DE69929406T2

DE69929406T2 - Vorrichtung zur Fixierung der Wirbelsäule

Info

Publication number: DE69929406T2
Application number: DE69929406T
Authority: DE
Inventors: Martin H. Colchester Krag
Original assignee: DePuy Spine LLC
Current assignee: DePuy Spine LLC
Priority date: 1998-08-27
Filing date: 1999-08-26
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2019-08-27
Also published as: EP0982007A3; EP0982007A2; DK0982007T3; CN1173668C; ES2257010T3; AU4474499A; US6231575B1; CN1261526A; JP2000102544A; DE69929406D1; ATE315359T1; AU766135B2; EP0982007B1

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fixieren von Abschnitten einer Wirbelsäule, beispielsweise Wirbeln, in einem gewünschten räumlichen Verhältnis. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Fixiervorrichtungen der Art, wie sie in US 5,741,255 und den Fundstellen für den Stand der Technik beschrieben sind, die dort angeführt sind.
WO 98/08545 offenbart eine Vorrichtung zur Wirbelsäulenfixierung, die ein Element aufweist, das mit einer Stange verbunden werden kann. Das Element umfasst einen Ring, durch den sich die Stange erstrecken kann, und eine Schraube, die auf die Stange geklemmt werden kann. Von dem Ring aus erstreckt sich ein Arm, der an einer Schraube zur Verankerung im Knochen befestigt werden soll.
EP-A-0 469 304 offenbart ein Instrument zur Verwendung in der Wirbelsäulenchirurgie, das zwei Blöcke umfasst, die drehgelenkig miteinander verbunden sind. Einer der Blocks ist mit einer Knochenschraube versehen, damit er mit einem Wirbel verbunden werden kann. Der andere Block weist ein Führungsloch für eine Stange auf, mit der das Instrument mit einem weiteren Instrument verbunden werden kann. Einer der Blöcke weist einen Bolzen mit zahnartigen Formen auf, der in einer Ausbohrung mit passenden Vertiefungen im anderen Block aufgenommen ist.
EP-A-0 443 424 offenbart eine Fixierungsvorrichtung für die Wirbelsäule, die eine Vielzahl von Knochenschrauben umfasst, mit denen die Vorrichtung mit den Wirbeln eines Patienten verbunden wird, und eine Stange, die zwischen den Wirbeln verläuft. Die Stange wird an den Knochenschrauben mithilfe von Verbindungselementen befestigt, von denen jedes eine Klemme umfasst, die durch zwei Arme definiert ist und um die Stange herum verläuft, und ausgerichtete Löcher darin aufweisen, durch die eine Knochenschraube hindurchgesteckt werden kann. Die Knochenschraube weist an ihrem oberen Ende ein Gewinde auf, damit sie eine Mutter aufnimmt, wodurch die Arme der Klemme zusammengedrückt werden können, um die Klemme um die Stange herum zu schließen und eine relative Drehbewegung zwischen Klemme und Stange zu verhindern.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Fixierung der Wirbelsäule für die Implantation in einem Patienten bereitgestellt, um Abschnitte einer Wirbelsäule in einem gewünschten räumlichen Verhältnis relativ zueinander zu fixieren, umfassend:
eine Stange;
ein Befestigungselement mit einem ersten Gewindeabschnitt für das Einschrauben in einen Abschnitt der Wirbelsäule;
einen Block, der einen ersten Durchgang für die Aufnahme der Stange und einen zweiten Durchgang in Kommunikation mit dem ersten Durchgang beinhaltet; und
ein Winkelelement, das einen ersten Endabschnitt, der sich in den zweiten Durchgang hinein erstreckt und eine zentrale Achse aufweist, und einen zweiten Endabschnitt für die Verbindung mit dem Befestigungselement beinhaltet, und einen Winkelbogen zwischen dem ersten Endabschnitt und dem zweiten Endabschnitt, wobei der Winkelbogen den zweiten Endabschnitt vom Block und von der zentralen Achse beabstandet;
wobei die Stange an dem Block befestigt ist und das Winkelelement in Eingriff nimmt, um eine Bewegung des Winkelelements relativ zum Block zu verhindern.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung zur Fixierung von Abschnitten einer Wirbelsäule in einem gewünschten räumlichen Verhältnis bereit. Die Vorrichtung umfasst allgemein ein Befestigungselement mit Gewinde, das an einem Abschnitt der Wirbelsäule angreift, und ein längsgerichtetes Element oder eine Stange, das bzw. die sich entlang der Wirbelsäule an einer Stelle befindet, die zum Befestigungselement versetzt ist. Zwischen dem Befestigungselement und der Stange ist ein Winkelelement verbunden, das sich über eine erste Strecke in einer Richtung weg von der Stange und über eine zweite Strecke in einer Richtung in einem Winkel relativ zur ersten Richtung erstreckt.
Mit der Stange und dem Winkelelement ist eine Fixierungsanordnung verbunden, die die Stange und das Winkelelement gegen eine Bewegung relativ zur Fixierungsanordnung fixiert. Die Fixierungsanordnung umfasst einen Fixierungsblock, in den hinein sich die Stange und das Winkelelement erstrecken. Durch die Kraft, die zwischen Stange und Winkelelement übertragen wird, hält die Fixierungsanordnung wirksam die Stange und das Winkelelement und verhindert so eine Bewegung relativ zum Block. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird die zuvor beschriebene Kraft zwischen der Stange und dem Winkelelement übertragen, indem sie unter Verwendung eines angreifenden Elements gegeneinander gedrückt werden, das bei einer Ausführungsform eine Einstellschraube ist.
Das Winkelelement kann mit Fixierungsoberflächen versehen sein, die passende Oberflächen auf dem Block angreifen. Die Fixierungsoberflächen und die passenden Oberflächen wirken zusammen, um eine Drehbewegung des Winkelelements um eine zentrale Achse zu verhindern, die sich durch den Endabschnitt des Winkelelements erstreckt, der vom Block gehalten wird. Das Winkelelement kann derart geformt sein, dass es sich zwischen dem Block und dem Befestigungselement im rechten Winkel biegt. Bei einer Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich ein Teil des Winkelelements in einer ersten Richtung parallel zur Stange, wenn die Fixierungsoberflächen und die passenden Oberflächen ineinander greifen. Bei einer wahlweisen Ausführungsform erstreckt sich ein Teil des Winkelelements in einer Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, wenn die Fixierungsoberflächen und die passenden Oberflächen aneinander angreifen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Bei Betrachtung der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen werden die vorstehenden und weitere Merkmale der Erfindung deutlicher und wird die Erfindung besser verstanden, wobei:
1 eine dorsale Ansicht eines Abschnitts einer Wirbelsäule mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Fixierung der Wirbelsäule zum Aufrechterhalten einer gewünschten räumlichen Beziehung zwischen Wirbeln der Wirbelsäule ist,
2 eine unvollständige perspektivische Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Fixierung der Wirbelsäule ist,
3 eine Teildraufsicht von Bestandteilen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Fixierung der Wirbelsäule ist,
4 eine Seitenansicht der Vorrichtung von 3 ist,
5 eine unvollständige perspektivische Darstellung einer anderen Ausführungsform eines Bestandteils der vorliegenden Erfindung ist,
6 eine weitere Seitenansicht der Vorrichtung von 3 ist,
7 eine unvollständige Schnittdarstellung im Wesentlichen entlang der Linie 7-7 von 3 ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
In 1 ist ein Abschnitt einer menschlichen Wirbelsäule 10 dargestellt, an der eine Vorrichtung 12 zur Fixierung der Wirbelsäule befestigt ist. Die Vorrichtung 12 zur Fixierung der Wirbelsäule positioniert die Wirbel 14, 16 in einem gewünschten räumlichen Verhältnis relativ zueinander.
Die Vorrichtung 12 zur Fixierung der Wirbelsäule umfasst die Befestigungsmittel 18 aus einem biokompatiblen Werkstoff wie Edelstahl. Wie es ausführlicher im Folgenden beschrieben ist, umfassen die Befestigungsmittel 18 erste Gewindeabschnitte 20 (2), die an den Wirbeln 14, 16 angreifen, um die Befestigungsmittel fest an den Wirbeln anzubringen. Es sollte sich verstehen, dass an jedem Wirbel 14, 16 mehrere Befestigungsmittel 18 befestigt werden können, wenn mehrere Vorrichtungen 12 zur Fixierung der Wirbelsäule verwendet werden. Obwohl in 1 gezeigt ist, dass die Vorrichtung 12 zur Fixierung der Wirbelsäule derart angeordnet ist, dass sie zwei Wirbel 14, 16 relativ zueinander beabstandet, sollte es sich verstehen, dass viel mehr Wirbel in räumlichem Verhältnis zueinander fixiert werden können, indem einfach die Länge der Stange 22 verlängert wird, die sich entlang der Wirbelsäule 10 erstreckt, und weitere Verbindungsanordnungen 30 zwischen der Stange 22 und den weiteren Wirbeln angebracht werden.
Die Stange 22 besteht aus einem biokompatiblen Werkstoff wie Edelstahl. Wie zuvor angegeben wurde, weist die Stange 22 eine Länge auf, die genügt, damit die Stange sich mindestens über zwei Wirbel 14, 16 erstreckt. Die erforderliche Länge der Stange 22 hängt von der Erkrankung ab, die behandelt werden soll, und der Anzahl der Wirbel, die in einer gewünschten räumlichen Beziehung relativ zueinander gehalten werden sollen. Die Stange 22 kann wie gewünscht gebogen werden, üblicherweise zur Herstellung einer gewünschten Biegung der Wirbelsäule 10 in allen oder einer beliebigen von drei möglichen anatomischen Ebenen.
1 zeigt zwei Arten von Verbindungsanordnungen (30 und 30'), mit denen die Stange 22 und das Befestigungsmittel 18 miteinander verbunden werden. Die untere Verbindungsanordnung 30' ist von der Art, die in der US-Patentschrift 5,741,255 beschrieben und gezeigt ist. Wie es vollständig in der US-Patentschrift 5,741,255 erläutert ist, umfasst die Verbindungsanordnung 30' ein Querelement 32, das sich zwischen dem Befestigungsmittel 18 und der Stange 22 senkrecht zu einer longitudinalen Achse 33 der Stange 22 erstreckt. Die Verbindungsanordnung 30 der vorliegenden Erfindung (die obere Verbindungsanordnung, die in 1 dargestellt ist) umfasst im Allgemeinen eine Fixierungsanordnung 34, die auf der Stange 22 angebracht ist, und ein Winkelelement 36, das sich zwischen dem Befestigungsmittel 18 und der Fixierungsanordnung 34 erstreckt. Die Fixierungsanordnung 34 fixiert die Stellung eines im Allgemeinen zylindrischen inneren Endabschnitts 38 des Winkelelements 36 relativ zur Fixierungsanordnung 34. Durch eine Klemmanordnung 40 wird ein äußerer Endabschnitt 42 des Winkelelements 36 fest mit dem Befestigungsmittel 18 verbunden. Bei einer Ausführungsform der Erfindung bildet ein Verbindungsabschnitt 44 einen rechtwinkligen Bogen zwischen dem inneren Endabschnitt 38 und dem äußeren Endabschnitt 42 des Winkelelements 36.
Mit Bezug auf 2 umfasst die Fixierungsanordnung 34 eine Einstellschraube 46 und einen im Allgemeinen rechteckigen Fixierungsblock 48, in den hinein sich das Winkelelement 36 und die Stange 22 erstrecken. Der Block 48 weist einen Stangendurchgang 50 auf, der die Stange 22 aufnimmt. Es ist dargestellt, dass die Stange 22 einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist; jedoch könnten mit entsprechenden Veränderungen am Stangendurchgang 50 auch Stangen mit verschiedenen anderen Querschnitten wie sechseckigen oder ovalen Querschnitten verwendet werden. Der Block 48 umfasst auch einen Querdurchgang 52, der den inneren Endabschnitt 38 des Winkelelements 36 aufnimmt und mit dem Stangendurchgang 50 in Verbindung steht. Wie am besten in 6 dargestellt ist, umfasst der Querdurchgang 52 eine Vielzahl der passenden Oberflächen 54, die an den ähnlich geformten Fixierungsoberflächen oder Zähnen 56 angreifen, die von dem inneren Endabschnitt 38 des Winkelelements 36 aus radial nach außen vorstehen. Durch das Ineinandergreifen der passenden Oberflächen 54 auf dem Block 48 und der Zähne 56 auf dem inneren Endabschnitt 38 wird die Drehbewegung des Winkelelements 36 um eine longitudinale zentrale Achse 58 des inneren Endabschnitts 38 verhindert. Es versteht sich, dass im Querdurchgang 52 passende Oberflächen mit verschiedenen Formen gebildet werden können, um ähnlich geformte Fixierungsoberflächen aufzunehmen, die auf dem Block 48 gebildet sind. Beispielsweise können die dreieckigen Zähne, die in 6 dargestellt sind, durch rechteckige Erhöhungen und passende Kanäle oder gebogene Vorsprünge und passende Kerben ersetzt werden.
Wie am besten in 7 dargestellt ist, wird die Kraft zwischen der Stange 22 und dem Winkelelement 36 durch die Einstellschraube 46 übertragen, um die Stange 22 und das Winkelelement 36 zu halten und so eine Bewegung relativ zum Block 48 zu verhindern. Die Einstellschraube 46 wird in dem mit einem Gewinde versehenen Einstellschraubendurchgang 60 angezogen, der im Block 48 geformt ist und mit dem Stangendurchgang 50 in Verbindung steht. Die Einstellschraube 46 bewegt sich nach unten, um an der Stange 22 anzugreifen, wodurch die Stange 22 nach unten gegen den inneren Endabschnitt 38 des Winkelelements 36 gedrückt wird. Insbesondere wird die Stange 22 nach unten in eine sattelförmige Kerbe 62 gedrückt, die sich teilweise um den Umfang des inneren Endabschnitts 38 erstreckt. Die Kerbe 62 ist dafür ausgebildet, um die gebogene Außenfläche 84 der Stange 22 aufzunehmen. Durch die Kraft, die die Stange 22 überträgt, werden die Zähne 56 des inneren Endabschnitts 38 derart gedrückt, dass sie in die passenden Oberflächen 54 des unteren Abschnitts des Querdurchgangs 52 (6) eingreifen. Folglich fixiert der Kontakt zwischen der Außenfläche 84 der Stange 22 und der Kerbe 62 des inneren Endabschnitts 38 den inneren Endabschnitt 38, damit er sich nicht relativ zum Block 48 um die zentrale Achse 58 bewegt und fixiert die Stange 22, damit sie sich nicht relativ zum Block 48 entlang der longitudinalen Achse 33 bewegt.
Der innere Endabschnitt 38 des Winkelelements 36 umfasst ferner einen ringförmigen Rand 64 und eine Umfangskerbe 66, die beispielsweise durch einen Gesenkschmiedevorgang gebildet wird. Der ringförmige Rand 64 ist derart geformt, dass sein Außendurchmesser größer ist als ein Innendurchmesser des Querdurchgangs 52 (6). Folglich wird das Winkelelement 36 in der Fixierungsanordnung 34 fixiert, selbst wenn die Stange 22 entfernt wird oder innerhalb des Stangendurchgangs 50 nach oben bewegt wird. Außerdem weist ein Ende des Querdurchgangs 52 eine abgeschrägte Kante 68 (7) auf, welche eine teilweise Vertiefung des ringförmigen Rands 64 in dem Querdurchgang 52 gestattet.
Mit Bezug auf die 2 bis 4 weist der Block 48 ein Paar von parallelen, flachen Seitenflächen 70, 72 auf. Der Stangendurchgang 50 erstreckt sich zwischen den Seitenflächen 70, 72 und ist senkrecht zu diesen. Der Block 48 umfasst auch ein Paar der parallelen, flachen Seitenflächen 76, 78, die sich senkrecht zu den Seitenflächen 70, 72 (3) erstrecken. Der Querdurchgang 52 weist eine gerade longitudinale zentrale Achse auf, die sich zwischen den Seitenflächen 76, 78 erstreckt und senkrecht dazu ist.
Der Stangendurchgang 50 wird durch ein Paar von kreisförmigen Öffnungen 81, 83 gebildet, die Mittelpunkte aufweisen, die entlang einer Achse 80 (2, 4 und 7) des Blocks 48 versetzt sind. Folglich weist der Stangendurchgang 50 eine im Allgemeinen ovale Querschnittsgestaltung auf. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt die Achse 80 im Wesentlichen mittig zwischen den Seiten 70, 72, liegt jedoch näher an der Seite 76 als an der Seite 78 des Blocks 48. Die kreisförmigen Öffnungen 81, 83, die den Stangendurchgang 50 bilden, sind derart bemessen, dass sich die Stange 22 zwischen dem oberen und dem unteren Abschnitt des Stangendurchgangs 50 bewegen kann, wenn die Einstellschraube 46 aus dem Einstellschraubendurchgang 60 herausgenommen ist. Folglich kann der Block 48 entlang der Länge der Stange 22 angeordnet werden. Wie am besten in 7 dargestellt ist, ist die obere kreisförmige Öffnung 83 größer als der Durchmesser der Stange 22, sodass sich die Stange 22 frei innerhalb der Öffnung 83 bewegen kann. Die untere kreisförmige Öffnung 81 des Stangendurchgangs 50 weist einen Durchmesser auf, der kleiner ist als der Durchmesser der Stange 22. Dadurch bilden die Stange 22 und der Stangendurchgang 50 eine Presspassung, wenn die Stange 22 durch die Einstellschraube 46 in die untere kreisförmige Öffnung 81 gedrückt wird.
Wie am besten in 6 dargestellt ist, weist der Querdurchgang 52 wie der Stangendurchgang 50 einen im Allgemeinen ovalen Querschnitt auf, der in der Richtung der Achse 80 des Blocks 48 verlängert ist. Durch die ovale Gestaltung des Querdurchgangs 52 kann sich der innere Endabschnitt 38 des Winkelelements 36 entlang der zentralen Achse 80 nach oben und nach unten bewegen, wenn die Einstellschraube 46 aus dem Einstellschraubendurchgang 60 herausgenommen ist.
Die Ausrichtung des Winkelelements 36 relativ zum Block 48 kann eingestellt werden, indem der Endabschnitt 38 innerhalb des Querdurchgangs 52 nach oben bewegt wird, um die Zähne 56 von den passenden Oberflächen 54 zu beabstanden, sodass der innere Endabschnitt 38 innerhalb des Querdurchgangs 52 um die Achse 58 in eine gewünschte Stellung relativ zum Block 48 und zur Stange 22 gedreht werden kann (eine Beispielstellung ist in 6 mit gestrichelten Linien dargestellt). Nachdem das Winkelelement 36 in eine gewünschte Lage um die Achse 58 gedreht ist, wird der innere Endabschnitt 38 nach unten bewegt (durch die Einstellschraube 46 und die Stange 22), sodass die Zähne 56 die phassenden Oberflächen 54 des Blocks 48 in Eingriff nehmen, wodurch eine weitere Drehbewegung des Winkelelements 36 verhindert wird.
Der Querdurchgang 52 und der Stangendurchgang 50 bilden einen Schnittbereich 82 (7) in einem Mittelabschnitt des Blocks 48. Folglich erstreckt sich ein Abschnitt des Querdurchgangs 52 in den Stangendurchgang 50 hinein. Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist der Stangendurchgang 50 eine zentrale Achse auf, die senkrecht zur zentralen Achse des Querdurchgangs 52 ist. Bei dieser Ausführungsform ist die Achse 58 des inneren Endabschnitts 38 senkrecht zur longitudinalen Achse 33 der Stange 22 (3), wenn die Vorrichtung 12 zur Fixierung der Wirbelsäule montiert ist. Es sollte sich jedoch verstehen, dass der Querdurchgang 52 und der Stan gendurchgang 50 in einem spitzen Winkel relativ zueinander geformt sein könnten. Bei dieser Anordnung würde sich der innere Endabschnitt 38 des Winkelelements 36 vom Block 48 aus in einem spitzen Winkel relativ zur Achse 33 der Stange 22 erstrecken.
Wenn der Block 48 auf der Stange 22 angeordnet ist, erstreckt sich die Stange in den Schnittbereich 82 (7) zwischen dem Stangendurchgang 50 und dem Querdurchgang 52. Damit kann die äußere Seitenfläche 84 (4 und 7) der Stange 22 durch die Einstellschraube 46 gegen die gewölbte Kerbe 62 des inneren Endabschnitts 38 gedrückt werden. Folglich wird der innere Endabschnitt 38 durch die Stange 22 gegen den unteren Abschnitt des Blocks 48 gedrückt (am besten in 6 gezeigt). Es sollte sich verstehen, dass zwischen der äußeren Seitenfläche 84 und dem inneren Endabschnitt 38 ein Zwischenelement zur Kraftübertragung angeordnet werden könnte. Die passenden Oberflächen 54 des Blocks 48 (6) sind auf einer Seite des Querdurchgangs 52 gegenüber dem Schnittbereich 82 angeordnet. Die passenden Oberflächen 54 erstrecken sich zwischen den Seitenwänden 76 und 78 des Blocks 48, parallel zur zentralen Achse 58 des inneren Endabschnitts 38. Die passenden Oberflächen 54 sind entlang einem Bogen des Querdurchgangs 52 gebildet und erstrecken sich etwa 30 Grad auf jeder Seite der Achse 80 des Blocks 48. Folglich weisen die passenden Oberflächen 54 eine Gesamtwinkelerstreckung von etwa 60 Grad auf.
Auf ähnliche Weise weist jeder der Zähne 56 auf dem inneren Endabschnitt 38 eine longitudinale Achse auf, die sich parallel zur zentralen Achse 58 des inneren Endabschnitts 38 erstreckt. Die Zähne 56 weisen eine Winkelausdehnung von etwa 120° um die untere Außenfläche des inneren Endabschnitts 38 auf. Die Zähne 56 können selbstverständlich auch derart geformt sein, dass sie mehr oder weniger als 120° der Außenfläche des inneren Endabschnitts 38 einnehmen. Da die Winkelausdehnung der Zähne 56 auf dem inneren Endabschnitt 38 größer ist als die Winkelausdehnung der passenden Oberflächen 54 des Blocks 48, können die Zähne 56 in die passenden Oberflächen 54 eingreifen, wenn sich das Winkelelement 36 in einer Drehstellung von einer Vielzahl von Drehstellungen um die Achse 58 relativ zum Block 48 befindet, wie es zuvor beschrieben wurde.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann das Winkelelement 36 in einer „rechten" Anordnung oder einer „linken" Anordnung vorgesehen sein. Ein Winkelelement 36 mit einer „rechten" Anordnung ist in den Figuren dargestellt. Wie in 1 gezeigt ist, erstreckt sich das Winkelelement 36 vom Block 48 aus nach rechts (weg von der Seite 76 des Blocks 48) und nach oben, weg von der Seite 72 des Blocks 46. Wie aus dem Vorstehenden erkennbar sein sollte, könnte die ganze Verbindungsanordnung 30 von der Stange 22 entfernt, um 180° gedreht und derart wieder auf der Stange 22 angebracht werden (3), dass sich das Winkelelement 36 vom Block 48 aus nach links (weg von der Seite 76) und nach unten erstreckt, weg von der Seite 72. Während die Lage des Winkelelements 36 relativ zum Block 48 durch Drehen um die Achse 58 herum geringfügig eingestellt werden kann, kann das Winkelelement 36, das in 3 dargestellt ist, nicht um 180° um die Achse 58 gedreht werden, sodass es sich vom Block 48 aus nach links und nach oben in die Lage erstreckt, die durch ein Winkelelement der „linken" Anordnung gegeben ist (mit gestrichelten Linien dargestellt). Wie in 6 und 7 dargestellt ist, ist diese Einstellung des Winkelelements 36 der „rechten" Anordnung nicht möglich, da die Zähne 56 des Winkelelements 36 bei Drehung um die Achse 56 um 180° aus der Stellung heraus, die in 6 und 7 dargestellt ist, nach oben zur Stange 22 zeigen würden und die Kerbe 62 nach unten auf die passenden Oberflächen 54 des Blocks 48 hin zeigen würde. Folglich könnten die Stange 22 und die Kerbe 62 nicht zusammenwirken, um die Stellung des Winkelelements 36 entlang der Achse 58 relativ zum Block 48 zu fixieren, und die Zähne 56 und die passenden Oberflächen 54 könnten nicht zusammenwirken, um die Ausrichtung des Winkelelements 36 um die Achse 58 relativ zum Block 48 zu fixieren. Damit umfasst ein Winkelelement der „linken" Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung einen inneren Endabschnitt 38, der völlig mit dem übereinstimmt, der in den Figuren dargestellt ist, sich jedoch weg von der Seite 76 des Blocks 48 und nach oben, weg von der Seite 70 erstreckt, wenn der Block 48 an der Stange 22 in der Ausrichtung befestigt ist, die in 3 gezeigt ist.
Ein universelles Winkelelement 36 könnte ohne weiteres beispielsweise durch Formen der Kerbe 62 um den gesamten Umfang des inneren Endabschnitts 38 und Formen der Zähne 56 auf der restlichen Fläche des inneren Endabschnitts 38 hergestellt werden, die die Kerbe 62 nicht einnimmt. Obwohl die ineinander greifende Fläche zwischen den Zähnen 56 und den passenden Oberflächen 54 kleiner werden würde, könnte dieses Fixierungselement 36 innerhalb eines Einstellbereichs von 360° um die Achse 58 an eine beliebige Winkelstellung von einer Vielzahl von Winkelstellungen angepasst werden. Wahlweise könnte die Winkelausdehnung der Zähne 56 von 360° aus derart verringert werden und die Winkelausdehnung der passenden Oberflächen 54 derart vergrößert werden, dass eine ausreichende Anzahl der Zähne 56 eine ausreichende Anzahl der passenden Oberflächen 54 in einer beliebigen Winkelstellung von einer Vielzahl von Winkelstellungen innerhalb eines Einstellbereichs von 360° um die Achse 58 in Eingriff nimmt.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist der äußere Endabschnitt 42 des Winkelelements 36 eine im Allgemeinen zylindrische Form auf und umfasst eine Ausbohrung 86. Die Ausbohrung 86 weist eine zentrale Achse 88 auf, die senkrecht zur zentralen Achse 58 des inneren Endabschnitts 38 (2) ist. Die Ausbohrung 86 nimmt das Befestigungsmittel 18 auf. Wenn das Winkelelement 36 am Befestigungsmittel 18 befestigt ist, wie es im Folgenden beschrieben ist, kann die zentrale Achse 88 der Ausbohrung 86 mit einer zentralen Achse des Befestigungsmittels 18 übereinstimmen. Damit kann sich das Befestigungsmittel 18 in einer Richtung erstrecken, die senkrecht zur zentralen Achse 58 des inneren Endabschnitts 38 ist. Jedoch ist die zentrale Achse 88 der Ausbohrung 86, wie am besten in 3 dargestellt ist, um einen Abstand zur zentralen Achse 58 und um einen Abstand zur Achse 33 der Stange 22 versetzt.
Mit Bezug auf 2 wird eine Klemmanordnung 40 durch einen äußeren Gewindeendabschnitt 92 des Befestigungsmittels 18, eine Mutter 94 mit Innengewinde, einen sechseckigen Bund 96, der auf dem Befestigungsmittel 18 ausgebildet ist, und einen sechseckigen äußeren Endabschnitt 98 gebildet. Greift man gleichzeitig an dem sechseckigen äußeren Endabschnitt 98 und an der Mutter 94 mit Schraubenschlüsseln an, kann die Mutter 94 auf dem Gewindeabschnitt 92 des Befestigungsmittels 18 festgezogen werden, ohne dass auf den Gewindeabschnitt 20 des Befestigungsmittels 18 Kraft übertragen wird. Wenn die Mutter 94 festgezogen ist, greift sie an der oberen Endfläche 100 des äußeren Endabschnitts 42 an und der Bund 96 greift an der unteren Endfläche 102 des äußeren Endabschnits 42 an. Folglich wird der äußere Endabschnitt 42 durch die Klemmanordnung 40 relativ zum Befestigungsmittel 18 festgehalten.
5 zeigt eine alternative Ausführungsform des äußeren Endabschnitts 42 des Winkelelements 36 (mit 42' bezeichnet). Der äußere Endabschnitt 42' umfasst einen Schlitz 86' statt der Ausbohrung 86. Der Schlitz 86' ist bei dieser Ausführungsform in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur zentralen Achse 58 des inneren Endabschnitts 38 verlängert und weist eine zentrale Achse 88 auf, die im Wesentlichen senkrecht zur Achse 58 ist. Der äußere Endabschnitt 42' wirkt im übrigen mit dem Befestigungsmitel 18 auf die Art und Weise zusammen, wie es zuvor beschrieben ist. Wie aus dem Vorstehenden erkennbar sein sollte, kann durch die längliche Gestaltung des Schlitzes 86' der Abstand zwischen dem Befestigungsmittel 18 und der Achse 58 eingestellt werden.
Der Verbindungsabschnitt 44 des Winkelelements 36 erstreckt sich zwischen dem inneren Endabschnitt 38 und dem äußeren Endabschnitt 42. Der Verbindungsabschnitt umfasst einen ersten Teil 45, der sich vom inneren Endabschnitt 38 aus erstreckt, einen zweiten Teil 47, der sich vom ersten Teil 45 aus erstreckt, und einen dritten Teil 49, der sich zwischen dem zweiten Teil 47 und dem äußeren Endabschnitt 42 erstreckt. Bei einer Ausführungsform ist der Verbindungsabschnitt 44 röhrenförmig oder stabförmig und sind der erste, zweite und dritte Abschnitt 45, 47, 49 und im wesentlichen eben. Der erste Teil 45 erstreckt sich vom Block 48 aus weg und hat seinen Mittelpunkt auf der Achse 58 (3). Der zweite Teil 47 bildet einen Winkelbogen oder ein Winkelstück weg von der Achse 58. Bei der dargestellten Ausführungsform beträgt der Winkelbogen des zweiten Teils 47 90°. Wahlweise könnte der Winkelbogen relativ zur Achse 58 einen anderen Winkel bilden, zum Beispiel einen Winkel von 45°. Der dritte Teil 49 erstreckt sich entlang einer Achse 51 in dem Winkel relativ zur Achse 58, der durch den zweiten Teil 47 festgelegt ist, und verbindet sich mit dem äußeren Endabschnitt 42. Es sollte sich verstehen, dass der äußere Endabschnitt 42 relativ zum Verbindungsabschnitt 44 nicht eben sein muss, sondern sich vielmehr in einem Winkel relativ zu einer Ebene erstrecken kann, die den ersten, zweiten und dritten Teil 45, 47, 49 des Verbindungsabschnitts 44 schneidet.
Durch die Richtung des Winkelbogens des zweiten Teils 47 wird bestimmt, ob das Winkelelement 36 ein Winkelelement der „rechten" oder „linken" Anordnung ist. Wie in 1 dargestellt ist, kann durch den Winkelbogen, der durch den Verbindungsabschnitt 44 entsteht, die Verbindungsanordnung 30 an einem Wirbel befestigt werden, der einen Abschnitt 16' aufweist, der ansonsten störend auf ein Querelement 32 einer Verbindungsanordnung 30' (die untere Verbindungsanordnung) einwirken würde, das sich seitlich erstreckt. Außerdem kann durch die versetzte Anordnung des Befestigungsmittels 18, die durch den Winkelbogen des Verbindungsabschnitts 44 entsteht, verhindert werden, dass sich die benachbarten Verbindungsanordnungen 30 bei Verwendung mehrerer Vorrichtungen 12 zur Fixierung der Wirbelsäule an einer einzigen Wirbelsäule 10 gegenseitig beeinträchtigen.

Claims

Vorrichtung zur Fixierung der Wirbelsäule für die Implantation in einem Patienten, um Abschnitte einer Wirbelsäule (10) in einer gewünschten räumlichen Beziehung relativ zueinander zu fixieren, umfassend: eine Stange (22); ein Befestigungselement (18) mit einem ersten Gewindeabschnitt (20) für das Einschrauben in einen Abschnitt der Wirbelsäule (10); einen Block (48), der einen ersten Durchgang (50) für die Aufnahme der Stange (22) und einen zweiten Durchgang (52) in Kommunikation mit dem ersten Durchgang (50) beinhaltet; und ein Winkelelement (36), das einen ersten Endabschnitt (38), der sich in den zweiten Durchgang (52) hinein erstreckt und eine zentrale Achse (58) aufweist, und einen zweiten Endabschnitt (42) für die Verbindung mit dem Befestigungselement (18) beinhaltet, und einen Winkelbogen (47) zwischen dem ersten Endabschnitt (38) und dem zweiten Endabschnitt (42), wobei der Winkelbogen den zweiten Endabschnitt vom Block (48) und von der zentralen Achse (58) beabstandet; wobei die Stange (22) an dem Block (48) befestigt ist und an dem Winkelelement (36) angreift, um eine Bewegung des Winkelelements (36) relativ zum Block (48) zu verhindern.
Vorrichtung zur Fixierung der Wirbelsäule nach Anspruch 1, wobei der Winkelbogen ein rechter Winkel ist.
Vorrichtung zur Fixierung der Wirbelsäule nach Anspruch 1, wobei es weiterhin einen ersten Teil (45), der sich zwischen dem ersten Endabschnitt (38) und dem Winkelbogen (47) erstreckt, und einen dritten Teil (49), der sich zwischen dem Winkelbogen (47) und dem zweiten Endabschnitt (42) erstreckt, umfaßt.
Vorrichtung zur Fixierung der Wirbelsäule nach Anspruch 3, wobei der dritte Teil (49) eine zentrale Achse (51) aufweist, welche im wesentlichen parallel zu einer longitudinalen Achse (33) der Stange (22) ist.
Vorrichtung zur Fixierung der Wirbelsäule nach Anspruch 1, wobei sich der zweite Durchgang (52) durch den Block (48) hindurch in einem rechten Winkel relativ zum ersten Durchgang (50) erstreckt.
Vorrichtung zur Fixierung der Wirbelsäule nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Endabschnitt (38) des Winkelelements (36) eine Kerbe (62) für die Aufnahme der Stange (22) beinhaltet, der erste Durchgang (50) sich durch eine erste Seite (70) und eine zweite Seite (72) des Blocks (48) hindurch erstreckt und der zweite Durchgang (52) sich durch eine dritte Seite (76) und eine vierte Seite (78) des Blocks (48) hindurch erstreckt.
Vorrichtung zur Fixierung der Wirbelsäule nach Anspruch 6, wobei der erste Endabschnitt (38) des Winkelelements (36) im wesentlichen zylindrisch ist und eine Vielzahl von Fixierungsoberflächen (56), die radial nach außen relativ zur zentralen Achse (58) vorstehen, aufweist, wobei die Vielzahl von Fixierungsoberflächen (56) auf einer äußeren Oberfläche des ersten Endabschnitts (38) im wesentlichen gegenüber der Kerbe (62) angeordnet ist und der zweite Durchgang (52) des Blocks (48) eine Vielzahl von passenden Oberflächen (54) für die Aufnahme der Vielzahl von Fixierungsoberflächen (56) beinhaltet, wenn die Stange (22) an dem Winkelelement (36) angreift und somit die Drehbewegung des Winkelelements (36) um die zentrale Achse (58) verhindert.
Vorrichtung zur Fixierung der Wirbelsäule nach Anspruch 7, wobei sie weiterhin einen ersten Teil (45), der sich zwischen dem ersten Endabschnitt (38) und dem Winkelbogen (47) erstreckt, und einen dritten Teil (49), der sich zwischen dem Winkelbogen (47) und dem zweiten Endabschnitt (42) erstreckt, umfaßt.
Vorrichtung zur Fixierung der Wirbelsäule nach Anspruch 8, wobei der erste Teil (45) sich vom ersten Endabschnitt (38) aus weg von der dritten Seite (76) des Blocks (48) erstreckt und daß der dritte Teil (49) sich vom zweiten Teil (47) aus weg von der ersten Seite (70) des Blocks (48) erstreckt, wenn die Vielzahl passender Oberflächen (54) die Vielzahl von Fixierungsoberflächen (56) aufnimmt.
Vorrichtung zur Fixierung der Wirbelsäule nach Anspruch 8, wobei der erste Teil (45) sich vom ersten Endabschnitt (38) aus weg von der dritten Seite (76) des Blocks (48) erstreckt und daß der dritte Teil (49) sich vom zweiten Teil (47) aus weg von der zweiten Seite (72) des Blocks (48) erstreckt, wenn die Vielzahl passender Oberflächen (54) die Vielzahl von Fixierungsoberflächen (56) aufnimmt.
Vorrichtung zur Fixierung der Wirbelsäule nach Anspruch 1, wobei der erste Endabschnitt (38) des Winkelelements (36) eine Vielzahl von nach außen vorstehenden Fixierungsoberflächen (56) beinhaltet, der zweite Durchgang (52) des Blocks (48) eine Vielzahl von passenden Oberflächen (54) für die Aufnahme der Vielzahl von Fixierungsoberflächen (56) beinhaltet, wenn die Stange (22) an dem Winkelelement (36) angreift, und somit eine Bewegung des Winkelelements (36) um die zentrale Achse (58) verhindert.
Vorrichtung zur Fixierung der Wirbelsäule nach Anspruch 1, wobei der erste Endabschnitt (38) des Winkelelements (36) im wesentlichen zylindrisch ist und einen ringförmigen Rand (64) an einem dem Winkelbogen (47) gegenüberliegenden Ende beinhaltet, um das Winkelelement (36) innerhalb des Blocks (48) zu fixieren, wobei der ringförmige Rand (64) einen Außendurchmesser hat, der größer ist als ein Innendurchmesser des zweiten Durchgangs (52).
Vorrichtung zur Fixierung der Wirbelsäule nach Anspruch 12, wobei der zweite Durchgang (52) eine abgeschrägte Kante (68) beinhaltet, wobei der ringförmige Rand (64) zumindest zum Teil durch die abgeschrägte Kante (68) in den zweiten Durchgang (52) vertieft eingelassen ist.
Vorrichtung zur Fixierung der Wirbelsäule nach Anspruch 1, wobei der zweite Endabschnitt (42) eine Öffnung (86) für die Aufnahme eines Abschnitts (92) des Befestigungselements (18) beinhaltet.
Vorrichtung zur Fixierung der Wirbelsäule nach Anspruch 14, wobei die Öffnung (86) eine Ausbohrung ist.
Vorrichtung zur Fixierung der Wirbelsäule nach Anspruch 12, wobei die Öffnung (86) ein Schlitz ist.
Vorrichtung zur Fixierung der Wirbelsäule nach Anspruch 1, wobei sie weiterhin einen dritten Durchgang (60), der sich in den Block (48) hinein in Kommunikation mit dem ersten Durchgang (50) erstreckt, und ein angreifendes Element (46), welches vom dritten Durchgang (60) aufgenommen wird und an der Stange (22) angreift, um zu bewirken, daß die Stange (22) an dem Winkelelement (36) angreift, umfaßt.
Vorrichtung zur Fixierung der Wirbelsäule nach Anspruch 17, wobei der dritte Durchgang (60) ein Gewinde aufweist und das angreifende Element (46) eine Stellschraube ist.
Vorrichtung zur Fixierung der Wirbelsäule nach Anspruch 1, wobei das Befestigungselement (18) einen zweiten Abschnitt (92) hat, der zweite Endabschnitt (42) des Winkelelements (36) mit dem zweiten Abschnitt (92) des Befestigungselements (18) verbunden ist, das Winkelelement (36) weiterhin einen Verbindungsabschnitt (44), der einen ersten Teil (45) hat, welcher sich vom ersten Endabschnitt (38) aus weg vom Block (48) entlang der zentralen Achse (58) erstreckt, beinhaltet, der Winkelbogen (47) sich vom ersten Teil (45) aus weg von der zentralen Achse (58) erstreckt, und einen dritten Teil (49), der sich zwischen dem Winkelbogen (47) und dem zweiten Endabschnitt (42) in einem Winkel relativ zur zentralen Achse (58) erstreckt.
Vorrichtung zur Fixierung der Wirbelsäule nach Anspruch 1, wobei das Befestigungselement (18) einen zweiten Abschnitt (92) hat; der Block (48) einen dritten Durchgang (60) beinhaltet, wobei der dritte Durchgang (60) und der zweite Durchgang (52) in Kommunikation mit dem ersten Durchgang (50) stehen; der zweite Endabschnitt (42) des Winkelelements (36) eine Öffnung (86) für die Aufnahme des zweiten Abschnitts (92) des Befestigungselements (18) hat, wobei das Winkelelement (36) einen Verbindungsabschnitt (44) beinhaltet, der einen ersten Teil (45) hat, der sich vom ersten Endabschnitt (38) aus weg vom Block (48) entlang der zentralen Achse (58) erstreckt, der Winkelbogen (47) sich vom ersten Teil (45) aus weg von der zentralen Achse (58) erstreckt, und ein dritter Teil (49) sich zwischen dem Winkelbogen (47) und dem zweiten Endabschnitt (42) in einem Winkel relativ zur zentralen Achse (58) erstreckt, und wobei die Fixiervorrichtung weiterhin ein angreifendes Element (46) umfaßt, um sich in den dritten Durchgang (60) für das Angreifen an der Stange (22) hinein zu erstrecken, so daß die Bewegung der Stange (22) relativ zum Block (48) verhindert wird und bewirkt wird, daß die Stange (22) an dem Winkelelement (36) angreift, um die Bewegung des Winkelelements (36) relativ zum Block (48) zu verhindern.