DE60023886T2

DE60023886T2 - Multi-axialer knochenanker

Info

Publication number: DE60023886T2
Application number: DE60023886T
Authority: DE
Inventors: M. Matthew MORRISON; Thomas B. Barker; Stewart John YOUNG; W. Jeffrey BEALE; E. Chris JOHNSON
Original assignee: SDGI Holdings Inc
Current assignee: Warsaw Orthopedic Inc
Priority date: 1999-04-16
Filing date: 2000-04-13
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2020-04-14
Also published as: ATE308931T1; US6280445B1; EP1187568B1; JP4276791B2; AU768045B2; US6858031B2; DE60023886D1; EP1656896A3; ES2251992T3; EP1656896B1; JP2002541903A; US20020029040A1; EP1656896A2; AU4234000A; WO2000062692A2; EP1187568A2; CA2370056A1; ATE511386T1; WO2000062692A3

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft orthopädische Implantate, insbesondere für die Wirbelsäule oder die langen Knochen. Im einzelnen schließt die vorliegende Erfindung ein Knochenankersystem mit Mehrachsenfähigkeiten ein, das in Verbindung mit einer orthopädischen Implantatvorrichtung, wie beispielsweise einem Spinalplatten- oder -stabsystem, verwendet werden kann.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Auf dem Gebiet der orthopädischen Chirurgie und insbesondere bei der Wirbelsäulenchirurgie ist lange bekannt, daß ein längliches Element, wie beispielsweise eine Platte oder ein Stab, an Knochen befestigt wird, um sie in einer gegebenen Position zu halten und zu stützen. Zum Beispiel werden bei einem Verfahren zum Verschmelzen beschädigter Wirbel die Wirbel, wie erforderlich, durch den Chirurgen in einer korrigierten Position angeordnet. Eine Platte wird angrenzend an den Knochen angeordnet, und Knochenanker werden verwendet, um die Platte an den Knochen zu befestigen. Üblicherweise werden Knochenschrauben oder Bolzen als Knochenanker verwendet, und mit solchen Ankern wird die Anbringung erreicht durch Bohren eines oder mehrerer Löcher in dem/den Knochen und Schrauben der Anker in die Löcher. Ein Beispiel eines Knochenbolzens des Stands der Technik wird in einem Buch von Dr. Cotrel, mit dem Titel New Instrumentation for Surgery of the Spine, Freund, London 1986, beschrieben. Dieser Knochenbolzen wird in 1 gezeigt. Ein Anker kann durch die Platte in das Loch geschraubt werden, oder die Platte kann nach dem Einschrauben in das Loch in ihrer Position um den Anker angeordnet werden. Der Anker und die Platte werden danach aneinander befestigt, um eine relative Bewegung zu verhindern. Auf diese Weise können Knochen in der richtigen Ausrichtung zum Heilen gehalten und/oder gestützt werden.
Ein Spinalplattensystem oder ein anderes ähnliches Implantatsystem kann Anker haben, die in einer Zahl von Winkeln im Verhältnis zu der Platte oder dem anderen Transplantat angeordnet werden können. Ein solches Merkmal ermöglicht ein leichteres Anordnen von Implantatsystemen oder Korrigieren der Position eines Implantatsystems insofern, als die Knochenanker nicht genau in einem Winkelverhältnis im Verhältnis zu dem Implantat angeordnet werden müssen. Statt dessen können bei einer Mehrachsenfähigkeit zum Beispiel in einer/einem zweckmäßigen Stelle und/oder Winkel Löcher in einem Knochen gebohrt werden, und Schrauben können darin eingesetzt werden, wobei die Verbindung zwischen der Platte und dem Anker im Winkel eingestellt werden kann, so daß eine ausreichende Kraft senkrecht zu der Grenzfläche von Platte und Knochen gewährleistet wird, um die Platte zu befestigen.
Das im US-Patent Nr. 5 613 967 an Engelhardt et al. offenbarte Plattensystem offenbart eine geschlitzte Platte, durch die sich eine Knochenschraube erstreckt. Die Schraube schließt Spongiosa-Gewindegänge zum Anordnen in einem Knochen, eine Zwischensektion mit einem oberen flachen Abschnitt und eine Maschinengewindesektion ein. Der Maschinengewindeabschnitt paßt durch den Schlitz in der Platte, und die Platte stößt an den flachen Abschnitt der Schraube oder eine flache Unterlegscheibe, die zwischen dem Zwischenabschnitt der Schraube und der Platte angeordnet wird, an. Über dem Maschinengewindeabschnitt der Schraube und der geschlitzten Platte wird eine Stütze angeordnet, und eine Mutter wird auf den Maschinengewindeabschnitt der Schraube geschraubt, um die Schraube und die Platte miteinander zu verankern. Diese Vorrichtung stellt nicht die bevorzugte Mehrachsenfähigkeit, wie oben beschrieben, bereit.
Das US-Patent Nr. 5 084 048 an Jacob et al. offenbart eine Vorrichtung zum Klemmen eines Stabs an eine Knochenschraube derart, daß die Längsebenen des Stabs und der Schraube nicht senkrecht liegen. Das US-Patent Nr. 5 234 431 beschreibt eine Knochenplattenanordnung, die eine Knochenplatte umfaßt, die wenigstens eine Öffnung zum Aufnehmen einer innerhalb einer Hülse gestützten Knochenschraube definiert. Die Winkelposition der Hülse und dadurch der Knochenschraube im Verhältnis zu der Knochenplatte kann eingestellt werden.
Es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Wirbelsäulenimplantatsystem bereitzustellen, das eine verbesserte Mehrachsenfähigkeit und eine überlegene Festigkeit und Leichtigkeit der Verwendung, insbesondere in Bezug auf die Wirbelsäule, hat.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verriegelungsmechanismus bereitzustellen, der längs eines geschlitzten Elements mehrere Verriegelungspositionen hat.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer bevorzugten Ausführungsform ein verbessertes Wirbelsäulensystem mit Mehrachsenfähigkeit und mehreren Verriegelungspositionen längs der Systeme bereitzustellen.
Andere Aufgaben werden offensichtlich aus der folgenden Patentbeschreibung.
Die vorliegende Erfindung stellt ein orthopädisches Implantat bereit, das folgendes umfaßt: ein Längselement, wobei das Längselement eine Unterseite, die zu einem Knochen zeigt, eine Oberseite, die von einem Knochen wegzeigt, und eine Öffnung durch das Längselement von der ersten Seite bis zu der zweiten Seite hat, wobei das Längselement ferner einen Längskanal parallel zu und zwischen der ersten und der zweiten Seite einschließt, wobei der Kanal wesentlich senkrecht zu der Öffnung ist, einen Stabilisator mit einer Öffnung durch denselben, begrenzt durch eine konische Fläche, wobei der Stabilisator ferner mehrere sich seitlich erstreckende Finger hat, die den Kanal einnehmen, so daß sich der Stabilisator in einer unendlichen Zahl von Positionen befindet, wobei die Öffnung angrenzend an die Öffnung des Längselements ist, ein Befestigungselement, das einen ersten Gewindeabschnitt zum Befestigen an einem Knochen, einen zweiten Gewindeabschnitt und einen im Durchmesser erweiterten Abschnitt zwischen dem ersten und dem zweiten Gewindeabschnitt hat, wobei der erweiterte Abschnitt mehrere Drehmomentübertragungsflächen einschließt und sich das Befestigungselement durch den Stabilisator und das Längselement erstreckt, so daß der erweiterte Abschnitt einen Abschnitt der Fläche berührt, welche die Öffnung des Stabilisators begrenzt, eine Unterlegscheibe, die einen abgerundeten Oberteil hat, wobei die Unterlegscheibe zum Anbringen über dem zweiten Gewindeteil des Befestigungselements und in Berührung mit der zweiten Seite des Längselements geeignet ist, und eine Mutter, die eine abgerundete Unterseite hat und geeignet ist, in den zweiten Gewindeabschnitt des Befestigungselements und hinab auf die Unterlegscheibe geschraubt zu werden, um dadurch das Befestigungselement an seinem Platz im Verhältnis zu dem Längselement zu arretieren.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Illustration eines bei einem Wirbelsäulenimplantatsystem des Stands der Technik verwendeten Knochenbolzens.
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des Systems der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine teilweise Schnittansicht der in 2 illustrierten Ausführungsform der Erfindung.
4a ist eine Draufsicht einer Ausführungsform einer mit der in 2 illustrierten Ausführungsform der Erfindung verwendeten orthopädischen Platte.
4b ist eine Querschnittsansicht der in 4a illustrierten Ausführungsform der orthopädischen Platte, längs der Linien 4b-4b in 4a.
4c ist eine Unteransicht der in 4a illustrierten Ausführungsform der orthopädischen Platte, einschließlich eines Satzes von Stabilisatoren nach der in 7a und 7b illustrierten Ausführungsform.
4d ist eine Seitenansicht der in 4a illustrierten Ausführungsform der orthopädischen Platte.
4e ist eine Draufsicht der in 4a illustrierten Ausführungsform der orthopädischen Platte, zusammen mit Stabilisatoren, wie in 4c illustriert.
5a ist ein Seitenriß einer Ausführungsform bei der in 2 illustrierten Ausführungsform der Erfindung verwendeten Unterlegscheibe.
5b ist eine Unteransicht der in 5a illustrierten Unterlegscheibe.
5c ist eine Schnittansicht der in 5a illustrierten Unterlegscheibe.
6a ist ein Seitenriß einer Sollbruch-Mutter, wie bei der in 1 illustrierten Ausführungsform der Erfindung verwendet.
6b ist eine Unteransicht der in 6a illustrierten Sollbruch-Mutter.
6c ist eine Schnittansicht der in 6a illustrierten Sollbruch-Mutter.
7a ist eine Draufsicht einer Ausführungsform des bei der in 1 illustrierten Ausführungsform der Erfindung verwendeten Stabilisators.
7b ist ein Querschnitt der in 7a illustrierten Ausführungsform des Stabilisators, längs der Richtung der Pfeile.
8a ist eine Draufsicht einer alternativen Ausführungsform einer orthopädischen Platte nach der vorliegenden Erfindung.
8b ist eine Querschnittsansicht, längs der Linien 8b-8b in 8a und gesehen in der Richtung der Pfeile, der in 8a illustrierten Ausführungsform der orthopädischen Platte.
8c ist eine Querschnittsansicht, längs der Linien 8c-8c in 8a und gesehen in der Richtung der Pfeile, der in 8a illustrierten Ausführungsform der orthopädischen Platte.
8d ist eine Seitenansicht des oberen Endes der in 8a illustrierten Ausführungsform der orthopädischen Platte.
8e ist eine Unteransicht der in 8a illustrierten Ausführungsform der orthopädischen Platte.
9a ist eine Draufsicht einer Ausführungsform einer Unterlegscheibe nach der vorliegenden Erfindung, gesehen koaxial mit einem Körperabschnitt der Unterlegscheibe.
9b ist eine Seitenansicht der in 9a illustrierten Ausführungsform der Unterlegscheibe.
9c ist eine Unteransicht der in 9a illustrierten Ausführungsform der Unterlegscheibe.
9d ist eine Querschnittsansicht, längs der Linien 9d-9d von 9b und gesehen in der Richtung der Pfeile, der in 9a illustrierten Ausführungsform der Unterlegscheibe.
9e ist eine Querschnittsansicht, längs der Linien 9e-9e von 9b und gesehen in der Richtung der Pfeile, der in 9a illustrierten Ausführungsform der Unterlegscheibe.
9f ist eine Draufsicht der in 9a illustrierten Ausführungsform der Unterlegscheibe, gesehen koaxial mit einem Erweiterungsabschnitt der Unterlegscheibe.
10a ist eine Draufsicht einer Ausführungsform einer Unterlegscheibe nach der vorliegenden Erfindung, gesehen koaxial mit einem Körperabschnitt der Unterlegscheibe.
10b ist eine Seitenansicht der in 10a illustrierten Ausführungsform der Unterlegscheibe.
10c ist eine Unteransicht der in 10a illustrierten Ausführungsform der Unterlegscheibe.
10d ist eine Querschnittsansicht, längs der Linien 10d-10d von 10b und gesehen in der Richtung der Pfeile, der in 10a illustrierten Ausführungsform der Unterlegscheibe.
10e ist eine Querschnittsansicht, längs der Linien 10e-10e von 10b und gesehen in der Richtung der Pfeile, der in 10a illustrierten Ausführungsform der Unterlegscheibe.
10f ist eine Draufsicht der in 9a (i. Orig. hier: 9a. Anm. d. Ü.) illustrierten Ausführungsform der Unterlegscheibe, gesehen koaxial mit einem Erweiterungsabschnitt der Unterlegscheibe.
11a ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines Knochenbolzens der vorliegenden Erfindung.
11b ist eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform des in 11a illustrierten Knochenbolzens.
11c ist eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform des in 11a illustrierten Knochenbolzens.
11d ist eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform des in 11a illustrierten Knochenbolzens.
12 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer Knochenschraube zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung.
13a ist eine Draufsicht einer Ausführungsform einer Mutter zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung.
13b ist eine Seitenansicht der in 13a illustrierten Ausführungsform der Mutter.
13c ist eine Querschnittsansicht, längs der Linien 13c-13c und gesehen in der Richtung der Pfeile, der in 13a illustrierten Ausführungsform der Mutter.
14a ist eine Draufsicht einer Ausführungsform eines Stab-Bolzen-Verbinders zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung.
14b ist eine Seitenansicht der in 14a illustrierten Ausführungsform des Stab-Bolzen-Verbinders.
14c ist eine Querschnittsansicht, längs der Linien 14c-14c von 14a und gesehen in der Richtung der Pfeile, der in 14a illustrierten Ausführungsform des Stab-Bolzen-Verbinders.
14d ist eine Querschnittsansicht, längs der Linien 14d-14d von 14a und gesehen in der Richtung der Pfeile, der in 14a illustrierten Ausführungsform des Stab-Bolzen-Verbinders.
15a ist eine teilweise aufgeschnittene Ansicht der in 14a illustrierten Ausführungsform des Stab-Bolzen-Verbinders mit Ausführungsformen eines Knochenbolzens, einer Unterlegscheibe, eine Mutter und eines Stabilisators der vorliegenden Erfindung.
15b ist eine Querschnittsansicht, längs der Linien 15b-115b von 15a und gesehen in der Richtung der Pfeile, der in 15a illustrierten Ausführungsform des Stab-Bolzen-Verbinders, des Knochenbolzens, der Unterlegscheibe, der Mutter und des Stabilisators.
16a ist eine Draufsicht einer zweiten Ausführungsform des Stabilisators der vorliegenden Erfindung.
16b ist ein Seitenriß der in 16a illustrierten Ausführungsform des Stabilisators.
16c ist eine Querschnittsansicht, längs der Linien 16c-6c von 16b und gesehen in der Richtung der Pfeile, der in 16a illustrierten Ausführungsform des Stabilisators.
17a ist ein Seitenriß einer dritten Ausführungsform des Stabilisators der vorliegenden Erfindung.
17b ist eine Unteransicht der in 17a illustrierten Ausführungsform des Stabilisators.
17c ist eine Querschnittsansicht, längs der Linien 17c-17c von 17a und gesehen in der Richtung der Pfeile, der in 17a illustrierten Ausführungsform des Stabilisators.
17d ist ein Seitenriß einer zweiten Version der in 17a illustrierten Ausführungsform des Stabilisators.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Zum Zweck der Förderung eines Verständnisses der Prinzipien der Erfindung wird nun Bezug genommen auf die in den Zeichnungen illustrierte Ausführungsform, und es wird eine spezifische Sprache verwendet, um dieselbe zu beschreiben. Trotzdem versteht es sich, daß damit keine Einschränkung des Rahmens der Erfindung beabsichtigt ist, der die Änderungen und weiteren Modifikationen in der illustrierten Vorrichtung und die weiteren Anwendungen der Prinzipien der Erfindung, wie sie hierin illustriert wird, einschließen soll, die einem Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich die Erfindung bezieht, normalerweise offensichtlich sein dürften, wobei der Rahmen durch die Ansprüche definiert wird.
Unter allgemeiner Bezugnahme auf 2 wird eine Ausführungsform eines orthopädischen Implantatsystems 20 nach der vorliegenden Erfindung illustriert. Bei dieser Ausführungsform schließt das Implantatsystem 20 ein längliches Element 22, ein Paar von Knochenankerbaugruppen 24 und einen Satz von Stützen oder Stabilisatoren 26 ein. Es können unterschiedliche Zahlen jedes dieser Elemente benutzt werden, ohne vom Rahmen dieser Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel können mehrere längliche Elemente 22 in Verbindung miteinander verwendet werden, oder es kann, in Abhängigkeit von der Konfiguration des länglichen Elements, dem zu behandelnden medizinischen Problem und/oder beliebigen anderen Faktoren, eine größere oder kleinere Zahl von Knochenankerbaugruppen 24 oder Stabilisatoren 26 verwendet werden. Die vorliegende Erfindung erwägt wenigstens ein längliches Element 22, wenigstens eine Knochenankerbaugruppe 24 und wenigstens einen Stabilisator 26.
Unter allgemeiner Bezugnahme auf 4a–4e wird nun eine Ausführungsform des länglichen Elements 22 nach der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das längliche Element 22 hat die Form einer allgemein rechteckigen flachen Platte und schließt einen allgemein längs verlaufenden Schlitz 30 durch die Dicke des Längselements 22 ein. Innerhalb des Schlitzes 30 ist eine Leiste 32 geformt. Das längliche Element 22 schließt ebenfalls ein Paar von Armen 34 ein, die sich wesentlich längs der Länge beider Seiten des länglichen Elements 22 nach unten erstrecken. Die Arme 34 haben längs wesentlich der gesamten Länge der Arme 34 eine sich nach innen erstreckende Leiste 36.
Unter allgemeiner Bezugnahme auf 2–7 wird nun eine bevorzugte Ausführungsform der Knochenankerbaugruppe 24 der vorliegenden Erfindung gezeigt. Allgemein schließt die Knochenankerbaugruppe 24 einen Knochenbolzen 40, eine bogenförmige Unterlegscheibe 42 und eine Sollbruch-Mutter 44 ein. Bei der illustrierten Ausführungsform schließt der Knochenbolzen 40 einen Knocheneingriffsabschnitt 46 ein, der an demselben Spongiosa-Gewindegänge 48 hat. Der Knochenbolzen 40 schließt ebenfalls einen proximalen Abschnitt 50 ein, der mit Maschinengewindegängen versehen ist. Zwischen dem proximalen Abschnitt 50 und dem Knocheneingriffsabschnitt 46 gibt es einen Zwischenabschnitt 54, der eine abgerundete Konfiguration hat. Bei einer spezifischen Ausführungsform hat der abgerundete Absatz eine kugelförmige Konfiguration. Der Knochenbolzen wird unten genauer beschrieben.
Unter allgemeiner Bezugnahme auf 5a–5c hat nun eine bogenförmige Unterlegscheibe 42 der Knochenbolzenbaugruppe 24 einen allgemein zylindrischen Körper 60, einen abgerundeten oder konischen Kopf 62, einen Unterseitenvorsprung 64 und eine Öffnung 66 durch dieselbe. Die Öffnung 66 wird begrenzt durch Innenwände 68 und 70 der Unterlegscheibe 42. Bei der illustrierten Ausführungsform ist die Innenwand 68 konisch oder verjüngt derart, daß die Öffnung 66 vom Kopf 62 zum Körper 60 hin im Durchmesser abnimmt, und die Innenwand 70 ist wesentlich zylindrisch. Zum Beispiel mag die Innenwand 70 nicht zusammenhängend mit der Innenwand 68 sein, oder die Wände 68 und 70 können eine einzige konische Fläche bilden, welche die Öffnung 66 begrenzt. Der Vorsprung 64 begrenzt ebenfalls die Öffnung 66, und bei einer spezifischen Ausführungsform ist eine Außenabmessung des Vorsprungs 64 annähernd quadratisch und so bemessen, daß er in den Schlitz 30 und auf die Leiste 32 des länglichen Elements 22 paßt.
Ferner ist in der Knochenbolzenbaugruppe 24 eine Sollbruch-Mutter 44 eingeschlossen. Wie deutlicher in 6a–c gezeigt, schließt die Sollbruch-Mutter 44 einen oberen Sollbruch-Abschnitt 76 und einen Mutternabschnitt 78 ein. Sowohl der Sollbruch-Abschnitt 76 als auch der Mutternabschnitt 78 haben vorzugsweise eine sechseckige Außenform, obwohl mit der vorliegenden Erfindung eine beliebige bekannte Konfiguration des Außenabschnitts des Sollbruch-Abschnitts 76 und des Mutternabschnitts 78, die ein Übertragen von Drehmoment auf einen oder beide ermöglichen wird, verwendet werden kann.
Die Sollbruch-Mutter 44 schließt eine längliche Bohrung 80 durch dieselbe ein. Die Bohrung 80 ist bei einer spezifischen Ausführungsform innerhalb des Sollbruch-Abschnitts 76 wesentlich zylindrisch und ist innerhalb des Mutternabschnitts 78 wesentlich zylindrisch mit einem Innengewinde 82. Bei der Annäherung an das untere Ende des Mutternabschnitts 78 wird die Bohrung 80 durch eine Fläche 84 begrenzt, die komplementär mit dem Kopf 62 der bogenförmigen Unterlegscheibe 42 zusammenpaßt. Während erwogen wird, daß die Flächen eine beliebige Konfiguration haben können, ist die Fläche 84 bei einer bevorzugten Ausführungsform allgemein kugelförmig und hat einen Radius, größer als der Radius der Bohrung 80 und wesentlich gleich dem Radius des allgemein kugelförmigen Kopfs 62 der Unterlegscheibe 42. Die Sollbruch-Mutter 44 schließt ebenfalls eine Rille oder einen geschwächten Bereich 86 ein, was eine Abschertrennung des Sollbruchabschnitts 76 vom Mutternabschnitt 78 ermöglicht, nachdem die Sollbruch-Mutter 44 ausreichend festgezogen worden ist.
Ebenfalls in dem Implantatsystem 20 eingeschlossen (ist)sind ein(e) oder mehr Stabilisatoren oder Stützen 26 (7a und 7b). Der Stabilisator 26 hat bei einer Ausführungsform einen annähernd quadratischen Körper 90 mit einem vorstehenden Fingerabschnitt 92 an gegenüberliegenden Seiten des Stabilisators 26. Der Stabilisator 26 hat ebenfalls eine Bohrung 94 durch denselben. Die Bohrung 94 wird durch eine konische oder verjüngte Wand 96 und eine wesentlich zylindrische Wand 98 begrenzt. Zum Beispiel könnten die Wände 96 und 98 nicht zusammenhängend sein, oder die Wände 96 und 98 könnten eine einzige konische Wand bilden, welche die Öffnung 94 begrenzt. Die Finger 92 des Stabilisators 26 werden so geformt und bemessen, daß sie in den Schlitz 39 des länglichen Elements 22 passen derart, daß die Finger 92 an die Leisten 36 und die untere Fläche 37 des länglichen Elements 22 anstoßen. Bei dieser Ausführungsform hat der Stabilisator 26 eine wesentlich flache untere Fläche 97. Ein oder mehrere Stabilisatoren 26 können über ein offenes Ende des länglichen Elements 22 in den Schlitz 39 eingesetzt werden und können, bis das Implantatsystem 20, wie unten beschrieben, abschließend festgezogen oder verriegelt wird, längs der Leisten 36 des länglichen Elements 22 verschoben werden.
Eine zweite Ausführungsform eines Stabilisators 26' wird in 16a–16c illustriert. Der Stabilisator 26' ist in Hinsicht auf das meiste wie der Stabilisator 26. Jedoch hat der Stabilisator 26' einen Körper 90' annähernd in der Form eines Parallelogramms. Die Fingerabschnitte 92', die Bohrung 94' und die verjüngte Wand 96' sind wesentlich ähnlich wie die Fingerabschnitte 92, die Bohrung 94 und die verjüngte Wand 96 des Stabilisators 26, die oben beschrieben und illustriert werden. Zum Beispiel könnte die verjüngte Wand 96' zusammenhängend mit oder getrennt von einer zylindrischen Wand sein, die ebenfalls die Bohrung 94' begrenzt. Die Finger 92' werden so geformt und bemessen, daß sie in den Schlitz 39 des länglichen Elements 22 passen derart, daß die Finger 92' an die Leisten 36 und die untere Fläche 37 des länglichen Elements 22 anstoßen. Ein oder mehrere Stabilisatoren 26' können über ein offenes Ende des länglichen Elements 22 in den Schlitz 39 eingesetzt werden und können, bis das Implantatsystem 20, wie unten beschrieben, abschließend festgezogen oder verriegelt wird, längs der Leisten 36 des länglichen Elements 22 verschoben werden. Die Parallelogramm-Konfiguration des Stabilisators 26' ermöglicht eine enge Anordnung Mittellinie an Mittellinie von Knochenbolzen oder -schrauben, wenn mehrere Stabilisatoren 26' aneinandergrenzend angeordnet werden, und kann die für eine erfolgreiche Fixation erforderliche Gesamtdicke der Kombination aus Platte und Stabilisator verringern.
In einer dritten Ausführungsform wird der Stabilisator 26'' in 17a–17c abgebildet. Der Stabilisator 26'' hat einen annähernd rechteckigen Körper 90'' mit vorstehenden Fingerabschnitten 92'' auf gegenüberliegenden Seiten des Stabilisators 26''. Die Fingerabschnitte 92'' haben, wie die Fingerabschnitte 92 und 92', bei einer Ausführungsform flache Unterseiten 93''. Alternativ dazu können in einer anderen Ausführungsform (17d) die Fingerabschnitte 92'' (und des weiteren die Fingerabschnitte 92 und 92' der Stabilisatoren 26 und 26') konvex abgerundete Unterseiten 93a'' haben. Der Stabilisator 26'' hat ebenfalls eine Bohrung 94'' durch denselben. Die Bohrung 94'' wird, wie oben bezüglich der Stabilisatoren 26 und 26' erörtert, vorzugsweise durch eine konische oder verjüngte Wand 96'' begrenzt. Der Stabilisator 26'' schließt ebenfalls eine abgerundete untere Fläche 97'' ein, welche die untere Öffnung der Bohrung 94'' wesentlich umschließt. Bei einer spezifischen Ausführungsform des Stabilisators 26'' hat der abgerundete Boden 97'' eine Konfiguration eines Abschnitts eines Zylinders. Die Finger 92'' des Stabilisators 26'' sind so geformt und bemessen, daß sie in den Schlitz 39 des länglichen Elements 22 passen derart, daß die Finger 92'' an die Leisten 36 und die untere Fläche 37 des länglichen Elements 22 anstoßen. Ein oder mehrere Stabilisatoren 26'' können über ein offenes Ende des länglichen Elements 22 in den Schlitz 39 eingesetzt werden und können, bis das Implantatsystem 20, wie unten beschrieben, abschließend festgezogen oder verriegelt wird, längs der Leisten 36 des länglichen Elements 22 verschoben werden. Während die Beschreibung unten nur den Stabilisator 26 ausdrücklich benennt, versteht es sich, daß die Stabilisatoren 26' und 26'' auf die gleiche Weise verwendet werden.
Unter allgemeiner Bezugnahme auf 2 und 3 wird nun das Implantatsystem 20 wie folgt zusammengebaut und verwendet. Nachdem der Chirurg ein oder mehrere Löcher in einen Knochen oder in Knochen gebohrt hat, wird der Knochenbolzen 40 über Spongiosa-Gewindegänge am Knocheneingriffsabschnitt 46 in das Loch geschraubt. Nachdem der Knochenbolzen 40 sicher an dem Knochen befestigt ist, wird das längliche Element 22 einschließlich einer befestigten Stütze oder eines Stabilisators 26 über dem Knochenbolzen 40 angeordnet, so daß sich der proximale Abschnitt 50 des Knochenbolzens 40 durch die Bohrung 94 des Stabilisators 26 und den Schlitz 30 des länglichen Elements 22 erstreckt, und derart, daß sich der Zwischenabschnitt 54 des Knochenbolzens 40 innerhalb der Bohrung 94 des Stabilisators 26 oder daran angrenzend befindet. Die Unterlegscheibe 42 wird über dem proximalen Abschnitt 50 des Knochenbolzens 40 angeordnet, so daß sich der proximale Abschnitt 50 durch die Öffnung 66 der Unterlegscheibe 42 erstreckt, und so, daß die Unterseitenfläche 63 der Unterlegscheibe 42 auf dem länglichen Element 22 aufliegt und der Unterseitenvorsprung 64 der Unterlegscheibe 42 an die Leiste 32 innerhalb des Schlitzes 30 des länglichen Elements 22 anstößt. Bei der Ausführungsform, bei welcher der Vorsprung 64 eine annähernd quadratische äußere Konfiguration hat, wird sich die Unterlegscheibe 42 nicht um den Knochenbolzen 40 drehen können, wenn sich der Vorsprung 64 innerhalb des Schlitzes 30 des länglichen Elements 22 befindet. Wenn die Unterlegscheibe 42 an ihrem Platz ist, wird die Sollbruch-Mutter 44 lose auf das Maschinengewinde 52 der Knochenschraube 40 geschraubt derart, daß sich die Oberfläche 84 des Mutternabschnitts 78 in einem einstellbaren Kontakt mit dem Kopf 62 der Unterlegscheibe 42 oder daran angrenzend befindet. Danach kann das längliche Element im Verhältnis zu dem Knochenbolzen 40 eingestellt werden, und der Knochenbolzen 40 kann dadurch einen einer Vielzahl von Winkeln im Verhältnis zu dem länglichen Element 22 bilden. Der abgerundete Teil 56 des Zwischenabschnitts 54 des Knochenbolzens 40 kann sich gelenkig innerhalb der Bohrung 94 und des Wandabschnitts 96 des Stabilisators 26 bewegen, und die Innenwand 68 der Unterlegscheibe 42 ermöglicht, daß der proximale Abschnitt 50 des Knochenbolzens 40 dementsprechend verschiedene Winkelpositionen im Verhältnis zu der Unterlegscheibe 42 und dem länglichen Element 22 einnimmt.
Nachdem das längliche Element 22 im Verhältnis zu dem Knochenbolzen 40 richtig angeordnet ist, wird die Sollbruch-Mutter 44 festgezogen. Wenn die Sollbruch-Mutter 44 festgezogen wird, nimmt das Drehmoment an dem Sollbruch-Abschnitt 76 zu, bis der Sollbruch-Abschnitt 76 an der Rille 86 von dem Mutternabschnitt 78 abbricht. Vorzugsweise liegt die Rille 86 oberhalb des obersten Abschnitts der Knochenschraube 40, um eine Reizung von umgebendem Gewebe zu vermeiden, die durch einen vorspringenden Pfosten verursacht werden könnte. Die Oberfläche 84 des Mutternabschnitts 78, die ähnlich oder identisch wie der Kopf 62 der Unterlegscheibe 42 konfiguriert ist, kann einen beliebigen Abschnitt des Kopfs 62 passend in Eingriff nehmen, was, ungeachtet des Winkels zwischen dem Knochenbolzen 40 und dem länglichen Element 22 einen sicheren, engen Kontakt zwischen dem Mutternabschnitt 78 und der Unterlegscheibe 42 ermöglicht.
Eine alternative Ausführungsform 99 der vorliegenden Erfindung wird in 8–13 illustriert. Unter allgemeiner Bezugnahme auf 8 wird ein längliches Element 100 nach dieser alternativen Ausführungsform gezeigt. Das längliche Element 100 schließt ein oberes Ende 102, ein unteres oder kaudales Ende 104 und eine Längsachse 106, die sich allgemein zwischen denselben erstreckt, ein. Typischerweise werden im implantierten Zustand das obere Ende 102 und das untere Ende 104 als kraniales bzw. kaudales Ende ausgerichtet sein.
Das obere Ende 102 schließt ein Paar von Längsschlitzen 108 und 110 ein, die quer zueinander angeordnet sind. Der Schlitz 108 hat eine Konfiguration, sehr ähnlich der Anordnung des Schlitzes 30 in dem länglichen Element 22. Der Schlitz 108 schließt eine Leiste 112 nahe dem oberen Ende des länglichen Elements 100 ein, die bei einer spezifischen Ausführungsform den Schlitz 108 wesentlich umgibt. Es wird erwogen, daß der Schlitz 108 bei einer anderen Ausführungsform zwei Leisten 112 einschließen kann, deren jede um wesentlich die gesamte Länge einer Längsseite des Schlitzes 108 läuft. Vorzugsweise bilden Seitenwände 113, unmittelbar angrenzend an die Leisten 112, eine rechteckige Konfiguration im oberen Abschnitt des Schlitzes 108. Der Schlitz 108 hat ebenfalls eine untere Leiste 114, die wesentlich längs jeder Längsseite des Schlitzes 108 läuft. Ein Stabilisator 115 (ähnlich dem oben beschriebenen Stabilisator 26) kann so angebracht sein, daß er, wie zuvor in Bezug auf die Ausführungsform von 2 erörtert, an der Leiste 114 anliegt. Der Schlitz 110 schließt nahe der oberen Fläche des länglichen Elements 100 eine erste bogenförmige oder konische Fläche 116 und nahe der unteren Fläche des länglichen Elements 100 eine zweite bogenförmige oder konische Fläche 118 ein. Bei einer spezifischen Ausführungsform sind die Flächen 116 und 118 von wesentlich kreisförmigem Querschnitt. In einem bevorzugten Aspekt ist der Radius der Fläche 118 größer als derjenige der Fläche 116.
Das untere Ende 104 des länglichen Elements 100 schließt ein Paar von Bohrungen 120 und 122 ein. Die Bohrung 120 schließt Seitenwände 123 und eine Leiste 124 nahe der oberen Fläche des länglichen Elements 100 ein. Die Seitenwände 123 definieren eine allgemein quadratische Öffnung. Die Bohrung 120 schließt ferner eine Wand 126 ein, die sich in einer wesentlich konischen Form von der oberen zu der unteren Fläche des länglichen Elements 100 nach außen verjüngt. Die Bohrung 122 ist eine wesentlich kreisförmige Bohrung, die eine bogenförmige Fläche 128 nahe der oberen Fläche des länglichen Elements 100 hat. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die bogenförmige Fläche 128 kugelförmig.
Zusätzlich schließt das längliche Element 100 eine Biegung längs der Achse 106 ein, die das längliche Element 100 in Seitenabschnitte 100a und 100b teilt. Ein Winkel A zwischen den Seitenabschnitten 100a und 100b beträgt bei einer bevorzugten Ausführungsform ungefähr 163 Grad. Andere Innenwinkel A des Längselements 100 werden als innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung liegend betrachtet, wie es durch die Konfigurationen der Knochen, an denen das längliche Element 100 befestigt werden soll, oder andere Faktoren erforderlich sein kann.
Die Ausführungsform des Implantatsystems 99, die das längliche Element 100 einschließt, schließt ebenfalls eine obere oder kraniale Unterlegscheibe 130 und eine untere oder kaudale Unterlegscheibe 132 ein. Unter Bezugnahme auf 9a–f schließt die obere Unterlegscheibe 130 einen Körperabschnitt 134, der einen konischen oder abgerundeten Kopf 136 und eine Unterseite 137 mit einem Vorsprung 138 hat, und einen seitlichen Erweiterungsabschnitt 140 ein. Bei der illustrierten Ausführungsform der Unterlegscheibe 130 bildet der Kopf 136 einen Abschnitt einer Kugel, und der Unterseitenvorsprung 138 ist flach und hat die allgemeine Form eines Quadrats mit abgerundeten Ecken, wobei die Seiten des Quadrats eine geringfügig kleinere Größe haben als die Breite des Schlitzes 108 des länglichen Elements 100. Eine Öffnung 142 erstreckt sich durch den Körper 134 der Unterlegscheibe 130. Ein oberer Wandabschnitt 144 begrenzt die Öffnung 142 und ist vom Kopf zum Unterteil der Unterlegscheibe 136 hin verjüngt. Ein unterer Wandabschnitt 146 ist allgemein zylindrisch. Jedoch sind andere Wandkonfigurationen möglich, zum Beispiel mögen die Wandabschnitte 144 und 146 nicht zusammenhängend sein oder können eine einzige verjüngte Wand vom Kopf 136 bis zum Vorsprung 138 bilden.
Der seitliche Erweiterungsabschnitt 140 der Unterlegscheibe 130 schließt einen C-Schellenabschnitt 148, der den Großteil einer Öffnung 150 umschließt, und sich nach unten erstreckende Flansche 152 und 154 ein. Der C-Schellenabschnitt 148 hat ein Paar von Fingern 149a und 149b. Die Finger 149a und 149b haben an ihren jeweiligen oberen Abschnitten einen abgeschrägten oder wesentlich konischen Vorsprung 156. Die durch den Vorsprung 156 definierte Innenöffnung hat einen geringfügig kleineren Durchmesser als die durch die Wände 153 und 155 definierte Innenöffnung. Die Flansche 152 und 154 haben bei einer spezifische Ausführungsform parallel zu dem Erweiterungsabschnitt 140 eine Länge, geringfügig kleiner als die Breite des Schlitzes 110 des Längselements 100. Die Unterlegscheibe 130 schließt ebenfalls eine Biegung im seitlichen Erweiterungsabschnitt 140 ein, die komplementär zu der Biegung längs der Längsachse 106 des länglichen Elements 100 ist. Der durch die Biegung in der Unterlegscheibe 130 gebildete Innenwinkel B ist annähernd der gleiche wie der Winkel A des länglichen Elements 100.
Bei Anwendung wird die Unterlegscheibe 130 in die Schlitze 108 und 110 des länglichen Elements 100 gepaßt. Im einzelnen wird der Körperabschnitt 134 derart auf dem Schlitz 108 angeordnet, daß die Unterseite 137 des Körperabschnitts an dem Längselement 100 anliegt und der Vorsprung 138 des Körperabschnitts 134 in den Schlitz 108 gepaßt wird und an der Leiste 112 anliegt. Die Flansche 152 und 154 des Erweiterungsabschnitts 140 werden in den Schlitz 110 gepaßt. In dieser Konfiguration kann sich die Unterlegscheibe 130 wegen der jeweiligen Passungen zwischen (a) dem Vorsprung 138 und den Seiten des Schlitzes 108, (b) den Flanschen 152 und 154 und den Seiten des Schlitzes 110 und (c) der Biegung sowohl in der Unterlegscheibe 130 als auch in dem länglichen Element 100 nicht im Verhältnis zu dem länglichen Element 100 drehen.
Unter allgemeiner Bezugnahme auf 10a–f wird nun eine Ausführungsform einer unteren Unterlegscheibe 132 illustriert. Die Unterlegscheibe 132 schließt einen Körper 160, der einen konischen oder abgerundeten Kopf 162 und eine Unterseite mit einem wesentlich quadratischen Vorsprung 164 hat, und eine Erweiterung 166 ein. Der Körper 160 hat eine sich durch denselben erstreckende Öffnung 168, die sich vom Kopf 162 bis zum Vorsprung 164 erstreckt. Die Öffnung 168 wird durch Wandsektionen 170 und 172 begrenzt. Bei einer spezifischen Ausführungsform ist die Wandsektion 170 vom Kopf 162 zum Unterseitenvorsprung 164 hin konisch verjüngt, und die Wandsektion 172 ist wesentlich zylindrisch. Es sind jedoch andere Konfigurationen möglich, wie beispielsweise, daß die Wandsektionen 170 und 172 nicht zusammenhängend sind oder eine einzige konisch verjüngte Fläche bilden.
Die seitliche Erweiterung 166 schließt einen C-Schellenabschnitt 174 ein, der den Großteil der wesentlich zylindrischen Öffnung 176 umschließt. Der C-Schellenabschnitt 174 hat ein Paar von Fingern 175a und 175b. Die Finger 175a und 175b haben an ihren jeweiligen oberen Abschnitten einen abgeschrägten oder wesentlich konischen Vorsprung 178. Die durch den Vorsprung 178 definierte Öffnung hat Durchmesser, einen geringfügig kleiner als der durch Wände 177 und 179 definierte Durchmesser. Die Unterlegscheibe 132 schließt ebenfalls eine Biegung im seitlichen Erweiterungsabschnitt 166 ein, die komplementär zu der Biegung längs der Längsachse 106 des länglichen Elements 100 ist. Der durch die Biegung in der Unterlegscheibe 132 gebildete Innenwinkel C ist annähernd der gleiche wie der Winkel A des länglichen Elements 100.
Unter allgemeiner Bezugnahme auf 11 wird eine detailliertere Abbildung einer Form eines Knochenbolzens 200 gezeigt, der mit dem länglichen Element 100 oder dem länglichen Element 22 verwendet werden kann. Der Knochenbolzen 200 schließt einen Knocheneingriffsabschnitt 202, einen proximalen Abschnitt 204 und einen Zwischenabschnitt 206 ein. Vorzugsweise schließt der Knocheneingriffsabschnitt 202 ein Spongiosa-Gewinde 208 ein, das sich längs der Länge des Knocheneingriffsabschnitts 202 windet, bis das Gewinde 208 an den Zwischenabschnitt 206 anstößt. Wenn sich das Gewindemuster dem Zwischenabschnitt 206 nähert, nimmt der Fußdurchmesser des Gewindes zu.
Das proximale Ende 204 schließt einen an den Zwischenabschnitt 206 anstoßenden Schaftabschnitt 210, einen Gewindeabschnitt 212 in proximaler Richtung von dem Schaftabschnitt 210 und einen Sollbruch-Abschnitt 214 in proximaler Richtung von dem Gewindeabschnitt 212 ein. Bei einer spezifischen Ausführungsform schließt der Sollbruch-Abschnitt 214 Drehmomentausübungsflächen 216 (zum Beispiel sechseckige Außenflächen), die durch einen Schraubenschlüssel oder einen anderen Steckschlüssel in Eingriff zu nehmen sind, und eine Rille oder einen geschwächten Abschnitt 218 ein. Wenn der Bolzen 200 fest ist, wird ein weiteres auf die Drehmomentausübungsflächen 216 ausgeübtes Drehmoment bewirken, daß der Sollbruch-Abschnitt 214 an der Rille oder dem geschwächten Abschnitt 218 von dem Gewindeabschnitt 212 abschert. Der Sollbruch-Abschnitt 214 ist vorzugsweise so konfiguriert, daß das Abscheren auftritt, wenn ein verhältnismäßig leichtes Drehmoment, z.B. im Bereich von 10–11 Newtonmeter, ausgeübt wird. Die Fläche 216 kann verwendet werden, um eine Bolzendrehung zu verhindern, während der Bolzen durch eine Mutter mit einem länglichen Element verbunden ist. Der Zwischenabschnitt 206 des Bolzens 200 ist allgemein abgerundet und schließt einen Satz von abgeflachten Bereichen 220 ein. Bei einer spezifischen Ausführungsform sind die abgeflachten Bereiche 220 in einer sechseckigen Konfiguration gleichförmig mit Zwischenraum um den Umfang des Zwischenabschnitts 206 angeordnet.
Unter Bezugnahme auf 11b–11d werden Knochenbolzen 200a, 200b und 200c illustriert. Der Knochenbolzen 200a schließt die oben identifizierten Teile des Knochenbolzen 200 ein, schließt aber den Sollbruch-Abschnitt 214 nicht ein. Der Knochenbolzen 200b schließt, zusätzlich zu den Merkmalen des Knochenbolzens 200, an dem Sollbruch-Abschnitt 214 eine Maschinengewindesektion 217 ein. Der Knochenbolzen 204c schließt einen längeren Maschinengewindeabschnitt 217' ein. Die Maschinengewinde 217 und 217' können verwendet werden, um zu ermöglichen, daß der Chirurg den Sollbruch-Abschnitt 214 abschert, ohne den Sollbruch-Abschnitt 214 zu verlieren oder ihn in den Patienten fallen zu lassen. Ferner haben die Maschinengewindegänge 217' eine ausreichende Länge, um eine Verringerung des freigelegten Wirbels zu ermöglichen. Ein Kanüleninstrument, das ein Innengewinde an seinem distalen Ende und Innenflächen zum Ausüben eines Drehmoments (z.B. Sechskant-Innenflächen zum Ineingriffnehmen der Drehmomentausübungsflächen 216 des Sollbruch-Abschnitts 214) hat, könnte auf die Maschinengewinde 217 oder 217' geschraubt und die inneren Drehmomentflächen des Instruments könnten mit dem Sollbruch-Abschnitt 214 in Eingriff gebracht werden. Wenn der Sollbruch-Abschnitt 214 von dem Bolzen 200b oder 200c abgeschert wird, wird der Sollbruch-Abschnitt 214 auf Grund der in gegenseitigen Eingriff gebrachten Instrumenteninnengewinde und Maschinengewinde 217 oder 2l7' des Sollbruch-Abschnitts 214 des Bolzens 200b oder 200c festgehalten.
Nun wird unter allgemeiner Bezugnahme auf 12 eine Knochenschraube 230 der vorliegenden Erfindung illustriert. Die Knochenschraube 230 schließt einen Knocheneingriffsabschnitt 232, der an demselben Spongiosa-Gewindegänge 234 hat, und einen Kopfabschnitt 236 ein. Der Kopfabschnitt 236 schließt eine untere abgerundete Fläche 238 und eine obere abgerundete Fläche 240 ein. Bei einer spezifischen Ausführungsform sind die Flächen 238 und 240 durch einen allgemein zylindrischen Abschnitt 242 getrennt. Der Kopf 236 schließt ebenfalls eine Instrumenteneingriffsaussparung 244 ein. Die Instrumenteneingriffsaussparung 244 kann eine beliebige geeignete Konfiguration, einschließlich einer sechseckigen, einer sechslappigen oder einer anderen Konfiguration, haben.
Unter allgemeiner Bezugnahme auf 13a–c wird nun eine Mutter 250 der vorliegenden Erfindung illustriert. Die Mutter 250 schließt äußere Drehmomentausübungsflächen 252 und eine Öffnung 254, die sich in Längsrichtung durch die Mutter 250 erstreckt, ein. Die Öffnung 254 schließt Gewindegänge 256 ein, die sich vom Oberteil der Mutter 250 zum Unterteil der Mutter 250 hin erstrecken. Die Öffnung 254 weitet sich nahe dem Unterteil der Mutter 250 und wird durch Wände 258 begrenzt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Wände 258 wesentlich kugelförmig. Jedoch werden andere Konfigurationen, wie beispielsweise konisch, erwogen.
Bei Anwendung werden das längliche Element 100, die Unterlegscheiben 130 und 132, der Bolzen 200, die Schraube 230 und die Mutter 250 wie folgt in Verbindung mit einem Stabilisator 26 oder 115 verwendet. In Wirbeln, langen Knochen oder anderem Knochengewebe werden für einen Eingriff der Knochenbolzen 200 über Spongiosa-Gewindegänge 208 Löcher in das Gewebe gebohrt. Die Bolzen 200 werden in die gebohrten Löcher geschraubt, und wenn die Bolzen 200 zufriedenstellend sitzen, wird das längliche Element 100 über den Bolzen 200 angeordnet, so daß sich die proximalen Abschnitte 204 der Bolzen 200 durch den Schlitz 108 bzw. die Bohrung 120 erstrecken. Bei der Ausführungsform, bei welcher der Stabilisator 26 in dem Schlitz 108 an der Leiste 114 des länglichen Elements 100 angeordnet wird, erstreckt sich der proximale Abschnitt 204 eines Bolzens 200 ebenfalls durch die Öffnung des Stabilisators 26. Wenn das längliche Element 100 richtig angeordnet ist, sind die Seiten des Schlitzes 108 vorzugsweise angrenzend an einen oder mehrere flache Abschnitte 220 eines Bolzens 200.
Danach wird die Unterlegscheibe 130 so angepaßt, daß sich der Bolzen 200, der sich durch den Schlitz 108 erstreckt, ebenfalls durch die Öffnung 142 der Unterlegscheibe 130 erstreckt, der Vorsprung 138 der Unterlegscheibe 130 in den Schlitz 108 und oben auf die Leiste 112 des länglichen Elements 100 paßt und die nach unten zeigenden Flansche 152 und 154 passen innerhalb des Schlitzes 110 des länglichen Elements 100. So angeordnet ist die Unterlegscheibe 130 nicht fähig, um den Bolzen 200 herum zu drehen, und zwar wegen des Eingriffes vom Vorsprung 138 in den Schlitz 108 und der Flansche 152 und 154 in den Schlitz 110. Die Unterlegscheibe 132 wird über den Bolzen 200 in die Bohrung 120 so angeordnet, daß der unterseitliche Vorsprung des länglichen Elementes auf der Leiste 124 innerhalb der Bohrung 120 liegt, und daß die Öffnung 176 der Unterlegscheibe 132 und die Bohrung 128 des länglichen Elementes 100 grob ausgerichtet sind.
Durch die Bohrung 128 und den Schlitz 110 können Löcher für die Schrauben 230 gebohrt werden. Alternativ dazu können die Löcher für die Schrauben 230 vor dem Anbringen der Unterlegscheiben 130 und 132 an dem länglichen Element 100 gebohrt werden oder können zur gleichen Zeit gebohrt werden, zu der die Löcher für die Bolzen 200 gebohrt werden. Eine Knochenschraube 230 wird durch die Öffnung 176, Unterlegscheibe 132, und die Bohrung 128 am unteren Ende 104 des länglichen Elements 100 in ein Loch in dem Knochengewebe geschraubt, und eine gesonderte Schraube 230 wird durch die Öffnung 150 der Unterlegscheibe 130 und den Schlitz 110 am oberen Ende 102 des länglichen Elements 100 in ein Loch in dem Knochengewebe geschraubt. Wenn die Schraube 230 in den Knochen geschraubt wird, kommt der Kopf 236 in Berührung mit dem C-Schellenabschnitt 174 der Unterlegscheibe 132. Die untere abgerundete Fläche 238 der Schraube 230 drückt, wenn die Schraube in den Knochen geschraubt wird, nach außen auf die verjüngte Fläche 178 der Unterlegscheibe 132 und zwingt die Finger 175a und 175b des C-Schellenabschnitts 174, sich zu öffnen. Wenn die Schraube 230 weit genug eingeschraubt wird, so daß der zylindrische Abschnitt 242 wesentlich den verjüngten Abschnitt 178 passiert, schließen sich die Finger 175a und 175b des C-Schellenabschnitts 174 zusammen, wodurch verhindert wird, daß sich die Schraube 230 unter Belastungen herausdreht. Bei einer Ausführungsform erzeugt das Schließen der Finger 175a und 175b eine positive Rückmeldung, wie beispielsweise ein hörbares „Klick", was den Chirurgen in Kenntnis setzt, daß die Schraube ausreichend eingeschraubt worden ist. Ein ähnliches oder identisches Verfahren wird angewendet, um eine zweite Schraube 230 durch die Unterlegscheibe 130 und den Schlitz 108 in das Knochengewebe zu schrauben. Die C-Schellenabschnitte 174 und 148 können „abgestimmt", so daß sie etwas unterschiedliche Geräusche erzeugen, und/oder die Festigkeit der Abschnitte 174 und 148 verändert und dadurch die Herausdreh- oder Schraubkraft verändert werden, die erforderlich ist, um den zylindrischen Abschnitt 242 der Schraube 230 rückwärts oder vorwärts durch die Abschnitt 174 oder 148 zu passieren. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die C-Schellenabschnitte 174 und 148, und insbesondere die Finger 175a und 175b und 149a und 149b derselben, dicker oder dünner gemacht werden oder die Öffnung 176 oder 150 exzentrisch im Verhältnis zu der Unterlegscheibe 132 bzw. 130 angeordnet wird.
Wenn festgestellt wird, daß sich das längliche Element 100 in der richtigen Position im Verhältnis zu den Bolzen 200 und/oder den Schrauben 230 befindet, werden die Muttern 250 auf die Gewindeabschnitte 212 der Bolzen 200 geschraubt. Die Fläche 258 einer Mutter 250 ist allgemein mit einer Form, wesentlich ähnlich dem Kopf 162 der Unterlegscheibe 132, konfiguriert, und die Fläche 258 einer zweiten Mutter 250 ist allgemein mit einer Form, wesentlich ähnlich dem Kopf 136 der Unterlegscheibe 130, konfiguriert. Folglich werden die jeweiligen Flächen 258 in einer engen Passung gegen die Flächen 136 und 162 gedrückt, wenn die Muttern 250 auf die Bolzen 200 geschraubt werden. Falls gewünscht, können die oberen Flächen 216 während des Mutternfestziehens durch ein Instrument in Eingriff genommen werden, um einer Drehung des Bolzens zu widerstehen, und nach dem Mutternfestziehen kann ein Drehmoment auf die Flächen 216 ausgeübt werden, um den Pfosten abzuscheren.
Das längliche Element 100 kann im Verhältnis zu den Bolzen 200 derart angeordnet werden, daß die Längsachsen der Bolzen 200 nicht senkrecht zu den Seiten 100a oder 100b sind. Der Wandabschnitt 144 der Unterlegscheibe 130 und der Wandabschnitt 170 der Unterlegscheibe 132 sind, wie oben bemerkt, verjüngt, um sich dem Positionieren eines Bolzens 200 längs einer Vielzahl von Winkeln im Verhältnis zu dem länglichen Element 100 anzupassen. Ferner paßt sich die Wandfläche 96 eines innerhalb des Schlitzes 108 an der Leiste 114 des länglichen Elements 100 angeordneten Stabilisators 26 ebenfalls dem Winkel eines Bolzens 200 an. In dem Fall, daß ein Bolzen 200 nicht senkrecht im Verhältnis zu dem Schlitz 108 und/oder der Bohrung 120 ist, ist die Mutter 250 nicht rechtwinklig oben auf dem Kopf 162 oder 136 der Unterlegscheibe 132 oder 130, sondern steht nach einer Seite ab. In dieser Situation können die Fläche 258 der Mutter 250 und der Kopf 162 oder 136 auf Grund der ähnlichen oder identischen Konfiguration der Fläche 258 und der Köpfe 162 und 136 doch in eine enge Passung zusammengedrückt werden.
Zum Beispiel können die Laschen 152 und 154 an der Unterlegscheibe 130 weggelassen werden, solange der Unterseitenabschnitt 138 der Unterlegscheibe 130 und der Schlitz 108 des länglichen Elements 100 konfiguriert sind, um eine Drehung der Unterlegscheibe 130 im Verhältnis zu dem länglichen Element 100 zu verhindern, wenn die Unterlegscheibe 130 in Eingriff mit dem länglichen Element 100 gebracht ist. Darüber hinaus wird abgebildet, daß die Vorsprünge 164 und 138 der Unterlegscheiben 132 und 130 eine bestimmte Raum- und Winkelbeziehung mit dem Erweiterungsabschnitt 166 und 140 der Unterlegscheiben 132 und 130 haben. Ein Anordnen des Erweiterungsabschnitts 166 und 140 unmittelbar an einer Seite des unteren Vorsprungs 164 oder 138, an Stelle des Anordnens weg von einer Ecke solcher Vorsprünge, ist ebenfalls vorgesehen.
Unter allgemeiner Bezugnahme auf 14a–15b wird eine Ausführungsform eines Stab-Bolzen-Verbinders 270 gezeigt. Der Verbinder 270 schließt einen grob C-förmigen Abschnitt 272 und einen Erweiterungsabschnitt 274 ein. Der C-förmige Abschnitt 272 schließt einen oberen Abschnitt 276 und einen unteren Abschnitt 278 ein, die eine Öffnung 280 definieren, in die ein Stab (nicht gezeigt) eingepaßt werden kann. Der obere Abschnitt 276 schließt eine Gewindebohrung 282 ein, in die ein Gewindestift oder ein anderes Gewindeteil (nicht gezeigt) eingepaßt werden kann, um den Stab innerhalb der Öffnung 280 festzuhalten. Der Erweiterungsteil 274 schließt einen Schlitz 284 ein, der wesentlich ähnlich dem Schlitz 108 des länglichen Elements 100 und/oder dem Schlitz 30 des länglichen Elements 22 konfiguriert ist. Der Verbinder 270 kann, wie ferner in 15a–15b illustriert, mit Knochenbolzen-Ausführungsformen wie beispielsweise dem Knochenbolzen 40 oder 200, Unterlegscheiben-Ausführungsformen wie beispielsweise den Unterlegscheiben 42, 130 oder 132, Muttern-Ausführungsformen wie beispielsweise den Muttern 44 oder 250 und Stabilisator-Ausführungsformen wie beispielsweise den Stabilisatoren 26 oder 115 verwendet werden.
Die Teile des Implantatsystems der vorliegenden Erfindung können in der Form von Bestecken verfügbar gemacht werden, die eine Vielzahl von Größen und Konfigurationen eines einzelnen Teils oder eine Vielzahl von Größen und Konfigurationen aller Teile enthalten, die in dem System der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sein können. Solche Bestecke können beispielsweise einen Satz von länglichen Elementen 22 und/oder 100 verschiedener Längen und mit unterschiedlichen Zahlen oder Ausrichtungen von Schlitzen und/oder Bohrungen einschließen. Im Fall des länglichen Elements 100 könnte ein Besteck einen Satz von länglichen Elementen einschließen, die verschiedene Biegungsgrade längs der Längsachse 106 haben. Es können ebenfalls Sätze von Unterlegscheiben, Bolzen, Schrauben und Muttern, wie sie hierin offenbart werden, bereitgestellt werden. Ferner können ebenfalls Instrumente, wie beispielsweise Schraubenschlüssel und Schraubendreher, die mit den Teilen des Implantatsystems der vorliegenden Erfindung kompatibel sind, eingeschlossen werden.
Die Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise aus haltbaren bioverträglichen Materialien, wie beispielsweise rostfreiem Stahl, Titan, bestimmten Kunststoffen oder andere bekannten Materialien, aufgebaut.
Während die Erfindung in den Zeichnungen und der vorstehenden Beschreibung detailliert illustriert und beschrieben worden ist, sind diese als von illustrativem und nicht von einschränkendem Charakter zu betrachten, wobei es sich versteht, daß nur die bevorzugte Ausführungsform gezeigt und beschrieben worden ist, und daß gewünscht wird, alle Veränderungen und Modifikationen, die in den Rahmen der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert wird, fallen, zu schützen.

Claims

Orthopädisches Implantat (20), das folgendes umfaßt: ein Längselement (22; 100), wobei das Längselement (22; 100) eine Unterseite, die zu einem Knochen zeigt, eine Oberseite, die von einem Knochen wegzeigt und eine Öffnung (30; 108) durch das Längselement von der ersten Seite bis zu der zweiten Seite hat, wobei das Längselement (22; 100) ferner einen Längskanal (39) parallel zu und zwischen der ersten und der zweiten Seite einschließt, wobei der Kanal (39) wesentlich senkrecht zu der Öffnung (30; 108) ist, einen Stabilisator (26; 26'; 26'') mit einer Öffnung (94; 94'; 94'') durch denselben, begrenzt durch eine konische Fläche (96; 96'; 96''), wobei der Stabilisator (26; 26'; 26'') ferner mehrere sich seitlich erstreckende Finger (92; 92'; 92'') hat, die den Kanal (39) einnehmen, so daß sich der Stabilisator (26; 26'; 26'') in einer einer unendlichen Zahl von Positionen befindet, wobei die Öffnung (94; 94'; 94'') angrenzend an die Öffnung (30; 108) des Längselements (22; 100) ist, ein Befestigungselement (40; 200a; 200b; 200c), das einen ersten Gewindeabschnitt (46; 202) zum Befestigen an einem Knochen, einen zweiten Gewindeabschnitt (50; 212) und einen im Durchmesser erweiterten Abschnitt (54; 206) zwischen dem ersten und dem zweiten Gewindeabschnitt (46; 202, 50; 212) hat, wobei der erweiterte Abschnitt (54; 206) mehrere Drehmomentübertragungsflächen einschließt und sich das Befestigungselement (40; 200a; 200b; 200c) durch den Stabilisator (26; 26'; 26'') und das Längselement (22; 100) erstreckt, so daß der erweiterte Abschnitt (54; 206) einen Abschnitt der Fläche (96; 96'; 96'') berührt, welche die Öffnung (94; 94'; 94'') des Stabilisators (26; 26'; 26'') begrenzt, eine Unterlegscheibe (42; 130; 132), die einen abgerundeten Oberteil (62; 136; 162) hat, wobei die Unterlegscheibe (42; 130; 132) zum Anbringen über dem zweiten Gewindeteil (50; 212) des Befestigungselements (40; 200a, 200b, 200c) und in Berührung mit der zweiten Seite des Längselements (22; 100) geeignet ist, und eine Mutter (44; 250), die eine abgerundete Unterseite (84; 258) hat und geeignet ist, in den zweiten Gewindeabschnitt (50; 212) des Befestigungselements (40; 200a, 200b, 200c) und hinab auf die Unterlegscheibe (42; 130; 132) geschraubt zu werden, um dadurch das Befestigungselement (40; 200a, 200b, 200c) an seinem Platz im Verhältnis zu dem Längselement (22; 100) zu arretieren.
Implantat nach Anspruch 1, wobei der Kanal (39) durchgehend ist und sich durch wesentlich die gesamte Länge des Längselements (22; 100) erstreckt.
Implantat nach Anspruch 1 oder 2, das ferner wenigstens einen zusätzlichen Stabilisator (26; 26'; 26'') umfaßt, wobei jeder eine Öffnung (94; 94'; 94'') durch denselben hat, begrenzt durch eine konische Fläche (96; 96'; 96''), wobei der wenigstens eine zusätzliche Stabilisator (26; 26'; 26'') ferner mehrere sich seitlich erstreckende Finger (92; 92'; 92'') hat, die den Kanal (39) einnehmen, so daß sich der wenigstens eine zusätzliche Stabilisator (26; 26'; 26'') in einer vorher ausgewählten einer unendlichen Zahl von Positionen befindet, wobei die Öffnung (94; 94'; 94'') des wenigstens einen zusätzlichen Stabilisators (26; 26'; 26'') angrenzend an die Öffnung (30; 108) des Längselements (22; 100) ist.
Implantat nach einem der Ansprüche 1–3, das ferner wenigstens ein zusätzliches Befestigungselement (40; 200a; 200b; 200c) umfaßt, das einen ersten Gewindeabschnitt (46; 202) zum Befestigen an einem Knochen, einen zweiten Gewindeabschnitt (50; 212) und einen im Durchmesser erweiterten Abschnitt (54; 206) zwischen dem ersten und dem zweiten Gewindeabschnitt (46; 202, 50; 212) hat, wobei der erweiterte Abschnitt (54; 202) des wenigstens einen zusätzlichen Befestigungselements (40; 200a; 200b; 200c) mehrere Drehmomentübertragungsflächen einschließt und sich das wenigstens eine zusätzliche Befestigungselement (40; 200a; 200b; 200c) durch den Stabilisator (26; 26'; 26'') und das Längselement (22; 100) erstreckt, so daß der erweiterte Abschnitt (54; 206) des wenigstens einen zusätzlichen Befestigungselements (40; 200a; 200b; 200c) einen Abschnitt der Fläche (96; 96'; 96'') berührt, welche die Öffnung (94; 94'; 94'') des entsprechenden Stabilisators (26; 26'; 26'') begrenzt.
Implantat nach einem der Ansprüche 1–4, wobei die Öffnung (94; 94'; 94'') in dem Stabilisator (26; 26'; 26'') eine Längsachse hat und der Stabilisator wesentlich ein Parallelogramm in einer Ebene wesentlich senkrecht zu der Achse bildet.
Implantat nach einem der Ansprüche 1–5, wobei der Stabilisator (26; 26'; 26'') wesentlich ein Quadrat in einer Ebene wesentlich senkrecht zu der Achse bildet.
Implantat nach einem der Ansprüche 1–6, wobei die Unterlegscheibe (42; 130; 132) eine Bodenfläche zum Berühren des Längselements (22; 100) hat, die einen wesentlich flachen Abschnitt (63; 137; 163) und einen Vorsprung (64; 138; 164), der sich wesentlich senkrecht von der Bodenfläche erstreckt, einschließt.
Implantat nach Anspruch 7, wobei das Längselement (22; 100) eine Leiste (32; 112; 124) innerhalb der Öffnung (30; 108) hat und die Öffnung (30; 108) oberhalb der Leiste (32; 112; 124) durch wesentlich parallele Wandabschnitte begrenzt wird und der Vorsprung (64; 138; 164) der Unterlegscheibe (42; 130; 132) so konfiguriert wird, daß er in die Öffnung (30; 108) paßt und auf der Leiste (32, 112; 124) ruht.
Implantat nach Anspruch 8, wobei der Vorsprung (64; 138; 164) der Unterlegscheibe (42; 130; 132) so konfiguriert wird, daß er mit den wesentlich parallelen Wandabschnitten zusammenwirkt, um eine Drehung der Unterlegscheibe (42; 130; 132) im Verhältnis zu dem Längselement (22; 100) auf ein Minimum zu verringern.
Implantat nach Anspruch 9, wobei der Vorsprung (64; 138; 164) wesentlich quadratisch ist.
Implantat nach einem der Ansprüche 1–10, wobei die Unterlegscheibe (42; 130; 132) ein Loch (66; 142; 168) durch dieselbe einschließt, begrenzt durch eine Wand (68; 144; 170, 70; 146; 172), die einen konischen Abschnitt (68; 144; 170) hat.
Implantat nach Anspruch 11, wobei die Wand (68; 144; 170, 70; 146; 172), die das Loch (66; 142; 168) begrenzt, einen konischen oberen Abschnitt hat.
Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mutter (44; 250) einen Sollbruchabschnitt (76) einschließt, der abgetrennt wird, wenn ein Drehmoment, das eine vorher festgelegte Menge überschreitet, auf den Sollbruchabschnitt (76) ausgeübt wird.
Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Längselement (22; 100) ferner ein Loch (120) umfaßt, und das ferner ein Schraubenelement (230) umfaßt, das einen Gewindeabschnitt (232) an dem einen Ende und einen Kopfabschnitt (236), der einen abgerundeten Teil hat, an dem anderen Ende hat.
Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Unterlegscheibe (130; 132) ferner einen Körperabschnitt (134; 160) und einen Flanschabschnitt (140; 166), der sich seitlich von dem Körperabschnitt (134; 160) erstreckt, einschließt, wobei der Flansch (140; 166) eine C-Schelle (148; 174) einschließt.
Implantat nach Anspruch 15, wobei das Längselement (100) eine zweite Öffnung (108; 122) hat und bei Anwendung sich die C-Schelle (148; 174) der Unterlegscheibe (130; 132) über die zweite Öffnung (108; 122) erstreckt.
Implantat nach Anspruch 15 oder 16, das ferner eine Schraube (230) umfaßt, die einen Gewindeabschnitt (232) und einen Kopfabschnitt (236) hat, wobei bei Anwendung sich die Schraube (230) durch die C-Schelle (148; 174) und in einen Knochen erstreckt.
Implantat nach Anspruch 17, wobei der Kopfabschnitt (236) der Schraube (230) größer ist als ein Innendurchmesser der C-Schelle (148; 174).
Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Gewindeabschnitt (50; 212) des Befestigungselements (40; 200a; 200b; 200c; 200b) eine Sollbruchrille (218) einschließt.