegelungsschraube, welche die Ankerschraube an der Platte befestigt. Dieser Vorgang wird dann für alle weiteren Schrauben wiederholt. Das letzte Loch wird durch das Loch in der Platte gebohrt, durch das der temporäre Fixierstift geführt wurde. Zum Schluss wird die Wunde verschlossen.
Das Diagramm in 8 stellt dar, wie die Bohrlehre zu verwenden ist. In das Schraubenloch in der Platte wird eine Spannhülse eingeführt, und der Griff wird zusammengedrückt, um die Führungshülse vorwärts zu bewegen. Dadurch wird die Spannhülse mit dem spitz zulaufenden Teil expandiert, und die Bohrlehre an der Platte befestigt. Dann wird der Bohrer durch die Bohrlehren-Führungshülse eingeführt, das Loch wird gebohrt, und der Bohrer wird wieder herausgenommen. Der Griff der Bohrlehre wird geöffnet, die Führungshülse wird zurückgezogen und die Spannhülse aus dem Loch gezogen; danach kann die Bohrlehre frei und ungehindert von der Platte abgenommen werden.
Das expandierbare Ende 40 der Spannhülse 10 kann vor oder während des Einsetzens der Verriegelungsplatte in ein Schraubenloch einer Verriegelungsplatte 56 eingesetzt werden. Durch Zusammendrücken des Griffs 23 kann die Platte 56 gegebenenfalls ohne einen zusätzlichen Plattenhalter gegriffen und bewegt werden.
Vorzugweise wird das expandierbare Ende 40 der Spannhülse 10 durch Reibung zwischen dem nach vorn bewegten spitz zulaufenden Teil 52 und der inneren Oberfläche der Finger 38 hinter der Stufe 50 expandiert und damit eingerastet gehalten. Dadurch wird eine gegenwärtige bevorzugte Bewegung des Scherengriffs 20 ermöglicht, der benötigt wird, um die Spannhülse 10 zu expandieren und zu kontrahieren. In dieser Ausführung ist die Innenkrümmung der Finger 38 so gewählt, dass sie die gewünschte Reibung erzeugen, während es gleichzeitig möglich ist, den Griff 23 einhändig zu bedienen. Alternative Verjüngungswinkel des konischen Teils 52 und der inneren Oberflächen der Finger 38 und andere Elastizitätsgrade der Finger 38 können nach den Erfordernissen anderer Ausführungen gewählt werden.
Der Gewebeschutz 14 ist vorzugsweise so bemessen, dass er sich nach außen aus dem Körper des Patienten heraus erstreckt, sobald die Platte 56 passend über der Implantationsstelle positioniert und die Spannhülse 10 an der Platte befestigt ist. Dadurch wird erreicht, dass der rotierende Bohrer kein Gewebe, das nicht angebohrt werden sollen, lateral berührt oder gar beschädigt.
Vorzugsweise befindet sich der Griff 23 nicht in der Nähe der Bohrstelle. Dies schafft Platz bei der Platte 56 und ermöglicht die Einführung des Bohrers auch in schmale Einschnitte.
Die oben dargestellte Erfindung kann auf vielfältige Weise modifiziert werden, ohne dass dies deren Zweck und Absichten nicht mehr entspricht. Zum Beispiel kann bei Ausführungen mit Platten, die nicht kreisförmige Schraubenlöcher haben, der äußere Querschnitt der Spannhülse 10 der Form der Löcher entsprechen.
Es ist bei der Abfassung der folgenden Patentansprüche beabsichtigt, alle denkbaren Modifikationen und Ausführungen zu erfassen, die in den Geltungsbereich der hier dargestellten Erfindung passen.

Claims

Vorrichtung zur Knochenfixation, umfassend: eine Knochenplatte (56) mit Plattenlöchern (64) zur Aufnahme eines Knochenfixationsmittels, mit einer inneren Wand (65), und eine chirurgische Bohrlehre mit einem Führungsteil zur Führung eines Bohrers (16), wobei die chirurgische Bohrlehre im weiteren eine hohle Spannhülse (10) umfasst, die im wesentlichen koaxial zum Führungsteil ausgerichtet ist und ein radial expandierbares Vorderende (40) mit radial expandierbaren Mittel (2) hat, wobei die Mittel (2) so konfiguriert und dimensioniert sind, dass sie bei expandierter Spannhülse (10) nach außen gegen eine innere Wand (65) des Plattenlochs (64) drücken, damit die Bohrlehre lösbar mit der Knochenplatte (56) verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass die radial expandierbaren Mittel (2) einen radial expandierbaren Hals (44), und einen vor dem Hals (44) angeordneten, aussen vorstehenden Rand (48) umfassen, und dass der Rand (48) so konfiguriert und dimensioniert ist, dass er frei aus dem Plattenloch (64) herausgezogen werden kann, wenn die Spannhülse (10) kontrahiert ist, aber das Plattenloch (64) nicht passieren kann, wenn die Spannhülse (10) expandiert ist.
Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die radial expandierbaren Mittel (2) einen radial expandierbaren Hals (44) umfassen, der so konfiguriert und dimensioniert ist, dass er nach außen gegen eine innere Wand (65) des Plattenlochs (64) drückt, wenn die Spannhülse (10). expandiert ist, so dass die Bohrlehre lösbar mit der Platte (56) verbunden wird.
Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsteil eine Führungshülse (12) umfasst, die axial und teleskopartig beweglich innerhalb der Spannhülse (10) angeordnet ist und eine Führungsbohrung definiert, welche axial einen Bohrer (16) aufnehmen und führen kann, wobei die Führungshülse (12) eine erste Position in der Spannhülse (10) aufweist, bei welcher die Führungshülse (12) die Spannhülse (10) gegen die expandierte Position der Spannhülse (10) spannt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattenlöcher (64) einen festgelegten Durchmesser d3 haben und der Rand (48) einen äußeren Durchmesser des Rands d2 definiert, der in der kontrahierten Hülsenposition kleiner als der Lochdurchmesser d3 ist und in der expandierten Hülsenposition größer als der Lochdurchmesser d3 ist.
Vorrichtung gemäß Patentanspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Ende (40) der Spannhülse aus mehreren sich longitudinal erstreckenden Fingern (38) besteht, die den Hals (44) und den Rand (48) definieren, und die radial nach außen pressbar sind, wenn die Führungshülse (12) in ihre vordere Position bewegt wird.
Vorrichtung gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hals (44) und der Rand (48) eine Achse (37) haben und der Rand (48) einen gerundeten Querschnitt in einer die Achse (37) enthaltenden Ebene hat, so dass der Rand (48) nicht an der Platte (56) hängen bleibt, während der Rand (48) aus dem Plattenloch (64) herausgezogen wird.
Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der gerundete Querschnitt des Randes (48) einen Radius zwischen 0,1 mm und 0,2 mm hat.
Vorrichtung gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand (48) eine Oberfläche hat, die im wesentlichen an den Hals (44) anschließt und in einem ersten Winkel (51) zu diesem konfiguriert ist, der kleiner als 55° ist.
Vorrichtung gemäß Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Winkel (51) eine Größe zwischen 40° und 50° hat.
Vorrichtung gemäß einem der Patentansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (12) eine Oberfläche hat, die nach innen in einem zweiten Winkel (53) verjüngt ist, der eine Größe zwischen 3° und 5° hat, um die Spannung der Spannhülse (10) in die expandierte Position zu ermöglichen, wenn die Spannhülse (10) darin nach vorne bewegt wird.
Vorrichtung gemäß Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Winkel (53) eine Größe zwischen 3,5° und 4,5° hat.
Vorrichtung gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattenlöcher (64) zur Aufnahme eines Knochenfixationsmittels eine Innenwand (65) mit einem festgelegten Lochdurchmesser d3 haben, wobei der Rand (48) in der kontrahierten Hülsenposition einen äußeren Randdurchmesser d2 aufweist, der kleiner als der Lochdurchmesser d3 ist und in der expandierten Hülsenposition einen Randdurchmesser, der größer als der Lochdurchmesser d3 in der ist, so dass der Rand (48) ungehindert durch das Plattenloch (64) herausgezogen werden kann, wenn die Spannhülse (10) in der kontrahierten Position ist und nicht durch das Plattenloch (64) passt, wenn die Spannhülse (10) in der expandierten Position ist, und dass der Hals (44) so konfiguriert und dimensioniert ist, dass er nach außen gegen eine innere Wand (65) des Plattenlochs (64) drückt, wenn die Spannhülse (10) in der expandierten Position ist, so dass die Bohrlehre lösbar mit der Platte verbunden werden kann.
Vorrichtung gemäß Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Durchmesser des Rands d2 in kontrahiertem Zustand mindestens 0,1 mm kleiner als der Lochdurchmesser d3 ist.
Vorrichtung gemäß Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Durchmesser des Rands d2 in kontrahiertem Zustand höchstens 0,3 mm kleiner als der Lochdurchmesser d3 ist.
Vorrichtung gemäß Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Durchmesser des Rands d2 in kontrahiertem Zustand 0,15 mm bis 0,25 mm kleiner als der Lochdurchmesser d3 ist.
Vorrichtung gemäß Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Durchmesser des Rands d2 in kontrahiertem Zustand 90–98% des Lochdurchmesser d3 beträgt.
Vorrichtung gemäß einem der Patentansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand (48) um weniger als 0,1 mm radial über den Hals (44) herausragt.
Vorrichtung gemäß einem der Patentansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Hals (44) kontrahiert einen Durchmesser d1 in der kontrahierten Hülsenposition hat, wobei der Durchmesser des Rands d2 dem Durchmesser des kontrahierten Halses d1 entspricht.
Vorrichtung gemäß einem der Patentansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Hals (44) einen Durchmesser hat, der mindestens 95% des Durchmessers des kontrahierten Randes d2 beträgt, wenn die Spannhülse (10) sich in der kontrahierten Position befindet.
Vorrichtung gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannhülse (10) so konfiguriert ist, dass der Rand (48) elastisch und auf natürliche Weise in die kontrahierte Hülsenposition bringbar ist.
Vorrichtung gemäß einem der Patentansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannhülse (10) eine Schulter (46) umfasst, die einen Durchmesser hat, der größer als der Lochdurchmesser d3 ist, wobei die Schulter (46), der Hals (44) und der Rand (48) einstückig sind.
Vorrichtung gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Knochenplatte (56) als Verriegelungsplatte mit mehreren, zur Aufnahme von Verankerungsschrauben bestimmten Plattenlöchern (64) ausgebildet ist.