DE60030477T2 - Vorrichtung zum festmachen von wirbelsäulenstangen - Google Patents
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Description
- TECHNISCHER HINTERGRUND
- 1. Technisches Gebiet der Erfindung
- Die vorliegende Offenbarung betrifft implantierbare spinale Stabilisierungssysteme für die chirurgische Behandlung von spinalen Störungen und insbesondere eine Vorrichtung zur Verbindung von zylindrischen Wirbelsäulenstangen mit einem Wirbelsäulenstabilisierungssystem an der Wirbelsäule.
- 2. Stand der Technik
- Die Wirbelsäule ist ein komplexes System von Knochen und Bindegewebe, welches kritische Elemente des Nervensystems schützt. Trotz der Komplexität ist die Wirbelsäule eine hochflexible Struktur, die fähig ist, ein grosses Mass an Beugung auszuführen und sich über einen weiten Bewegungsbereich zu verdrehen. Traumen oder Entwicklungsstörungen können in Wirbelsäulenpathologien resultieren, die diesen Bewegungsbereich begrenzen.
- Viele Jahre hindurch haben orthopädische Chirurgen versucht, Wirbelsäulenstörungen zu korrigieren und die Stabilität für traumatisierte Bereiche der Wirbelsäule über Immobilisierung wieder herzustellen. Über die letzten 10 Jahre sind Wirbelsäulenimplantationssysteme entwickelt worden, um die Immobilisierung zu erreichen.
- Beispiele solcher Systeme sind in den US Patenten
US 5,102,412 undUS 5,181,917 für Rogozinski beschrieben worden. Solche Systeme umfassen oft die Wirbelsäuleninstrumentierung mit Verbindungsstrukturen wie länglichen Stäben, die auf gegenüberliegenden Seiten des Abschnitts der Wirbelsäule angeordnet werden, der zu immobilisieren ist. Schrauben und Haken werden üblicherweise benutzt, um die segmentweise Befestigung solcher Verbindungsstrukturen an rückseitigen Flächen der Wirbelsäulenlaminae zu vereinfachen, durch die Pedikel hindurch und in die Wirbelkörper hinein. Diese Komponenten liefern die notwendige Stabilität von sowohl in Bezug auf Zug als auch Druck, um die Immobilisierung zu erreichen. - Verschiedene Befestigungsmechanismen sind im Stand der Technik geliefert worden, um die Befestigung von Schrauben und Haken an die Verbindungsstrukturen eines Wirbelsäulenstabilisierungssystems zu vereinfachen. Beispielsweise beschreibt das US-Patent 5,257,993 für Asher eine Vorrichtung zum Zurückhalten eines Wirbelsäulenhakens auf einem länglichen Wirbelsäulenstab. Die Vorrichtung umfasst einen Körper, der sich von einem Hakenabschnitt nach oben erstreckt und eine nach oben offene Ausnehmung aufweist, um einen Wirbelsäulenstab aufzunehmen sowie eine Abdeckkappe, die in den Körper eingreifen kann, um die Ausnehmung zu schliessen. Eine Feststellschraube ist im Zentrum der Abdeckkappe angeordnet, um den Stab in der Ausnahme des Körpers festzuklemmen. Die Endkappe und der Körper sind durch verschiedene Arten von Konnektoren verbindbar, darunter einen Bajonettverbinder, einen Noppenscheibenverbinder und einen gewindeten Verbinder. Andere Beispiele von Befestigungsmechanismen, um die Befestigung von Schrauben und Haken an Verbindungsstrukturen eines Wirbelsäulenstabilisierungssystems zu vereinfachen, sind in
US 5,437,669 für Yuan et al. undUS 5,437,670 für Sherman et al. offenbart. - Bei jedem dieser Beispiele aus dem Stand der Technik werden gewindete Verbinder eingesetzt, um die Befestigung des Verbinders an dem Wirbelsäulenstab zu vereinfachen. Es ist jedoch wohl bekannt, dass gewindete Verbinder sich unter Einfluss zyklisch angewandter Lasten lockern können, wie sie häufig bei der Wirbelsäule auftreten. Weiterhin können während dem Zusammenbau übermässige Drehmomente auf die gewindeten Verbinder ausgeübt werden, was zu Schaden der Verbinder selber als auch zur Verbindungseinrichtung führen kann, der sie zugeordnet ist.
- Es wäre daher vorteilhaft, eine verlässlichere und effektive Einrichtung zur Verfügung zu haben, um die Befestigung von Schrauben, Haken und Klemmen an den Verbindungsstrukturen eines Wirbelsäulenstabilisierungssystems zu vereinfachen.
- WO 99/65415 beschreibt eine Vorrichtung zum Befestigen von Wirbelsäulenstäben. Dort ist ein Verriegelungselement in einem Befestigungskörper in Richtung eines Stabes einzuführen. Das Verriegelungselement wird in dem Sicherungskörper durch Rückhalte, Öffnungen und entsprechenden Eingriffsreitern gesichert. Es ist jedoch ein Nachteil dieser Erfindung, dass das Verriegelungselement in Richtung des Stabes einzuführen ist, was für die räumliche Gestaltung ineffizient ist. Ein weiterer Nachteil liegt darin, dass hohe Kräfte erforderlich sind, um das Verriegelungselement sicher festzusetzen.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Die Erfindung ist auf eine Einrichtung wie in Anspruch 1 ausgerichtet, um einen Wirbelsäulenstab an einer Befestigungseinrichtung wie einer Pedikel-Schraube oder einem Lamina-Haken zu befestigen. Die hier offenbarte Einrichtung umfasst einen Kopfabschnitt, der ausgestaltet ist, um einen Wirbelsäulenstab aufzunehmen, eine Verschlusskappe, die ausgestaltet ist, um in den Kopfabschnitt und den Wirbelsäulenstab bei Rotation der Verschlusskappe relativ zum Kopfabschnitt einzugreifen, um die Position des Kopfabschnittes in Bezug auf den Wirbelsäulenstab festzulegen, und einen Befestigungsabschnitt, der sich von dem Kopfabschnitt ausgehend erstreckt und ausgestaltet ist, um in die Wirbelsäule einzugreifen. Der Befestigungsabschnitt der Einrichtung kann die Gestalt einer Schraube, eines Hakens oder einer Klemme oder eine andere aus dem Stand der Technik bekannte Konfiguration aufweisen.
- Der Kopfabschnitt der Vorrichtung hat einen Kanal, der sich durch diesen hindurch erstreckt, um einen Wirbelsäulenstab aufzunehmen und der Kanal ist vorzugsweise auf gegenüberliegende Seitenwände begrenzt, welche jeweils einen gebogenen Eingriffsschlitz in sich aufweisen. Die Verschlusskappe hat vorzugsweise gegenüberliegende gebogene Eingriffsflansche, die zur Aufnahme in den gegenüberliegenden gebogenen Eingriffsschlitzen des Kopfabschnitts bei Drehung der Verschlusskappe relativ zum Kopfabschnitt ausgestaltet sind. Vorzugsweise sind die gegenüberliegenden Eingriffsschlitze teilweise durch geneigte Schlitzoberflächen definiert, wobei der Winkel der geneigten Oberfläche des einen Eingriffsschlitzes zu dem des gegenüberliegenden Eingriffsschlitzes entgegengesetzt ist. In ähnlicher Weise sind die gegenüberliegenden Eingriffsflansche vorzugsweise jeweils teilweise durch geneigte Flanschoberflächen definiert, wobei der Winkel der geneigten Oberfläche des einen Eingriffsflansches zu dem des gegenüberliegenden Eingriffsflansches entgegengesetzt ist. Der Kopfabschnitt umfasst vorzugsweise eine Struktur zum Zusammenwirken mit der Verschlusskappe, um zu vermeiden, dass sich die gegenüberliegenden Seitenwände des Kopfabschnittes radial nach aussen erweitern, wenn die gebogenen Flansche in die gebogenen Schlitze eingreifen.
- Vorzugsweise ist die Abdeckkappe der Vorrichtung so konfiguriert, dass eine Rotation zwischen einer ursprünglichen Position, in der die gebogenen Eingriffsflansche 90° ausser Phase mit den gebogenen Eingriffsschlitzen sind, einer Zwischenposition, bei der die gebogenen Eingriffsflansche 45° ausser Phase mit den gebogenen Eingriffsschlitzen sind, und in eine Verriegelungsposition rotiert werden können, bei der die gebogenen Eingriffsflansche in Phase sind und in enger Weise mit den gebogenen Eingriffsschlitzen in Eingriff stehen.
- In diesem Zusammenhang umfasst die Bodenoberfläche der Verschlusskappe vorzugsweise eine erste Ausnehmung, die ausgerichtet ist, um einen Wirbelsäulenstab aufzunehmen, wenn die Verschlusskappe in einer ursprünglich nicht verriegelten Position ist, eine zweite Ausnehmung, die mit der ersten Ausnehmung in einem ersten Winkel steht, um einen Wirbelsäulenstab aufzunehmen, wenn die Verschlusskappe in einer Zwischenposition ist, und eine dritte Ausnehmung, welche die längliche Ausnehmung in einem zweiten Winkel schneidet, um einen Wirbelsäulenstab aufzunehmen, wenn die Verschlusskappe in ihrer endgültigen Verriegelungsposition ist. In Übereinstimmung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der hier vorgelegten Offenbarung ist die erste Ausnehmung eine längliche Ausnehmung, die zweite Ausnehmung eine quer verlaufende Ausnehmung, die die längliche Ausnehmung in einem Winkel von 45° schneidet und die dritte Ausnehmung eine rechtwinklige Ausnehmung, die die längliche Ausnehmung in einem Winkel von 90° schneidet.
- Die vorliegende Erfindung ist auch auf eine Einrichtung ausgerichtet, um einen Wirbelsäulenstab an der Wirbelsäule zu befestigen, welche einen Kopfabschnitt aufweist, welcher einen Kanal hat, der sich durch sie hindurch erstreckt, um einen Wirbelsäulenstab aufzunehmen, eine Verschlusskappe, die einen ersten Abschnitt aufweist, welcher ausgestaltet ist, um in eine innere Oberfläche des Kopfabschnittes einzugreifen, und einen zweiten Abschnitt, der ausgestaltet ist, um in eine äussere Oberfläche des Wirbelsäulenstabes einzugreifen, welcher in dem Kanal aufgenommen wird, um die Position des Kopfabschnittes relativ zum Wirbelsäulenstab zu sichern, und einen Befestigungsabschnitt, der von dem Kopfabschnitt abhängt und ausgestaltet ist, um in die Wirbelsäule einzugreifen.
- Vorzugsweise ist die Verschlusskappe eine zweiteilige Struktur, welche einen oberen Abschnitt umfasst, welcher ausgestaltet ist, um in eine innere Oberfläche des Kopfabschnittes einzugreifen, und einen unteren Abschnitt, welcher ausgestaltet ist, um in eine äussere Oberfläche des Wirbelsäulenstabes einzugreifen, um die Position des Kopfabschnittes relativ zum Wirbelsäulenstab bei Drehung des oberen Abschnitts relativ zum unteren Abschnitt und des Kopfabschnittes zu sichern. Der obere Abschnitt der Deckelkappe umfasst eine Bodenfläche, welche eine achsiale Aufnahmeöffnung in sich definiert aufweist, und der untere Abschnitt der Verschlusskappe umfasst eine obere Oberfläche, welche einen achsialen Pfosten umfasst, der sich von dieser weg erstreckt und ausgestaltet ist, um in die achsiale Aufnahmeöffnung in der Bodenfläche des oberen Abschnittes der Verschlusskappe einzugreifen und die relative Rotation der zwei Teile zueinander zu vereinfachen. Der obere Abschnitt umfasst ferner gegenüberliegende gebogene Eingriffsflansche, die ausgestaltet sind für einen Nocken einsetzenden Eingriff in entsprechend konfigurierte gegenüberliegende gebogene Eingriffsschlitze, die in gegenüberliegenden Seitenwänden des Kopfabschnitts bei Drehung des oberen Abschnitts relativ zum unteren Abschnitt ausgebildet sind. Der untere Abschnitt umfasst ferner eine Bodenfläche, welche eine längliche halbzylindrische Ausnehmung aufweist, die ausgestaltet ist, um einen Wirbelsäulenstab aufzunehmen, der sich durch den Kanal in dem Kopfabschnitt erstreckt.
- In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist der Befestigungsabschnitt monolithisch mit dem Kopfabschnitt ausgebildet. In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist der Befestigungsabschnitt für eine relative Drehung des Kopfabschnitts ausgestaltet. In diesem Zusammenhang definiert der Kopfabschnitt eine zentrale Achse, die senkrecht zum Wirbelsäulenstabkanal ausgerichtet ist, und der Befestigungsabschnitt ist für eine Drehbewegung relativ zur zentralen Achse des Kopfabschnitts befestigt. Insbesondere umfasst der Befestigungsabschnitt einen im allgemeinen sphärischen Kopf und einen gewindeten Körper, welcher von dem sphärischen Kopf abhängt, und der Kopfabschnitt definiert einen Sitz, um den sphärischen Kopf aufzunehmen, und eine Öffnung, um den gewindeten Körper aufzunehmen. Beim Einsatz wird bei einer Drehung des oberen Abschnitts der Verschlusskappe relativ zum unteren Abschnitt der Verschlusskappe in eine Verriegelungsposition die Position des Kopfabschnitts relativ zum Wirbelsäulenstab und die Position des Befestigungsabschnitts relativ zum Kopfabschnitt fixiert.
- Diese und andere einzigartige Merkmale der hier beschriebenen Vorrichtung und das Verfahren des Einsatzes derselben wird in einfacher Weise klarer werden beim Studium der folgenden Beschreibung der Zeichnungen.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
- Für ein einfaches Verständnis des Fachmannes, für den die beschriebene Erfindung vorgesehen ist, und zur Erläuterung, wie diese konstruiert und einzusetzen ist, wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, bei denen
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1 eine perspektivische Ansicht eines länglichen Wirbelsäulenstabes eines Wirbelsäulenstabilisierungssystems ist, an dem eine Knochenschraube und ein Knochenhaken befestigt sind, in Übereinstimmung mit einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
2 eine perspektivische Ansicht einer Verschlusskappe, die Teil der Knochenschraube und des Knochenhakens nach1 ist, orientiert in einer umgekehrten Position zur Einfachheit der Darstellung; -
3 eine perspektivische Ansicht der Knochenschraube und der Verschlusskappe nach1 ist, welche zur einfachen Darstellung getrennt dargestellt sind; -
4 eine Querschnittansicht der Knochenschraube gemäss der Erfindung entlang der Linie 4-4 der1 ist; -
5 eine Querschnittansicht der Verschlusskappe entlang der Linie 5-5 der3 ist; -
6A –6D operative Schritte zeigen, die mit der Knochenbefestigung gemäss der Erfindung an einem Wirbelsäulenstab zugeordnet sind, wobei: -
6A den Schritt der Positionierung des Wirbelsäulenstabes und der Verschlusskappe in dem Aufnahmekanal des Kopfabschnittes einer Befestigungsvorrichtung gemäss der Erfindung darstellt; -
6B die ursprüngliche Ausrichtung der Verschlusskappe relativ zum Kopfabschnitt einer Befestigungsvorrichtung gemäss der Erfindung darstellt, wobei die Verschlusskappe in einer unverriegelten Position ist; -
6C die Rotation der Verschlusskappe relativ zum Kopfabschnitt einer Befestigungsvorrichtung gemäss der Erfindung in einer teilweise verriegelten Position darstellt, und -
6D die Rotation der Verschlusskappe relativ zum Kopfabschnitt einer Befestigungsvorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung in einer verriegelten Position darstellt; -
7 eine perspektivische Ansicht einer Befestigungsvorrichtung ist, die in Übereinstimmung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist; -
8 eine perspektivische Ansicht der Befestigungsvorrichtung nach7 mit der Verschlusskappe ist, die zur Einfachheit der Darstellung getrennt dargestellt ist; -
9 eine perspektivische Ansicht der Verschlusskappe der Befestigungsvorrichtung der7 ist, orientiert in einer umgekehrten Position für die Vereinfachung der Darstellung; -
10 eine Querschnittansicht der Befestigungsvorrichtung der7 ist, dargestellt entlang der Linie 10–10 der7 ; -
11 ist eine perspektivische Ansicht eines länglichen Wirbelsäulenstabes eines Wirbelsäulenstabilisierungssystems, an dem eine andere Version einer Knochenschraube und eine andere Version eines Knochenhakens befestigt sind, die in Übereinstimmung mit einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt worden sind; -
12A eine Explosionsansicht der Knochenschraube nach11 ist, wobei die Teile zur Vereinfachung der Darstellung getrennt dargestellt sind, umfassend die zweiteilige Verschlusskappe und die vielachsige Befestigungsabschnitte, die diesen zugeordnet sind; -
12B eine perspektivische Ansicht ist, die von unten her gesehen dargestellt ist, einer zweiteiligen Verschlusskappe gemäss der Erfindung, die die Merkmale der Bodenoberfläche der einzelnen Teile davon darstellt; -
13 eine Querschnittansicht der Knochenschraube nach11 ist, entlang der Linie 13-13 der11 , wobei die zweiteilige Verschlusskappe in einer verriegelten Position vorliegt; -
14A –14C in einem gegen den Uhrzeigersinn ausgerichteten Fortschritt die operativen Schritte zeigen, die bei der Befestigung der Knochenschraube nach11 an einem Wirbelsäulenstab durchgeführt werden, durch Einsatz der zweiteiligen Verschlusskappe gemäss der Erfindung, wobei: -
14A der Schritt der Positionierung der Verschlusskappe innerhalb des Kopfabschnitts der Knochenschraube dargestellt ist; -
14B die ursprüngliche nicht verriegelte Orientierung des oberen Abschnitts der Verschlusskappe innerhalb des Kopfabschnitts der Knochenschraube dargestellt ist; und -
14C der Schritt der Rotation des oberen Abschnitts der Verschlusskappe relativ zum unteren Abschnitt der Verschlusskappe und des Kopfabschnitts der Knochenschraube in einer verriegelten Position dargestellt ist, um die Position der Knochenschraube in Bezug auf diese im Wirbelsäulenstab zu sichern; -
15 eine Explosionsansicht des Knochenhakens nach11 mit separat dargestellten Teilen zur Vereinfachung der Darstellung ist, umfassend die zweiteilige Verschlusskappe, die diesem zugeordnet ist; und -
16 eine Querschnittsansicht des Knochenhakens nach11 entlang der Linie 16-16 der11 ist, wobei die zweiteilige Verschlusskappe in einer Verriegelungsposition vorliegt. - Diese und andere Merkmale der hier beschriebenen Vorrichtung werden in einfacher Weise für dem Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den Zeichnungen klar hervortreten.
- DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
- Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen ähnliche Strukturelemente der in Rede stehenden Vorrichtung, hier illustrierend in
1 einen Abschnitt eines Wirbelsäulenstabilisierungssystems, welches in Übereinstimmung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt und im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen10 versehen worden ist. - Unter Bezugnahme auf die
1 umfasst ein Wirbelsäulenstabilisierungssystem10 einen länglichen Wirbelsäulenstab12 mit kreisförmigem Querschnitt und einer im Wesentlichen glatten äusseren Oberflächenschicht. Wie dargestellt, werden Befestigungseinrichtungen in Gestalt einer Knochenschraube14 und eines Hakens16 im rechten Winkel zur Befestigung des Wirbelsäulenstabes12 an der Wirbelsäule während einer Wirbelsäulenstabilisierungsprozedur vorgesehen. Beide Befestigungseinrichtungen enthalten eine neue von oben einzusetzende Verschlusskappe, die im Allgemeinen durch das Bezugszeichen20 bezeichnet wird, welche im grösseren Detail unter Bezugnahme auf die2 beschrieben wird. Die neue Verschlusskappe liefert signifikante klinische Vorteile über den Stand der Technik durch ihre Sicherheit und ihre Einfachheit, mit der sie während einer Wirbelsäulenstabilisierungsprozedur eingesetzt werden kann. - Es sollte festgehalten werden, dass die vorliegende Erfindung nicht in irgendeiner Weise durch die dargestellten Knochenschrauben und Haken, die hier einen rechten Winkel aufweisen, beschränkt wird. Diese bestimmten Befestigungselemente sind nur Beispiele der Vorrichtungen, die die neue Verschlusskappe einsetzen können, die hier beschrieben wird. Andere Befestigungselemente, die üblicherweise in Wirbelsäulenstabilisierungssystemen eingesetzt werden, wie beispielsweise Haken mit anderen Winkelgeometrien oder ebenfalls Klemmen sind hier auch angedacht. Tatsächlich sind jegliche Komponenten vorgesehen, die für eine Befestigung an einem längeren Wirbelsäulenstab oder einem querverlaufenden Verbindungsstab vorgesehen sind und die die neue Verschlusskappe gemäss der Erfindung umfassen können. Auch kann jegliche Anzahl von Befestigungseinrichtungen entlang der Länge des Wirbelsäulenstabes befestigt werden.
- Unter weiterer Bezugnahme auf die
1 wird auf die Knochenschraube14 verwiesen, die einen Kopfabschnitt22 umfasst, welcher eine horizontale und eine vertikale Achse festlegt. Ein Schaftabschnitt24 hängt von dem Kopfabschnitt ab und ein gewindeter Abschnitt26 mit einem Helix-Gewinde erstreckt sich um den äusseren Umkreis des Schaftabschnittes. Das Gewinde ist insbesondere geeignet, um in sicherer Weise in die Wirbelkörper der Wirbelsäule einzugreifen. Ein Kanal28 erstreckt sich durch den Kopfabschnitt22 entlang der horizontalen Achse zur Aufnahme des länglichen Wirbelsäulenstabes12 . Wie es am besten in der3 erkannt werden kann, wird der Kanal28 durch die inneren Oberflächen der Seitenwände30 und32 und die gekrümmte Oberfläche29 definiert, welche sich zwischen diesen erstreckt. Die Verschlusskappe20 ist so dimensioniert und ausgestaltet, um in den Verschlusskanal28 aufgenommen und eingegriffen zu werden, um die Position der Knochenschraube14 in Bezug auf den Wirbelsäulenstab während einer Wirbelsäulenstabilisierungsprozedur zu sichern. - Unter weiterer Bezugnahme auf die
1 umfasst ein Haken16 im rechten Winkel einen Kopfabschnitt42 mit einer horizontalen Achse und einer vertikalen Achse. Ein Hakenabschnitt46 hängt von dem Kopfabschnitt42 zur Befestigung an einem Wirbelkörper der Wirbelsäule ab. Ein Kanal48 erstreckt sich durch den Kopfabschnitt22 entlang der horizontalen Achse von diesem zur Aufnahme des länglichen Wirbelsäulenstabes12 . Der Kanal48 wird durch die inneren Oberflächen der gegenüberliegenden Seitenwände50 und52 und eine gekrümmte untere Oberfläche definiert, die sich zwischen diesen erstreckt. Die Verschlusskappe20 ist so dimensioniert und ausgestaltet, um in den Kanal48 aufgenommen und eingegriffen zu werden, um die Position des Hakens16 in Bezug auf den Wirbelsäulenstab12 während einer Wirbelsäulenstabilisierungsprozedur zu sichern. - Unter Bezugnahme auf die
2 wird auf eine Verschlusskappe20 in einer umgekehrten Position verwiesen, um die strukturellen Merkmale von dieser besser zu erfassen. Die Verschlusskappe20 umfasst einen zylindrischen Kopf62 und einen Flanschabschnitt64 . Die Bogenoberfläche66 des Flanschabschnitts64 umfasst eine längliche Ausnehmung68 mit einer Krümmung, die komplementär zum Wirbelsäulenstab12 ist, um den Wirbelsäulenstab aufzunehmen, wenn die Verschlusskappe20 in einer nicht verriegelten Position ist, wie es beispielsweise in der6B dargestellt ist. In solch einer Position kann die Befestigungsvorrichtung frei entlang oder um die längliche Achse des Wirbelsäulenstabes gedreht werden. Die Bodenfläche66 umfasst auch eine sich verzweigende orthogonale Ausnehmung70 , die die längliche Ausnehmung in einem 90°-Winkel schneidet und eine Krümmung aufweist, die komplementär zum Wirbelsäulenstab12 ist, um den Wirbelsäulenstab12 aufzunehmen, wenn sich die Verschlusskappe20 in einer Verriegelungsposition befindet, wie es beispielsweise in den6D und4 dargestellt ist. Zusätzlich umfasst die Bodenoberfläche66 verzweigte erste und zweite quer verlaufende Ausnehmungen72 und74 , die die längliche Ausnehmung68 in gegenüberliegenden Schnittwinkeln schneiden und Krümmungen haben, die komplementär zum Wirbelsäulenstab12 sind, um den Wirbelsäulenstab12 aufzunehmen, wenn die Verschlusskappe20 in einer von zwei Zwischenpositionen angeordnet ist, von denen eine beispielsweise in der6C dargestellt ist. In solch einer Position hält die Befestigungseinrichtung den Wirbelsäulenstab zurück, aber nicht vollkommen gesichert, so dass, falls es der Chirurg wünscht, die Verschlusskappe20 aus der Zwischenposition gedreht werden kann und die Befestigung in einen anderen Ort des Wirbelsäulenstabs verschoben werden kann. Vorzugsweise schneidet die quer verlaufende Ausnehmung die längliche Ausnehmung im gegenüberliegenden 45°-Winkel. Dem Fachmann wird natürlich schnell klar sein, dass die quer verlaufende Ausnehmung auch in anderen Schnittwinkeln ausgeführt sein kann. Es wird auch angenommen, dass die Bodenoberfläche flach und ohne jegliche Ausnehmung sein kann. - Unter Bezugnahme auf die
3 und5 wird aufgezeigt, dass der zylindrische Kopf62 der Verschlusskappe20 eine hexagonale achsiale Bohrung80 umfasst, die sich teilweise durch sie hindurch erstreckt, um ein Werkzeug aufzunehmen, wie einen Schraubenschlüssel, um die Drehung der Verschlusskappe20 relativ zum Kopfabschnitt22 der Befestigungsvorrichtung um die vertikale Achse, die durch diese definiert wird, zu drehen. Es ist angedacht, dass alternative Werkzeugkonfigurationen, die im Stand der Technik verbreitet sind, auch eingesetzt werden können, um die achsiale Rotation der Verschlusskappe20 während einer Operation zu vereinfachen. Gekrümmte Nuten76 und78 sind in den inneren Oberflächen der gegenüberliegenden Wände30 und32 ausgebildet, um den zylindrischen Kopf62 der Verschlusskappe20 aufzunehmen, wenn die Verschlusskappe innerhalb des Kanals28 aufgenommen und gedreht wird. - Der Flanschabschnitt
64 der Verschlusskappe20 wird in Teilen durch zwei diametral gegenüberliegend gekrümmte Eingriffsflansche82 und84 definiert, die so dimensioniert und konfiguriert sind, um mit zwei komplementären diametral gegenüberliegenden gebogenen Eingriffsschlitzen86 und88 in den Wirkzusammenhang einzutreten, welche in den inneren Oberflächen der gegenüberliegenden Seitenwände30 und32 des Kopfabschnitts22 definiert sind (siehe4 ). - Unter weiterem Verweis auf die
3 bis5 zeigen die Eingriffsflansche82 und84 auflaufende Nockenoberflächen92 und94 . Die Nockenoberflächen92 und94 sind von entgegengesetzter Winkelneigung zueinander. Insbesondere hat jeder Eingriffsflansch eine tiefere Seite (beispielsweise82a des Flansches82 ) und eine hohe Seite (beispielsweise82b des Flansches82 ), wobei die tieferen Seiten der zwei Flansche diametral entgegengesetzt zu den jeweiligen hohen Seiten des anderen sind. Tatsächlich sind die Nockenoberflächen der Flansche Spiegelbilder zueinander. Somit kann die Verschlusskappe ursprünglich mit jedwedem Flansch ausgerichtet werden, um in einen Schlitz einzugreifen. Diese Vielseitigkeit erhöht noch die Einfachheit, mit welcher die Verschlusskappe während einer chirurgischen Prozedur installiert werden kann. - Wie es am besten in der
4 zu sehen ist, haben die gebogenen Eingriffsschlitze86 und88 in dem Kopfabschnitt22 der Befestigung14 geneigte Oberflächen, die mit den rampenförmigen Nockenoberflächen92 und94 der Flansche82 und84 zusammenpassen. Wie es am besten aus der5 zu erkennen ist, sind die rampenförmigen Nockenoberflächen92 und94 in radialer Weise nach innen verjüngt, um einen Eingriff mit den zusammenpassenden Oberflächen der gebogenen Eingriffsschlitze86 und88 zu verbessern, die auch verjüngt sind, um komplementär zu den radial nach innen verjüngten Nockenoberflächen92 und94 zu sein. Diese ineinander greifende Beziehung dient zur Vermeidung, dass die gegenüberliegenden Seitenwände30 und32 des Kopfabschnitts32 sich radial nach auswärts erstrecken, wenn die gebogenen Flansche in die gebogenen Schlitze eingreifen, wenn die Verschlusskappe20 in einer Verschlussposition gedreht werden. - Die
6A bis6D zeigen die Schritte bei der Befestigung der Befestigungsvorrichtung an einem Wirbelsäulenstab während einer chirurgischen Prozedur. Obwohl die Befestigung einer Knochenschraube14 dargestellt wird, ist natürlich wohl verstanden, wie oben gesagt, dass andere Befestigungsvorrichtungen, beispielsweise Knochenhaken an dem Wirbelsäulenstab unter Einsatz der Verschlusskappe und der Kopfabschnittsstruktur der vorliegenden Erfindung befestigt werden können. Ursprünglich, wie in der6A dargestellt, wird der Wirbelsäulenstab12 in Näherung mit dem horizontalen Kanal28 des Kopfabschnitts22 gebracht, so dass der Umkreis des Wirbelsäulenstabes12 mit der gekrümmten Oberfläche29 des Kanals28 in Eingriff kommt. Die Verschlusskappe20 wird dann von oben in den Kanal entlang der vertikalen Achse der Befestigungsvorrichtung in Richtung eines Pfeiles a eingeführt. Zu dieser Zeit wird der Wirbelsäulenstab12 innerhalb der länglichen Ausnehmung68 aufgenommen, welcher in der Bodenoberfläche66 des Verschlusskappes20 definiert ist und die Knochenschraube14 kann in freier Weise relativ zu dem Wirbelsäulenstab bewegt werden. Die gegenüberliegenden Flanschabschnitte82 und84 der Verschlusskappe20 sind 90° ausser Phase von den gegenüberliegenden gebogenen Eingriffsschlitzen86 und88 , die in dem Kopfabschnitt22 definiert sind, wie dies beispielsweise in der6B dargestellt ist. - Danach wird, wie in der
6C dargestellt, die Verschlusskappe20 um 45° relativ zum Kopfabschnitt22 um eine vertikale Achse gedreht. Zu dieser Zeit wird der Wirbelsäulenstab12 in einer der zwei querverlaufenden Ausnehmungen72 oder74 aufgenommen, abhängig von der ursprünglichen Ausrichtung der Verschlusskappe20 in Bezug auf den Kopfabschnitt. Darauf sind die gegenüberliegenden gebogenen Eingriffsflansche82 und84 der Verschlusskappe20 nur teilweise mit den gegenüberliegenden gebogenen Eingriffsschlitzen86 und84 , die im Kopfabschnitt22 definiert sind, in Eingriff, da sie um 45° mit diesen Schlitzen ausser Phase sind. Demgemäss hält die Verschlusskappe die Befestigung22 und den Wirbelsäulenstab12 zusammen, aber verriegelt die Befestigung nicht. In dieser Position kann die Verschlusskappe20 in einfacher Weise in eine entgegengesetzte Richtung gedreht werden, um aus dem Eingriff mit dem Wirbelsäulenstab herauszukommen, um die Position der Knochenschraube14 in Bezug auf den Wirbelsäulenstab12 neu festzulegen. - Sobald die gewünschte Position und Orientierung der Knochenschraube
14 erreicht worden ist, wird die Verschlusskappe20 um weitere 45° in die Verriegelungsposition gedreht, die in der6D dargestellt ist. Zu dieser Zeit kommt der Wirbelsäulenstab12 innerhalb der senkrechten Ausnehmung70 zu liegen, welche in der Bodenoberfläche der Verschlusskappe20 vorgesehen ist. Daraufhin sind die gegenüberliegenden Eingriffsflansche82 und84 des Flanschabschnitts64 in vollem Eingriff mit den gegenüberliegenden Eingriffsschlitzen86 und88 des Kopfabschnitts22 und die longitudinale und winkelabhängige Orientierung der Knochenschraube14 sind in Bezug auf den Wirbelsäulenstab12 fixiert, wie dies in der4 dargestellt ist. Es sollte hieraus bereits klar hervorgehen, dass die Art und Weise und das Verfahren, durch welches die Knochenschraube14 als Haken an dem Wirbelsäulenstab befestigt wird, identisch zu der Art und Weise ist, mit der der Haken16 und andere Befestigungselemente an dem Wirbelsäulenstab12 befestigt sind. - Da der Drehbereich der Verschlusskappe
20 begrenzt ist, d.h. die Verschlusskappe kann nur um 90° gedreht werden, ist es klar ersichtlich, dass die Kappe nicht überdreht werden kann. Damit kann ein Schaden, der häufig durch zu starkes Anziehen eines üblichen gewindeten Verriegelungsmechanismus entsteht, wie bei einer Befestigungsschraube, vermieden werden. Weiterhin, da die Verschlusskappe der vorliegenden Erfindung eine vorbestimmte Verriegelungsposition hat, ist es unwahrscheinlich, dass sie nach der Einrichtung nicht ausreichend angezogen worden ist oder in einer losen Stellung verbleibt, wie es bei gewindeten Setzschrauben beim Stand der Technik häufig vorgekommen ist. Somit ergeben sich durch die vorbestimmte Verriegelungsposition festgelegte Verriegelungskräfte, die bei allen Befestigungseinrichtungen sichergestellt sind, die eingesetzt werden, um den Wirbelsäulenstab12 entlang seiner Länge zu sichern, und ein übermässiges Anziehen wird vermieden. - Unter Bezugnahme auf die
7 und8 wird eine weitere Befestigungseinrichtung in Übereinstimmung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt und allgemein mit dem Bezugszeichen110 versehen. Die Befestigungseinrichtung110 ist ähnlich zu den Befestigungseinrichtungen12 und14 , darin, dass sie besonders ausgerichtet ist, um die Sicherstellung eines Wirbelsäulenstabes an der Wirbelsäule in einfacher Weise zu gewährleisten. Die Befestigungseinrichtung110 umfasst einen Kopfabschnitt122 , der gegenüberliegende Seitenwände130 und132 aufweist, welcher einen horizontalen Kanal128 im Zusammenhang mit einer unteren gekrümmten Oberfläche129 definiert, welche sich zwischen diesen beiden erstreckt. Gebogene Reiter176 und168 erstrecken sich von den Seitenwänden130 und132 aufwärts, um mit der Verschlusskappe120 in Eingriff zu treten. - Unter Bezugnahme auf die
9 umfasst eine Verschlusskappe120 , die für eine einfachere Darstellung in einer invertierten Position dargestellt ist, einen hexagonalen Kopf162 , einen zylindrischen Körper163 und einen Flanschabschnitt164 . Der hexagonale Kopf162 ist so ausgestaltet und konfiguriert, um mit einem Schlüssel oder einem ähnlichen Werkzeug zusammenzuwirken. Ein ringförmiger Kanal165 erstreckt sich in der Bodenoberfläche des hexagonalen Kopfes162 , um die gebogenen Reiter176 und168 aufzunehmen. Diese positive Zusammenwirkung dient dazu, zu vermeiden, dass die gegenüberliegenden Seitenwände130 und132 des Kopfabschnitts122 sich radial nach auswärts spreizen, wenn gebogene Flansche182 und184 der Verschlusskappe120 in gebogene Schlitze186 und188 des Kopfabschnitts122 bei Drehung der Verschlusskappe120 in eine Verriegelungsposition eingreifen. Somit brauchen bei diesen Ausführungsbeispielen die rampenförmigen Nockenoberflächen192 und194 der gebogenen Eingriffsflansche182 und184 nicht mit radial nach innen weisenden Verjüngungen versehen zu sein, wie dies auf den Flanschen82 und84 der Verschlusskappe20 des Ausführungsbeispiels nach den1 bis6 vorgesehen worden war. - Unter weiterer Bezugnahme auf die
9 zeigt die Bodenoberfläche166 des Flanschabschnitts164 der Verschlusskappe120 , dass sie im wesentlichen in derselben Art und Weise wie die Bodenoberfläche66 der Verschlusskappe120 ausgestaltet ist, wobei sie mit einer länglichen Ausnehmung168 versehen ist, um einen Wirbelsäulenstab aufzunehmen, wenn der Verschlusskappe120 in einer unverriegelten Position ist, erste und zweite sich verzweigende quer verlaufende Ausnehmungen172 und174 , die die längliche Ausnehmung168 in gegenüberliegenden 45°-Winkeln schneiden, um den Wirbelsäulenstab aufzunehmen, wenn die Verschlusskappe120 in einer von zwei Zwischenpositionen ist und eine sich verzweigende orthogonale Ausnehmung170 , die die längliche Ausnehmung in einem 90°-Winkel schneidet, um den Wirbelsäulenstab aufzunehmen, wenn der Verschlusskappe120 in einer schlussendlichen Verriegelungsposition ist, wie dies in der10 dargestellt ist. Es ist leicht festzustellen, dass die Verschlusskappe120 mit der Befestigungseinrichtung110 in einer Weise in Eingriff steht, die im Wesentlichen ähnlich ist zu der Art und Weise, in welcher die Verschlusskappe20 mit der Knochenbefestigung14 und dem Haken16 in Eingriff steht, und dass die Konfiguration der Bodenoberfläche des Flanschabschnitts164 dieselben Vorteile liefert, die von dem Flanschabschnitt64 der Verschlusskappe20 nachzuweisen sind. - Unter Bezugnahme auf die
11 werden zwei zusätzliche Befestigungseinrichtungen dargestellt, die in Übereinstimmung mit der Erfindung konstruiert sind, in Form einer multiachsialen Knochenschraube214 und einem Haken216 mit rechtem Winkel, welche vorgesehen sind, um den Wirbelsäulenstab212 an der Wirbelsäule während einer Wirbelsäulenstabilisierungsprozedur zu sichern. Beide Befestigungseinrichtungen nutzen eine neue von oben einzusetzende zweiteilige Verschlusskappe, die im Allgemeinen durch das Bezugszeichen220 bezeichnet wird, welche im grösseren Detail unten, unter Bezugnahme auf die12 und13 beschrieben wird. Die neue zweiteilige Verschlusskappe liefert signifikante klinische Vorteile über den Stand der Technik aufgrund ihrer Zuverlässigkeit und der Einfachheit, mit der sie während einer Wirbelsäulenstabilisierungsprozedur installiert werden kann. Unter Bezugnahme auf die vorab beschriebenen Ausführungsbeispiele der1 kann die neue zweiteilige Verschlusskappe im Zusammenhang mit anderen Typen von Befestigungseinrichtungen eingesetzt werden, die üblicherweise bei Wirbelsäulenstabilisierungsverfahren eingesetzt werden. Darüber hinaus, während die zweiteilige Verschlusskappe, die in der11 dargestellt ist, mit einer multiachsialen Knochenschraube eingesetzt wird, ist es klar erkennbar, dass dieselbe zweiteilige Verschlusskappe auch mit einer Knochenschraube eingesetzt werden kann, die eine feste Achse aufweist, wie diejenige, die in der1 dargestellt ist. - Unter Bezugnahme auf die
12A und13 umfasst die multiachsiale Knochenschraube214 einen Kopfabschnitt222 , der eine horizontale Achse "x" und eine vertikale Achse "y" definiert. Ein Kanal228 erstreckt sich durch einen Kopfabschnitt222 entlang der horizontalen Achse "x", um einen länglichen Wirbelsäulenstab212 aufzunehmen. Der Kanal228 wird durch die inneren Oberflächen seiner Seitenwände230 und232 des Kopfabschnitts222 definiert. Die Knochenschraube214 umfasst weiterhin einen Befestigungsabschnitt224 , der einen im Allgemeinen kugelförmigen Kopf225 und einen gewindeten Körper226 umfasst. Der gewindete Körper226 hängt von einem monolithisch ausgeformten Kugelkopf225 ab. Der gewindete Körper umfasst ein Schraubengewinde, welches in besonderer Weise geeignet ist, um in sicherer Weise die Wirbelkörper der Wirbelsäule zu ergreifen. - Der Kopfabschnitt
222 der multiachsialen Knochenschraube214 definiert weiter einen im Allgemeinen zylindrischen vertikalen Kanal227 , der sich durch sie hindurch erstreckt und mit der vertikalen Achse "y" des Kopfabschnitts222 ausgerichtet ist. Der vertikale Kanal227 ist so ausgestaltet, um den Befestigungsabschnitt224 der Knochenschraube214 aufzunehmen und zu empfangen. Insbesondere, wie am besten in der13 zu sehen ist, definiert ein unterer innerer Oberflächenabschnitt des vertikalen Kanals227 eine ringförmige Sitzoberfläche229 , die so ausgestaltet ist, um mit dem unteren halbkreisförmigen Bereich des Kugelkopfes225 zusammenzuwirken. Das zusammenwirkende Eingreifen zwischen den zwei Strukturen gestattet die relative Bewegung des Befestigungsabschnittes224 in Bezug auf den Kopfabschnitt222 um die vertikalen Achse "y". Die multiachsiale Bewegung, die dadurch erreicht wird, verbessert die erreichbaren Einsatzzonen der Knochenschraube214 und erlaubt eine grössere Flexibilität für den Chirurgen während der Wirbelsäulenstabilisierungsprozedur. - Die Knochenschraube
214 umfasst weiterhin einen ringförmigen Rückhaltering232 , der innerhalb einer entsprechenden ringförmigen Nut234 eingelassen ist, welche innerhalb der zylindrischen Wand des vertikalen Kanals227 ausgeformt ist (siehe13 ). Der Rückhaltering232 ist so ausgestaltet, um in positiver Weise in den Kugelkopf225 einzugreifen und bei seiner Stabilisierung zu helfen. Am besten ist in der13 zu erkennen, dass der untere halbkreisförmige Bereich des Kopfes225 mit einer Reihe von kreisförmigen Stufen versehen ist, um den Reibungskoeffizienten der Sitzoberfläche, die dadurch definiert wird, zu verbessern. - Unter Bezugnahme auf die
12A umfasst die Knochenschraube214 eine zweiteilige Verschlusskappe220 , die so dimensioniert und konfiguriert ist, um in den horizontalen Kanal228 des Kopfabschnitts222 aufgenommen und eingegriffen zu werden, um die Position des Kopfabschnitts222 in Bezug auf den Wirbelsäulenstab212 während einer Wirbelsäulenstabilisierungsprozedur zu sichern. Zusätzlich und im Detail unter Bezugnahme auf die13 , liefert die Sicherung der Verschlusskappe220 innerhalb des Kanals228 auch die positive Fixierung der Winkelposition des Befestigungsabschnitts224 in Bezug auf den Kopfabschnitt222 und die vertikale Achse "y", die dadurch definiert ist. - Wie in den
12A und12B dargestellt, umfasst die Verschlusskappe220 einen oberen Abschnitt220a und einen unteren Abschnitt220b . Der obere Abschnitt220a umfasst einen zylindrischen Kappenkörper280 , der einen achsialen Aufnahmeabschnitt282 definiert, um ein Werkzeug oder Hilfswerkzeug aufzunehmen, um ein Drehmoment auf die Kappe während des Einsetzens auszuüben. Der obere Abschnitt220a umfasst ferner ein Paar von umkreisförmigen gegenüberliegenden gebogenen Eingriffsflanschen284 und286 , die sich radial nach aussen von dem Kappenkörper280 aus erstrecken. Eingriffsflansche284 und286 umfassen geneigte radial nach innen weisende abfallende Noppenoberflächen zum Zusammenwirken mit komplementären gegenüberliegenden gebogenen Eingriffsschlitzen294 und296 , die in gegenüberliegenden Seitenwänden230 und232 des Kopfabschnitts222 ausgebildet sind (siehe13 ). Wie in grösserem Detail unten auf Bezugnahme auf die14a bis14d beschrieben, kommen die Flansche284 und286 in Eingriff mit den zugehörigen Schlitzen294 ,296 bei einer Drehung des oberen Abschnitts220a der Verschlusskappe220 relativ zum Kopfabschnitt222 der Knochenschraube214 . - Der untere Abschnitt
220b der Verschlusskappe220 ist so ausgestaltet, um in kooperativer Weise mit dem zylindrischen vertikalen Kanal227 des Kopfabschnittes222 in Aufnahme zu treten und ist ausgestaltet, um in den Wirbelsäulenstab212 einzugreifen, der sich durch den horizontalen Kanal228 des Kopfabschnitts222 erstreckt. Insbesondere der Körper285 des unteren Abschnitts220b hat gekrümmte äussere Oberflächen, die komplementär eine Krümmung zu den Wänden haben, die den vertikalen Kanal227 definieren. Daher wird, wenn die Verschlusskappe220 in den vertikalen Kanal227 eingelassen wird, eine positive Eingriffsbeziehung zwischen dem unteren Abschnitt220b der Verschlusskappe220 und dem vertikalen Kanal227 erreicht. Im Ergebnis wird der achsiale Abschnitt des unteren Abschnittes220b in Bezug auf den Kopfabschnitt222 des Wirbelsäulenstabes212 fixiert. Weiterhin, wie am besten in der12B zu erkennen, wird ein halbzylindrischer Kanal299 an der unteren Oberfläche des unteren Abschnitts220b ausgebildet, um in direkter Weise mit dem zylindrischen Wirbelsäulenstab212 zusammenzuwirken, wenn die Verschlusskappe220 in den vertikalen Kanal227 eingelassen wird. Der Körperabschnitt285 umfasst einen Erweiterungsflansch302 , der bei der Ausrichtung und der Positionierung des unteren Kappenabschnittes220b in Bezug auf den Wirbelsäulenstab212 hilft. - Wie am besten in der
12B zu erkennen, umfasst die Bodenoberfläche des oberen Abschnitts220a der Verschlusskappe220 einen ausgenommenen Sitzabschnitt287 und eine zugeordnete achsiale Aufnahmebohrung288 . Der ausgenommene Sitzbereich287 ist so dimensioniert und konfiguriert, um den Körper des unteren Abschnitts220b der Verschlusskappe220 aufzunehmen, während die Aufnahmeöffnung288 so dimensioniert und konfiguriert ist, um einen achsialen Pfosten298 aufzunehmen und in Eingriff zu bringen, welcher sich von der oberen Oberfläche295 des unteren Abschnitts220b der Verschlusskappe220 erstreckt. Insbesondere kann während des Zusammenbaus, wenn der achsiale Pfosten298 von der Aufnahmebohrung288 aufgenommen wird, das obere Ende des Pfostens eingesenkt oder angeschrägt sein, um die zwei Komponenten zusammenzubringen (siehe13 ). Die Zusammenwirkung des achsialen Pfostens298 und der achsialen Aufnahmebohrung288 vereinfacht die relative Rotationsbewegung des oberen Abschnitts220a relativ zum unteren Abschnitt220b , wenn die Verschlusskappe220 eingelassen ist und in dem Kopfabschnitt222 der Knochenschraube214 während einer Wirbelsäulenstabilisierungsprozedur verriegelt ist. - Wie im Detail unten unter Bezugnahme auf die
14A bis14C beschrieben, ermöglicht es die zweiteilige Verschlusskappe einem Chirurgen, die Verschlusskappe220 in den vertikalen Kanal227 zu laden und in geeigneter Weise den unteren Abschnitt220b gegen den Wirbelsäulenstab212 zu positionieren, um einen aneinander liegenden Eingriff zwischen dem halbkreisförmigen Kanal299 und der zylindrischen Oberfläche des Wirbelsäulenstabs zu gewährleisten. Danach kann der obere Abschnitt220a in eine Verriegelungsposition relativ zum unteren Abschnitt220b gedreht werden. - Unter Bezugnahme auf die
14A bis14C wird während einer Wirbelsäulenstabilisierungsprozedur der Befestigungsabschnitt226 der Knochenschraube214 zuerst in den Kopfabschnitt222 eingelassen. Dann wird der Kopfabschnitt222 an dem Operationsort in solch einer Weise positioniert, dass sich der längliche Wirbelsäulenstab212 durch den horizontalen Kanal228 , wie in der14A dargestellt, erstreckt. Danach kann der Befestigungsabschnitt226 durch den Chirurgen, falls gewünscht, in eine gewünschte Winkelorientierung gedreht werden und nachfolgend während des Wirbelsäulenfestlegungsverfahrens unter Einsatz von geeigneten chirurgischen Instrumenten befestigt werden. - Unter Bezugnahme auf die
14B , sobald die geeignete Position des Befestigungsabschnitts226 durch den Chirurgen festgelegt worden ist, wird die Verschlusskappe220 in den vertikalen Kanal227 des Kopfabschnitts222 entlang der vertikalen Achse "y" eingelassen, die dadurch definiert wird. Zu solch einem Zeitpunkt wird der halbzylindrische Kanal299 der Unterseite des unteren Abschnitts220b in enger Weise in die zylindrische Oberfläche des Wirbelsäulenstabes212 eingreifen und dort in einer fixierten achsialen Orientierung in Bezug auf den Wirbelsäulenstab aufgrund der passenden Verbindung zwischen dem Körper des unteren Abschnitts220b und dem vertikalen Kanal227 festgehalten werden. - Die Verschlusskappe
220 muss dann in solch einer Weise eingelassen werden, dass sich die radial nach aussen erstreckenden Eingriffsflansche284 und286 des oberen Abschnitts220a parallel zur Achse des Wirbelsäulenstabes212 sind, wie dieser in der14B dargestellt ist. Anders werden die Flansche mit den gegenüberliegenden Seitenwänden230 und233 des Kopfabschnitts222 in Wechselwirkung treten. Weiterhin muss darauf geachtet werden, zu gewährleisten, dass der obere Abschnitt220a der Verschlusskappe220 in solch einer Weise positioniert wird, dass die unteren Seiten der Flansche (beispielsweise284a ) mit den oberen Seiten der Eingriffskanäle (294a ) ausgerichtet sind oder die Flansche werden nicht in einen Nockeneingriff mit den Kanälen bei Drehung des oberen Abschnitts220a der Verschlusskappe220 relativ zum Kopfabschnitt222 der Knochenschraube214 treten. - Sobald der obere Abschnitt
220a der Verschlusskappe220 in richtiger Weise in Bezug auf den Kopfabschnitt222 orientiert worden ist, wobei der weitere Flansch302 in Ausrichtung mit dem Wirbelsäulenstab212 steht, wird dieser in Uhrzeigerrichtung um die vertikale Achse "y" relativ zum unteren Abschnitt220b der Verschlusskappe220 und dem Kopfabschnitt222 der Knochenschraube214 durch ein geeignetes chirurgisches Instrument oder Werkzeug gedreht (nicht dargestellt). Daraufhin kommen die gebogenen Eingriffsflansche284 und286 des oberen Abschnitts220a in nockenförmigen Eingriff zu den entsprechenden Eingriffsschlitzen284 . Sobald diese in eine Verriegelungsposition gedreht worden sind, wird der untere Abschnitt220b der Verschlusskappe220 in dem ausgenommenen Sitzbereich287 Einsitz nehmen, der in der Bodenoberfläche285 des oberen Abschnitts220a der Verschlusskappe220 definiert ist (siehe13 ). Zu diesem Zeitpunkt wird die Position des Kopfabschnittes222 der Knochenschraube214 in Bezug auf die longitudinale Achse des Wirbelsäulenstabes212 festgelegt und die Position des Befestigungsabschnitts226 der Knochenschraube214 wird in Bezug auf die vertikale Achse "y" festgelegt, die durch den Kopfabschnitt222 der Knochenschraube214 wie in der14C dargestellt definiert ist. - Unter Bezugnahme auf die
15 und16 umfasst der Haken216 mit rechtem Winkel der vorliegenden Erfindung einen Kopfabschnitt242 , der eine horizontale Achse "x" und eine vertikale Achse "y" definiert. Ein Hakenabschnitt246 hängt von dem Kopfabschnitt242 ab, um die Arretierung der Vorrichtung an einem Wirbelkörper der Wirbelsäule zu vereinfachen. Ein Kanal248 erstreckt sich durch den Kopfabschnitt242 entlang der horizontalen Achse, um den länglichen Wirbelsäulenstab212 aufzunehmen. Der Kanal248 wird durch die inneren Oberflächen der gegenüberliegenden aufrecht stehenden Seitenwände250 und252 und durch eine konturgebende untere Oberfläche definiert, die sich zwischen diesen erstreckt, um die Form des Stabes zu komplementieren. Der Kanal248 ist weiterhin so ausgestaltet, um eine zweiteilige Verschlusskappe220 aufzunehmen, die geeignet ist, den Haken216 in Bezug auf den Wirbelsäulenstab212 während einer Wirbelsäulenstabilisierungsprozedur zu sichern. - Wie oben in Bezug auf multiachsiale Knochenschrauben
214 diskutiert, umfasst die Verschlusskappe220 einen oberen Abschnitt220a und einen unteren Abschnitt220b , welche in drehbarer Weise miteinander verbunden sind. Der obere Abschnitt umfasst ein Paar von kreisförmig gegenüberliegenden gebogenen Eingriffsschlitze255 und257 , die in gegenüberliegenden Seitenwänden250 und252 des Kopfabschnitts242 ausgebildet sind. Wie oben unter Bezugnahme auf die14A bis14C näher beschrieben, kommen die Flansche284 und286 in entsprechende Schlitze255 ,257 bei Drehung des oberen Abschnitts220a der Verschlusskappe220 relativ zum unteren Abschnitt220b der Verschlusskappe und des Kopfabschnitts242 des Hakens216 mit rechtem Winkel in Eingriff. - Obwohl die Vorrichtung hier in Bezug auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist es klar, dass Veränderungen und Ergänzungen gemacht werden können, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, wie er durch die Ansprüche vorgegeben ist.
Claims (17)
- Vorrichtung (
214 ,216 ) zum Festmachen einer Wirbelsäulenstange (212 ) an der Wirbelsäule, umfassend: – einen Kopfabschnitt (222 ) mit einem Kanal (228 ), der geeignet ist, einen Wirbelsäulenstab (212 ) aufzunehmen, – einen Befestigungs-Abschnitt (226 ,246 ), der von dem Kopfabschnitt (222 ) ausgeht, und – eine Verschlusskappe, die für die Aufnahme durch den Kopfabschnitt (222 ) ausgestaltet ist und geeignet ist, in eine äussere Oberfläche des Wirbelsäulenstabes (212 ) einzugreifen, um die Position des Kopfabschnittes (222 ) relativ zum Wirbelsäulenstab (212 ) zu sichern, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusskappe (220 ) in drehbarer Weise für die Aufnahme durch den Kopfabschnitt (222 ) ausgestaltet ist und geeignet ist, eine innere Oberfläche (294 ,296 ) des Kanals (228 ) und die äussere Oberfläche des Wirbelsäulenstabes (212 ) bei einer Drehung der Verschlusskappe (220 ) aus einer unverriegelten Position in eine verriegelte Position einzugreifen, um die besagte Position des Kopfabschnittes (222 ) festzumachen, wobei die Verschlusskappe (220 ) einen ersten Abschnitt (220a ) aufweist, welcher geeignet ist, in eine innere Oberfläche (294 ,296 ) des Kopfabschnittes (222 ) und einen zweiten Abschnitt (220b ) einzugreifen, welcher geeignet ist, in die besagte äussere Oberfläche des Wirbelsäulenstabes (212 ) einzugreifen, wobei der erste Abschnitt (220a ) der Verschlusskappe (220 ) in drehbarer Weise relativ zum zweiten Abschnitt (220b ) der Verschlusskappe (220 ) ausgestaltet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der zweite Abschnitt (
220b ) der Verschlusskappe (220 ) eine längliche Ausnahme (299 ) aufweist, welche ausgestaltet ist, um in die äussere Oberfläche des Wirbelsäulenstabes (212 ) einzugreifen. - Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Position des Kopfabschnittes (
222 ) relativ zum Wirbelsäulenstab (212 ) durch Drehung des ersten Abschnittes der Verschlusskappe relativ zum zweiten Abschnitt der Verschlusskappe abgesichert ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher der Kopfabschnitt eine zentrale Achse (y) hat und der erste Abschnitt der Verschlusskappe in drehbarer Weise um die Zentralachse des Kopfabschnittes (
222 ) angeordnet ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher die Verschlusskappe (
220 ) um eine Mittelachse (y) zwischen einer nicht verriegelten Position und einer verriegelten Position drehbar ist, wobei der Befestigungsabschnitt (226 ) relativ zum Kopfabschnitt (220 ) bewegbar ist, wenn die Verschlusskappe (220 ) in der unverriegelten Position ist und der Befestigungsabschnitt (226 ) relativ zum Kopfabschnitt (222 ) fixiert ist, wenn die Verschlusskappe (220 ) in der Verschlussposition ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt der Verschlusskappe zusammen mit einer axialen Säule (
298 ) verbunden ist, welche die relative Drehbewegung des ersten Abschnittes (220a ) relativ zum zweiten Abschnitt (220b ) vereinfacht. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Verschlusskappe gegenüberliegende Eingriffsflansche aufweist, die ausgestaltet sind, um mit einer inneren Oberfläche des Kanals und mit einer äusseren Oberfläche des Wirbelsäulenstabes bei Drehung der Verschlusskappe relativ zum Kopfabschnitt zwischen einer unverriegelten Position und einer verriegelten Position zusammenzuwirken, um die Position des Kopfabschnittes relativ zum Wirbelsäulenstab festzumachen.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welcher der Kanal (
228 ) durch gegenüberliegende Seitenwände (230 ,232 ) begrenzt wird. - Vorrichtung nach Anspruch 8, bei welcher jede der gegenüberliegenden Seitenwände (
230 ,232 ) einen Eingriffs-Schlitz (294 ,296 ) darin inbegriffen aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 9, bei welcher die Verschlusskappe (
220 ) gegenüberliegende Eingriffs-Flansche (284 ,286 ) aufweist, die so ausgestaltet sind, um in den gegenüberliegenden gebogenen Eingriffs-Schlitzen (294 ,296 ) des Kopfabschnittes (222 ) bei Drehung der Verschlusskappe (220 ) relativ zum Kopfabschnitt (222 ) aufgenommen zu werden. - Vorrichtung nach Anspruch 10, bei welcher die gegenüberliegenden Eingriffs-Flansche nicht kontinuierlich sind.
- Vorrichtung nach Anspruch 10, bei welcher die gegenüberliegenden Eingriffs-Flansche gebogen sind.
- Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der die Verschlusskappe für eine Drehung zwischen einer ursprünglichen Position, in welcher die Eingriffs-Flansche nicht in Kontakt mit den Eingriffs-Schlitzen sind, einer Zwischenposition, in welcher die Eingriffs-Flansche teilweise in Kontakt mit den Eingriffs-Schlitzen sind, und einer Verriegelungs-Position ausgestaltet ist, in der die Eingriffs-Flansche vollständig in die Eingriffs-Schlitze eingreifen.
- Vorrichtung nach Anspruch 10, bei welcher die gegenüberliegenden Eingriffs-Schlitze jeweils teilweise durch geneigte Schlitz-Oberflächen definiert sind, wobei der Winkel der geneigten Schlitz-Oberfläche des einen Eingriffs-Schlitzes gegenläufig ist zu dem des gegenüberliegenden Eingriffs-Schlitzes, und bei welcher die gegenüberliegenden Eingriffs-Schlitze jeweils teilweise durch geneigte Flansch-Oberflächen definiert sind, wobei der Winkel der geneigten Flanschoberfläche des einen Eingriffs-Flansches entgegen dem des gegenüberliegenden Eingriffs-Flansches ausgestaltet ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei welcher der Befestigungs-Abschnitt eine Schraube umfasst (
226 ). - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei welcher der Befestigungs-Abschnitt einen Haken (
246 ) umfasst. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei welcher der Kanal (
228 ) eine vertikale Achse und eine horizontale Achse definiert und bei der der Wirbelsäulenstab (212 ) entlang der horizontalen Achse aufgenommen wird.
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