DE69835244T2 - Platte für die vordere Halswirbelsäule mit Fixierungssystem für eine Schraube - Google Patents
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Description
- Hintergrund der Erfindung
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung betrifft ein Plattensystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
- Demgemäß betrifft die Erfindung im Allgemeinen Implantate, ein Verfahren und die Instrumentierung zur Fusion der menschlichen Halswirbelsäule von der anterioren Seite aus, und insbesondere Plattensysteme zum Ausrichten und Halten benachbarter Halswirbelkörper in einer ausgewählten, räumlichen Anordnungsbeziehung während einer Wirbelsäulenfusion jener Wirbel.
- Beschreibung des Stands der Technik
- Ein Plattensystem der oben genannten Art ist beispielsweise aus US-A-5549612 bekannt, wobei der Oberbegriff des Anspruches 1 auf diesem Dokument basiert.
- Im Stand der Technik ist es gängige Praxis, für diesen Zweck Halswirbelsäulen-Plattierungssysteme zu verwenden. Derartige Systeme sind im Wesentlichen aus Platten und Schrauben zusammengesetzt, zum Ausrichten und Halten von Wirbelkörpern in einer gewünschten Position relativ zueinander. Die frühsten von derartigen Vorrichtungen bestanden aus rostfreien Stahlplatten und Schrauben und erforderten, dass die Schrauben vollständig durch den Wirbelkörper und in den Spinal-Kanal hinein passierten, um in das feste Knochengewebe (den posterioren Cortex) der Wirbelkörper einzugreifen. Dies erforderte die Möglichkeit, diesen Bereich röntgenologisch zu überwachen oder zu visualisieren, was nicht immer möglich ist, insbesondere in der unteren Halswirbelsäule, in der die Wirbelkörper röntgenologisch durch die Schultern verdeckt sein können.
- Um Löcher in den Wirbelkörpern zum Einsetzen von jeder Schraube auszubilden, wurde ein Bohrvorgang durchgeführt, gefolgt von einem Gewindeschneidvorgang. Jeder dieser Vorgänge umfasste das Passieren eines Instrumentes vollständig durch den zugeordneten Wirbelkörper hindurch und in die Wirbelsäule hinein. Damit kamen diese Instrumente in enge Nähe zu dem Rückenmark und dem Duralsack, welche in enger Nähe zu den hinteren Flächen der Wirbelkörper sind. Jede Prozedur, welche ein Objekt in den Spinalkanal einführt, birgt ernsthafte Risiken, welche für den Chirurgen wichtig sind.
- Die konventionelle Technik des Ausbildens eines Knochenschrauben-Aufnahmelochs in Wirbelkörpern durch Bohren weist eine Anzahl von signifikanten Nachteilen auf. Zum Beispiel entfernt das Bohren Knochenmaterial, hinterlässt einen Hohlraum und hat einen Verlust an Knochenmaterial zur Folge. Das Bohren verursacht ferner Mikrofrakturen des Knochens an der Bohrer-Knochen-Schnittstelle und die resultierenden Frakturlinien neigen dazu, sich in Richtungen senkrecht zur Wand des Lochs auszubreiten. Insbesondere ist das Knochenmaterial im Wesentlichen eine Art Keramik, welche ein sprödes Muster einer Frakturausbildung und -ausbreitung in Reaktion auf das Bohren zeigt. Außerdem erzeugt das Bohren Wärme, welche eine Thermalnekrose des Knochenmaterials genau an der Schnittstelle zwischen dem Knochen und einer anschließend installierten Schraube ergeben kann, wo eine Nekrose am schädlichsten ist. Jeder Knochen, welcher einer Nekrose ausgesetzt ist, wird anschlieflend durch den Körper als ein Teil des Knochen-Wiederherstellungsprozesses resorbiert werden und dies kann zum Lösen der Schraube führen.
- Ein anderes Problem beim Bohren ist, dass der Pfad des Bohrers schwierig zu steuern ist und dass, da der Bohrer durch Rotation arbeitet, er Weichgewebe auf der zugehörigen Platte aufwickeln kann. Zusätzlich kann, wenn nicht mit großer Sorgfalt vorgegangen wird, der Bohrer signifikant hinter den posterioren Cortex vorgetrieben werden und irreparable Verletzungen innerhalb des Spinal-Kanals verursachen. Schließlich kann ein Bohrer innerhalb des Wirbelkörpers verklemmen und brechen und kann dann ernsthafte Verletzungen verursachen, da der weiterhin rotierende Abschnitt des Bohrers in die Wunde hinein passiert, während der Abschnitt des Bohrers, welcher abgebrochen ist, entweder gefährlich von dem Wirbelkörper vorstehen kann oder bündig mit der oberen Fläche des Körpers abgebrochen sein kann, so dass er unwiederbringlich darin eingebettet ist. In jedem Fall werden die Schritte, die durchgeführt werden müssen, um den abgebrochenen Abschnitt des Bohrers zu entfernen, zwangsläufig die chirurgische Prozedur verlängern und komplizieren.
- Bei bekannten Plattierungssystemen gab es Probleme mit dem Lösen und dem Versagen der Beschläge, dem Brechen von Schrauben und Platten und dem Austreten von Schrauben in den Kehlenbereich des Patienten hinein. Diese Vorkommnisse erfordern im Allgemeinen weitere chirurgische Eingriffe, um die gebrochenen Teile oder die Platten und Schrauben vollständig zu ersetzen und jeden Schaden zu reparieren, der verursacht worden sein kann.
- Andere Probleme, welche bei bekannten Systemen anzutreffen waren, ergaben sich aus dem Versagen der Schrauben, einen ausreichenden Halt im Knochen zu erzielen, und dem Überdrehen der Schrauben.
- Ferner kann die Verwendung bekannter Plattierungssysteme in einem Verlust der Lordose resultieren, welche beim Betrachten von der Seite die normale Krümmung der Halswirbelsäule ist.
- Bekannte Plattierungssysteme können zusätzlich Probleme im Zusammenhang mit solchen Prozeduren haben, bei denen Knochentransplantate zwischen Wirbelkörpern platziert werden, um eine interkorporelle Fusion zu erzielen, welche aufgrund eines Prozesses heilt, der "schleichender Ersatz" genannt wird. Bei diesem Prozess wird Knochen an der Fläche zwischen dem Transplantat und einem Wirbelkörper durch einen biologischen Prozess entfernt, welcher die Produktion von starken Säuren und Enzymen umfasst, als ein Vorspiel zu dem Eindringen von lebendem Gewebe in die Schnittstelle und der Ablagerung oder dem Wachstum von neuem Knochen. Während die Platten eine genaue Ausrichtung der Wirbelkörper und deren feste Fixierung erlauben, können sie gleichzeitig unglücklicherweise die Wirbelkörper von einander weghalten, während die Resorbtionsphase des schleichenden Ersatz-Prozesses an der Fusionsstelle Lücken im Knochen ausbildet, mit dem Ergebnis, dass die gewünschte Fusion nicht eintritt. Dieses Versagen ist bekannt als Pseudoarthrose. Wenn ein derartiger Fehler auftritt, werden die Beschläge selbst üblicherweise brechen oder sich von der Wirbelsäule lösen und damit einen weiteren chirurgischen Eingriff erfordern, um die gebrochenen Komponenten zu entfernen, und einen anderen chirurgischen Eingriff, um wieder eine Fusion zu versuchen.
- In Reaktion auf die oben beschriebenen Probleme wurde eine zweite Generation von Plattierungssystemen entwickelt und/oder vorgeschlagen. Diese umfassen ein System, das im US-Patent Nr. 5,364,399 von Lowery und 5,423,826 von Marscher offenbart ist, sowie unter anderem Halswirbelsäulen-Verriegelungs-Plattierungssysteme, die durch SYNTHES Spine angeboten werden, die DANEK ORION-Platte, die CODMAN SHURTLEFF-Platte und die SMITH NEPHEW RICHARDS-Platte. Die Elemente dieser zweiten Generation bildenden Systeme weisen eine Anzahl von gemeinsamen Eigenschaften auf. Sie sind alle entweder aus einer Titan-Legierung oder purem Titan hergestellt, anstatt aus rostfreiem Stahl, um eine ungünstige Gewebereaktion zu minimieren, und sind MRT-kompatibel, was rostfreier Stahl nicht ist. Die Schrauben und Platten haben eine vergrößerte Dicke, um eine erhöhte Festigkeit zu erzielen. Die Schrauben haben größere Durchmesser, um ihren Halt zu verbessern, ohne zu erfordern, dass sie in den posterioren Cortex der Wirbelkörper eingreifen. Eine sanfte Längs-Konturierung der Platten wurde vorgesehen, um etwas Lordose zu ermöglichen, und/oder eine begrenzte Quer-Konturierung, um besser dem allgemein gekrümmten Aussehen der Vorderseite der Wirbelkörper zu folgen. Mechanismen zum Sichern der Wirbelknochenschrauben an ihren zugehörigen Platten werden in einer Weise eingesetzt, die verhindert, dass sich die Schrauben lösen. Während diese zweite Generation von Plattierungssystemen eine signifikante Verbesserung gegenüber früheren Systemen darstellt, bleiben bestimmte existierende Probleme bestehen und neue Probleme wurden erzeugt.
- Da sich die Schrauben nicht länger in den posterioren Cortex hinein erstrecken, ist es z.B. bei den Gewinden in dem Gewindeloch üblich, dass sie überdreht werden, und bei den Schrauben, dass sie versagen, einen geeigneten Halt zu erzielen. zusätzlich tritt weiterhin ein Brechen der Schrauben auf und dies tritt am häufigsten an der Verbindungsstelle der Schraube mit der posterioren Seite der Platte auf. Die Schrauben, die sowohl in dem SYNTHES-System als auch dem SMITH-NEPHEW-RICHARDS-System eingesetzt werden, sind besonders anfällig für dieses Problem, weil jene Schrauben in dem Abschnitt hohl sind, in dem sie an der Platte anliegen, um die innere Aufnahme von Verriegelungsschrauben zu ermöglichen.
- Bei dem Bestreben, zu verhindern, dass die Schraube an der Verbindungsstelle zwischen Schraube und Platte bricht, weisen neuere Gestaltungen der Schrauben einen vergrößerten Kerndurchmesser von der Spitze bis zum Kopf auf, was bisher in einem nahezu nutzlosen, kurzen und stumpfen Gewinde in der Nähe des Schraubenkopfes resultierte mit geringer Haltekraft und geringem taktilen Feedback für den Chirurgen zum Anzeigen des Abschließens des Festziehens vor dem Überdrehen der Schraube in dem Knochen. Basierend auf empirischen Studien, die diese Schrauben aus dem Stand der Technik getestet haben, wurde herausgefunden, dass die Verwendung eines Gewindelochs anstatt einer selbstschneidenden Schraube für eine Herauszieh-Festigkeit zu bevorzugen ist, und daher waren diese Schrauben nicht selbstschneidend und die Schraubenlöcher mussten zuvor mit Gewinde versehen werden. Da der Gewindeschneidbereich eines Gewindebohrers notwendigerweise scharf ist und rotiert wird, um zu arbeiten, gibt es ein ernstes Risiko der Beschädigung der umgebenden Weichgewebe, wenn er verwendet wird. Dies wird durch den Fakt verschlimmert, dass die Platten, die in diesen Systemen eingesetzt werden, keine ausreichende Konturierung der langen Achsen bereitstellen, um vollständig eine Lordose möglich zu machen, und keine ausreichende Quer-Konturierung aufweisen, um ein Wackeln der Platte um ihre Längsachse zu verhindern und zu der anterioren Form der Wirbelkörper zu passen, so dass diese Platten nicht verhindern, dass Weichgewebe von den Seiten und unterhalb des Schraubenloches eindringt, womit dieses Gewebe einer Schädigung durch den Bohrer und den Gewindeschneider ausgesetzt ist. Während es möglich ist zum Zeitpunkt des chirurgischen Eingriffs einige Änderungen in der Konturierung dieser Platten durchzuführen, ist dieses im Allgemeinen auf ein Konturieren der Längsachse beschränkt und verursacht ziemlich häufig eine Verwindung der Knochenschraubenlöcher der Platte und der Verbindungsbereiche zwischen Schraubenloch und Platte in einer Weise, welche einen nachteiligen Effekt auf die Schrauben-Platten-Verbindung hat. Ein Mangel an genauer Konturierung verhindert, dass diese Platten ein optimal flaches Profil in Bezug auf die Wirbelsäule aufweisen.
- Bei einigen der Halswirbelsäulen-Plattierungssystemen der zweiten Generation tritt weiterhin ein Schraubenlösen auf, weil diese Platten nicht so gestaltet werden konnten, dass sie das Verriegeln von allen Schrauben ermöglichen. Während die Konstrukteure dieser Platten die Wichtigkeit der Befestigung der Knochenschrauben an den Platten erkannt haben, waren sie insbesondere nicht in der Lage, alle diese Schrauben zu verriegeln und mussten sich damit abfinden, einige der Schrauben unverriegelt zu lassen.
- Außerdem setzen einige von diesen Systemen der zweiten Generation winzige und empfindliche "Uhrmacher"-Teile ein, um eine Verriegelung zu erzielen. Diese Teile sind durch die Notwendigkeit gekennzeichnet, dass besonders empfindliche, kleine Schraubendreher in sie eingreifen müssen. Diese Verriegelungskomponenten werden durch jeden Aufwand, die Konturen einer Platte während eines chirurgischen Eingriffs zu ändern, leicht ineffektiv gemacht.
- Trotz der Verbesserung dieser Plattierungssysteme der zweiten Generation gegenüber den ersten Problemen, bleiben die Probleme weiterhin bestehen, von denen das wichtigste die Pseudoarthrose und insbesondere die "Distraktions-Pseudoarthrose" ist. Obwohl diese Platten der zweiten Generation deutlich zu einer Verbesserung der Fusionsrate führen, ist, wenn ein Fehler bei der Erzeugung einer Fusion auftritt, dieser im Allgemeinen von einer Knochenresorption entlang einer Linie an der Verbindungsstelle von Transplantat und Wirbelkörper begleitet, was auf einem Röntgenbild ersichtlich ist.
- Im Fall der labilen Platten und Schrauben der ersten Generation, konnten die Platten die Wirbelkörper im Abstand halten und eine Fusion verhindern, allerdings nur solange, bis die Beschläge brechen würden, was die Distraktion reduziert und anschließend ein Auftreten der Fusion ermöglicht. Die Plattensysteme der zweiten Generation sind zu fest, um zu ermöglichen, dass dies auftritt, womit weitere chirurgische Eingriffe zum Korrigieren der Pseudoarthrose erforderlich werden.
- Kompressionsplatten sind gut bekannt und werden weitreichend in der orthopädischen Chirurgie zum Stabilisieren von röhrenförmigen Knochen und manchmal auch flachen Knochen verwendet. Derartige Platten können auf einigen externen Kompressionsmitteln basieren oder können selbst-kompressiv sein, was auf der Fähigkeit des Schraubenkopfes basiert, innerhalb eines schrägen Schlitzes zu gleiten, so dass das Festziehen der Knochenschrauben durch die Platte hindurch eine lineare Bewegung senkrecht zur Schraubenachse ergibt. Das US-Patent Nr. 5,180,381 offenbart einen Ansatz, einen derartigen Mechanismus im Zusammenhang mit einer anterioren Wirbelsäulen-Fixation einzusetzen.
- Jedoch wurde herausgefunden, dass alle vorgeschlagenen selbst-kompressiven Plattierungssysteme gemeinsam die Notwendigkeit für eine Schraube aufweisen, sowohl in einen proximalen als auch einen distalen Cortex einzugreifen (einem Knochengehäuse aus sehr dichtem Knochenmaterial), um die Schraubenspitze in einer Art und Weise zu verankern, die der Platte ermöglicht, sich relativ zur Schraube zu bewegen, wenn diese festgezogen wird, anstatt der Platte zu ermöglichen, die Schraube aus ihrer Achse zu drängen. Wie bereits früher hierin diskutiert, wenn eine Schraube in den posterioren Cortex des Wirbelkörpers eingreift, ist es jedoch sowohl für den Bohrer und den Gewindeschneider, welche das Gewindeloch ausbilden, als auch für die Schraubenspitze selbst alle notwendig, in den Spinalkanal einzutreten, wodurch das Rückenmark Verletzungen ausgesetzt wird.
- Während das im US-Patent Nr. 5,180,381 offenbarte System solch eine Gefährdung durch einen Eingriff in die Wirbelkörper-Endplatte statt in den posterioren Wirbelkörper-Cortex vermeidet, ist der Pfad der Schraube notwendigerweise ziemlich kurz, so dass es für das Schraubengewinde sehr wenig Möglichkeit gibt, einen zusätzlichen Halt innerhalb des Wirbelkörpers zu erzielen. Es hat daher den Anschein, dass bis zu dem Maß, in dem die Vorrichtung, die im US-Patent Nr. 5,180,380 offenbart ist, in der Lage ist, ihre genannten Ziele zu erreichen, diese die Vorderseite der Wirbelsäule stärker zusammenziehen würde als die Rückseite und nicht den Anschein haben würde, die Rückseite der Wirbelkörper überhaupt zusammenzudrücken, womit ein unerwünschter, durch ärztliche Behandlung ausgelöster Verlust der normalen Halswirbelsäulen-Lordose erzeugt wird. Eine derartige Situation ist störend für die normale Biomechanik der Halswirbelsäule und potentiell ziemlich schädlich.
- Die Erzeugung von Druck zwischen benachbarten Wirbelkörpern würde eine Anzahl von Vorteilen bieten, inklusive einer reduzierten Distraktions-Pseudoarthrose, eines vergrößerten Oberflächenkontaktbereichs zwischen dem Transplantat und dem Wirbelkörper, da leicht inkongruente Oberflächen zusammengezwängt werden, einer verbesserten osteogenen Stimulation, da Druckbelastungen eine Knochenbildung stimulieren, und einer verbesserten Fusions-Transplantat-und-Wirbelsäulensegment-Stabilität.
- Unter den neuen Problemen, die durch diese Systeme der zweiten Generation erzeugt werden, ist die Tendenz zu kleinen "Uhrmacher"-Teilen, die verwendet werden, um die Knochenschrauben an der Platte zu verriegeln, von dem Schraubendreher herunterzufallen, der zum Anbringen von solchen Teilen verwendet wird, oder aus den zugehörigen Platten herauszufallen und in der Wunde verloren zu gehen. Zusätzlich sind solche kleinen Teile ziemlich fragil und erfordern spezialisierte zusätzliche Instrumente für ihr Einsetzen und/oder ihre Manipulation. Außerdem kann ein falsches Knochenschrauben-Platzieren relativ zur Achse des Plattenlochs dazu führen, dass der Schrauben-Verriegelungsmechanismus nicht funktioniert, oder kann verursachen, dass scharfe und gezackte Titanspäne ausgebildet werden, wenn eine Verriegelungsschraube in Kontakt mit einer ungenau gesetzten Knochenschraube getrieben wird. Die Mittel zum Realisieren einer Ausrichtung der Knochenschraube zum Plattenloch und des Ansetzens sind alles andere als vertrauenswürdig. Außerdem mangelt es den meisten von diesen Systemen der zweiten Generation an einem zuverlässigen und effektiven Mittel zum Positionieren und Halten der Platte während des Anbringens.
- Spezifische Merkmale von verschiedenen Systemen des Standes der Technik werden im Folgenden zusammengefasst. Das in den US-Patent-Nummern 5,364,399 und 5,423,826 offenbarte System, das hierin früher genannt wurde, weist eine dünne rostfreie Stahlplatte auf, welche eine Nebeneinander-Schraubenplatzierung oder eine versetzte, bikortikale Schraubenplatzierung ermöglicht, wobei die Platte eine Kombination von Schraubenlöchern und Schlitzen aufweist.
- Das "Acromed"-System weist eine Titanplatte und Schrauben auf, welche ein bikortikales Schraubenplatzieren erfordern. Dieses System weist keine Verriegelungsmittel für die Knochenschrauben auf.
- Das in dem US-Patent Nr. 5,180,381 offenbarte System weist eine "H"-förmige Platte mit einer Kombination von geneigten Schlitzen und einem Loch auf, welche ein bikortikales Schraubenplatzieren in einem 45°-Winkel zu der Ebene der Platte erfordert. Dieses Patent offenbart, dass dieses winkelige Positionieren dem Erzeugen von Druck dient.
- Das SYNTHES Morscher-Plattensystem setzt hohle, geschlitzte Schraubenköpfe ein. Die Schrauben werden unikortikal platziert, so dass die Köpfe, wenn sie genau ausgerichtet sind, in dem oberen Bereich der Plattenlöcher zum anliegen kommen. Der obere Bereich von jeder Schraube hat ein Innengewinde, um eine dünne Schraube aufzunehmen, welche in den Knochenschraubenkopf eingeschraubt wird, um die wechselseitige Passung zwischen dem Knochenschraubenkopf und der Wand des zugeordneten Plattenlochs zu verbessern.
- Bei dem in den US-Patent-Nrn. 5,364,399 und 5,423,826 offenbarten System werden Paare von uni-kortikalen Knochenschrauben verwendet, die an beiden Enden der zugehörigen Platte durch Verriegelungsschrauben in Position verriegelt werden können, welche einen Schaft kleinen Durchmessers und einen großen Kopf aufweisen. An jedem Ende einer Platte können zwei Knochenschrauben durch eine einzige Verriegelungsschraube, welche zwischen den Knochenschrauben angeordnet ist, in Position verriegelt werden. Im Allgemeinen ist die Platte zwischen ihren beiden Enden mit einem diagonalen Schlitz oder mit Schlitzen zum Aufnehmen von einer oder mehreren zusätzlichen Schrauben versehen, wobei jede zusätzliche Schraube in einem Knochentransplantat oder einem jeweiligen Wirbelkörper sicherbar ist, welcher von der Platte überspannt wird. Es gibt keine diesen zwischenliegenden Knochenschrauben zugehörige Verriegelungsschraube zum Verriegeln der Knochenschrauben an der Platte.
- Das Codman Shurtleff-Plattierungssystem verwendet die Seite einer vorinstallierten Niete mit einem Kopf, der so drehbar ist, dass er gegen die Seite des Kopfes einer Knochenschraube drückt, so dass diese eine Schraube an der Platte gesichert ist. Die Platten dieses Systems sind ferner mit Löchern zum Aufnehmen von zwischenliegenden Schrauben ausgestattet, allerdings gehört zu diesen Schrauben kein Verriegelungsmittel.
- Während die Konstrukteure der zuletzt genannten Systeme die Wichtigkeit des in Position Verriegelns der Knochenschrauben auf ihren zugehörigen Platten erkannt haben, haben sie keine Verriegelung bereitgestellt für die zwischenliegenden Knochenschrauben in ihren zugeordneten Löchern.
- In einer früheren Version des Codman Shurtleff-Systems war der Verriegelungsmechanismus ein Hebel, der schwenkbar um einen Schaft ist, der vollständig durch die Platte hindurchpassiert und dann gebördelt ist, um den Schaft innerhalb der Platte zu halten. Nachdem die Knochenschraube eingesetzt worden ist, wurde der Hebel so rotiert, dass er mit dem Kopf der Knochenschraube im Eingriff war und damit die Knochenschraube an der Platte gesichert hat.
- Basierend auf einer Betrachtung der Merkmale aller der bekannten Halswirbelsäulen-Plattierungssysteme hat es den Anschein, dass ein Bedarf für ein verbessertes System bleibt, das die folgende Kombination von Merkmalen aufweist:
- 1. Die Platte sollte ausreichend stabil sein, um ihre beabsichtige Funktion ohne mechanische Ausfälle auszuführen.
- 2. Die Platte sollte in drei Dimensionen vorgeformt sein, um anatomisch sowohl in der Längs- als auch der Quer-Ebene zu der anterioren Halswirbelsäule zu passen.
- 3. Die Platte sollte so konstruiert sein, dass alle Knochenschrauben im Wesentlichen senkrecht zur Platte sind, wenn sie von der Seite gesehen werden, jedoch Schraubenpaare korrespondierend zu jeder Wirbelkörper-Höhe stark konvergieren, wenn sie von unten oder einem Ende aus gesehen werden.
- 4. Jedes Paar von Schrauben greift in einen jeweiligen Wirbelkörper ein und die starke Konvergenz der Schrauben in einem Paar ermöglicht, dass die Länge der in den Knochen eingreifenden Schrauben länger ist und weiterhin innerhalb dieses Wirbelkörpers bleibt und einen sichereren und festeren Eingriff in den Wirbelkörper bereitstellt.
- 5. Das System sollte Knochenschrauben aufweisen, welche geeignet sind, einen verbesserten Halt innerhalb des Knochens des Wirbelkörpers zu erzielen, ohne die Notwendigkeit, den posterioren Wirbelkörper-Cortex zu durchdringen und in den Spinalkanal einzudringen.
- 6. Es sollte eine Schraube verwendet werden, welche selbst-schneidend ist, wodurch der Bedarf für separate Gewindeschneid-Schritte eliminiert wird.
- 7. Ein zuverlässiges Mittel zum Ergreifen und Manipulieren der Platte während der Installation sollte bereitgestellt sein.
- 8. Die Platte sollte in Eingriff mit einem Instrumentenmittel bringbar sein, welches zuverlässig Knochenschraubenlöcher erzeugen kann, welche koaxial zu den Schraubenlöchern in der Platte sind.
- 9. Es sollte möglich sein, den Wirbelkörperknochen mittels eines Führungsloch-Lochstempels, der ein Führungsloch für die Knochenschrauben erzeugt zu präparieren, so dass er die Knochenschrauben so aufnimmt, dass sich eine festere Verbindung und eine reduzierte Gefahr für ein Gewindeüberdrehen ergeben.
- 10. Alternativ zu der Verwendung eines Führungsloch-Lochstempels kann ein Bohrer mit einem relativ (verglichen mit dem Gesamt-Kerndurchmesser der Schraube) kleinen Durchmesser verwendet werden, um das Führungsloch zu erzeugen.
- 11. Es sollten Mittel bereitgestellt werden zum Verriegeln von jeder und allen Knochenschrauben in Position relativ zur Platte, und die Verriegelungsmittel sollten eine ausreichende Größe und Festigkeit aufweisen, um zuverlässig ihre beabsichtigte Funktion auszuführen.
- 12. Knochenschrauben-Verriegelungsmittel sollten vorzugsweise vor dem Knochenschraubeneinsetzen von der Platte festhaltbar sein oder sollten zuverlässig an einem Treiber anbringbar sein, um zu verhindern, dass irgend welche kleinen Teile in der Wunde verloren gehen.
- 13. Das System sollte in der Lage sein, einen Druck auf die Wirbelkörpersegmente auszuüben, die fusioniert werden sollen, während es die Lordose beibehält und/oder wiederherstellt.
- Aufgaben der Erfindung
- Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes, anteriores Halswirbelsäulen-Plattierungssystem, eine verbesserte Installationsinstrumentierung und ein verbessertes Installationsverfahren bereitzustellen, welches die oben beschriebenen Merkmale aufweist und welches viele der Unzulänglichkeiten der vorbekannten Systeme vermeidet.
- Zu diesem Zweck stellt die Erfindung ein Plattensystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bereit. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
- Erfindungsgemäß können eine Mehrzahl von Knochenschrauben, die zum Anbringen der Platte an den Wirbelkörpern verwendet werden, gleichzeitig und durch einen einzigen Vorgang in einfacher Weise und zuverlässig in Position verriegelt werden.
- Erfindungsgemäß kann ein Verriegelungsmechanismus zum Verriegeln der Knochenschrauben vor dem Einsetzen der Knochenschrauben durch den Arzt von dem Hersteller vorinstalliert werden, so dass der Arzt den Verriegelungsmechanismus nicht während der Operation als eine separate Prozedur an der Platte anbringen muss.
- Das erfindungsgemäße, anteriore Halswirbelsäulen-Plattierungssystem ermöglicht die intersegmentäre Kompression des Wirbelsäulensegments (eine Kompression der benachbarten Wirbelkörper und des Fusionstransplantates in dem Bandscheibenraum zwischen den benachbarten Wirbelkörpern) in einer Lordose und gleichfalls, wenn gewünscht, eine multisegmentäre Kompression.
- Die Platten können texturiert oder anderweitig behandelt sein zum Unterstützen des Knochwachstums von Wirbelkörper zu Wirbelkörper unterhalb der Platte.
- Bevorzugt ist die Platte eingerichtet zum zuverlässigen Ineingriffbringen eines Instruments zum Ausbilden aller Knochenschraubenlöcher koaxial zu den in der Platte ausgebildeten Löchern, wobei das Instrument ein integrales Tiefenbegrenzungsmittel aufweist, welches vollständig die Gefahr eines Durchdringens der posterioren wirbelkörperwand oder eines Eindringens in den Spinalkanal beseitigt.
- Erfindungsgemäß weisen die Knochenschrauben und die Verriegelungsmechanismen, wenn vollständig installiert, ein flaches Profil auf.
- Bevorzugt ist das anteriore Halswirbelsäulen-Plattierungssystem zumindest teilweise bio-resorbierbar. Bevorzugt weist das anteriore Halswirbelsäulen-Plattierungssystem zumindest teilweise Knocheneinwachsungs-Materialien und -Flächen auf.
- Bevorzugt weist das anteriore Halswirbelsäulen-Plattierungssystem zumindest teilweise knochenwachstumunterstützende Substanzen auf.
- Die obigen und andere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden leichter ersichtlich aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, die unter Bezugnahme auf die anhängenden Figuren bereitgestellt ist.
- Das Plattierungssystem gemäß der ersten, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist eine Platte mit einer Länge auf, die ausreichend ist, um einen Bandscheibenraum zu überspannen und wenigstens zwei benachbarte Halswirbelsäulen-Wirbelkörper zumindest teilweise zu überlappen, wobei ein wesentlicher Bereich der unteren Fläche der Platte vorzugsweise bikonkav ist d. h. entlang eines wesentlichen Bereichs der Längsachse der Platte konkav gekrümmt ist und entlang eines wesentlichen Bereichs der Querachse der Platte konkav gekrümmt ist. Die untere Fläche der Platte kann ferner so texturiert und/oder behandelt sein, dass sie entlang der unteren Fläche der Platte, welche den Halswirbelköper berührt, ein Knochenwachstum induziert. Die Platte ist mit einer Mehrzahl von Knochenschrauben-Aufnahmelöchern versehen, welche sich von der Oberseite der Platte aus zu der Unterseite der Platte durch die Platte hindurch erstrecken, und wenigstens ein Verriegelungselement ist dem Knochenschrauben-Aufnahmeloch zugeordnet. Die Platte und ihre Komponententeile können aus irgendeinem Qualitäts-Implantatmaterial hergestellt sein, das geeignet ist zur Verwendung im menschlichen Körper, und die Platte und die zugehörigen Komponenten können aus einem bio-resorbierbaren Material hergestellt sein.
- Die Knochenschrauben sind jeweils in ein zugeordnetes Knochenschrauben-Aufnahmeloch einsetzbar zum Anbringen der Platte an einem Wirbelkörper. Ein Verriegelungselement kann in eine Verriegelungselement-Aufnahmeaussparung eingreifen und weist einen Kopf auf, der so ausgebildet ist, dass er die Knochenschrauben an der Platte verriegelt. Die Verriegelungselemente sind vor einer Verwendung durch den Chirurgen in einer Art und Weise vorinstalliert, dass sie eine Installation der Knochenschrauben nicht behindern.
- Als Ergebnis davon sind die Probleme eliminiert, die zuvor mit den Verriegelungsschrauben des Typs zusammenhingen, der nach dem Einsetzen der Knochenschrauben angebracht wird, inklusive der Probleme der Instrumentation, die Verriegelungsmittel zu positionieren und der Platte zuzuführen und eines Lösens, eines Brechens, eines Überdrehens und eines Fehlgewindeschneidens, die mit den empfindlicheren Verriegelungsschrauben aus dem Stand der Technik zusammenhängen, die "Uhrmacherteilen" gleichen.
- Die Verriegelungselemente können viele Formen haben, um ihren beabsichtigten Zweck zu erfüllen, wie etwa, allerdings nicht darauf beschränkt, Schrauben, Gewindekappen, Nieten, Gewindestifte, vorstehende Elemente und dergleichen.
- Das Plattierungssystem erfordert nicht, dass der Kopf der Knochenschraube hohl ist oder dass zusätzlich zu jenen, die für die Passage der Knochenschrauben vorgesehen sind, zusätzliche Löcher durch die Platte hindurch eingebracht werden. Es ist verständlich, dass Knochenschrauben geschwächt werden, wenn ihre Köpfe hohl sind, und das Platten geschwächt werden, wenn sie mit zusätzlichen Löchern ausgestattet sind.
- Zusätzlich ermöglicht die Platte der offenbarten Systeme die so genaue Ausrichtung der Löcher in der Platte, dass die Knochenschrauben und die Platte in einfacher Weise unter Druck an dem Wirbelkörper anbringbar sind. Die Platten weisen geeignete Schlitze und Eingriffsmittel für einen Eingriff eines Kompressions-Instrumentariums auf, das unten im Detail beschrieben wird, zum Beaufschlagen einer Druckkraft zwischen benachbarten Wirbelkörpern, an welchen die Platte in zuverlässiger und einfacher Weise angebracht wird.
- Kurzbeschreibung der Figuren
- Ausführungsformen der Erfindung sind in den
76 –79 offenbart, wobei die anderen Figuren Systeme offenbaren, welche nicht in den wie beanspruchten Umfang der Erfindung fallen. -
1 ist eine perspektivische Draufsicht einer Halswirbelsäulen-Mehrfachverriegelungs-Platte. -
2 ist eine Draufsicht der in1 gezeigten Halswirbelsäulen-Mehrfachverriegelungs-Platte. -
3 ist eine Seitenansicht der in1 gezeigten Halswirbelsäulen-Mehrfachverriegelungs-Platte. -
4 ist eine Endansicht der in1 gezeigten Halswirbelsäulen-Mehrfachverriegelungs-Platte. -
5 ist eine Unteransicht der in1 gezeigten Halswirbelsäulen-Mehrfachverriegelungs-Platte. -
6 ist eine Draufsicht der den1 –5 gezeigten Halswirbelsäulen-Mehrfachverriegelungs-Platte, mit Verriegelungselementen, die in einer Offen-Konfiguration installiert sind. -
7 ist eine Draufsicht einer Modifikation der Platte aus den1 –6 , mit einem Verriegelungselement für vier Knochenschrauben in Position. -
8 ist eine Draufsicht einer weiteren Art einer Halswirbelsäulen-Verriegelungsplatte aus1 , mit einem länglichen zentralen Schlitz für verbesserte Kompressions-Fähigkeiten. -
9 ist eine Draufsicht eines Verriegelungselementes zur Verwendung mit den Platten der1 –6 . -
10 ist eine Draufsicht eines Verriegelungselementes zur Verwendung mit der zentralen Öffnung der Platte der7 und22 . -
11 ist eine Draufsicht einer Verriegelungskappe zur Verwendung in den Endöffnungen, die in den1 ,6 und7 dargestellt sind. -
12 ist eine Seitenansicht des Verriegelungselementes aus16 . -
13 ist eine Seitenansicht einer anderen Art des Verriegelungselementes aus16 . -
14 ist eine perspektivische Draufsicht einer alternativen Art einer Halswirbelsäulen-Mehrfachverriegelungs-Platte zur Verwendung mit Verriegelungsnieten. -
15 ist eine Unteransicht der Halswirbelsäulen-Mehrfachverriegelungs-Platte aus14 . -
16 ist eine Draufsicht eines Verriegelungselementes für zwei Knochenschrauben. -
17 ist eine Draufsicht einer alternativen Art des Verriegelungselementes für vier Knochenschrauben, das für eine verbesserte Flexibilität der Verriegelungslaschen Kopfschlitze aufweist. -
18 ist eine Unteransicht eines Nieten-Typ-Verriegelungselementes zur Verwendung mit der zentralen Öffnung der Platte aus14 . -
19 ist eine Seitenansicht eines Nieten-Verriegelungselementes. -
20 ist eine perspektivische Draufsicht des unteren Bereichs des Kopfs der Niete aus19 , entlang den Linien 20-20 gesehen. -
21 ist eine perspektivische Draufsicht des Kopfbereichs eines Verriegelungselementes für drei Knochenschrauben. -
22 ist eine perspektivische Draufsicht einer dritten Art der Halswirbelsäulen-Mehrfachverriegelungs-Platte, die Verriegelungselemente in der Form von Gewindekappen verwendet. -
23 ist eine Seitenansicht eines Verriegelungselementes zur Verwendung mit der Platte aus22 . -
24A ist eine Seitenansicht einer Knochenschraube. -
24B ist eine vergrößerte Seitenansicht der Knochenschraube aus24A . -
25 ist eine Seitenansicht einer alternativen Art der Knochenschraube. -
26 ist eine Ansicht des unteren Endes der in -
24A gezeigten Knochenschraube. -
27 ist eine Ansicht des oberen Endes der in24A gezeigten Knochenschraube. -
28 ist eine perspektivische Draufsicht einer vierten Art der Halswirbelsäulen-Mehrfachverriegelungs-Platte. -
29 ist eine perspektivische Draufsicht eines Verriegelungselementes zur Verwendung mit der Platte aus28 . -
30 ist eine Teilschnitt-Seitenansicht der Platte aus28 , entlang der Linien 30-30, mit einer Knochenschraube in Position. -
31 ist eine perspektivische Draufsicht der Platte aus1 , die gegen die anteriore Seite von drei aufeinanderfolgenden Wirbelkörpern in der Halswirbelsäule positioniert ist, einem Plattenhalter und einem Instrument zum Ausbilden von Knochenschrauben-Aufnahmelöchern in den Wirbelkörpern. -
32 ist eine seitliche Schnittansicht eines Bereiches der Knochenformungs-Vorrichtung aus31 , entlang der Linie 32-32 gesehen. -
33 ist eine Seitenansicht im Teilschnitt, die ein Kompressionsstab-Werkzeug und einen Kompressionsstab zeigt, der in Eingriff mit diesem ist zum Einsetzen in einen Wirbelkörper. -
34 ist eine Seitenansicht im Teilschnitt von dem Kompressionsstab-Werkzeug, das in Eingriff gebracht ist zum Entfernen des Kompressionsstabes von dem Wirbelkörper. -
35 ist eine Ansicht des unteren Endes des Kompressionsstab-Werkzeugs aus34 . -
36 ist eine Seitenansicht eines Platten-Eingriffshakens zur Verwendung mit der in38 gezeigten Kompressionsvorrichtung. -
37 ist eine seitliche Schnittansicht durch die Platte eines alternativen Lochausbildungs-Instrumentes in Form einer Bohrerführung und eines Bohrers zur Verwendung während der Platten-Installationsprozedur. -
38 ist eine Seitenansicht, die eine intersegmentale Kompression der Wirbelsäule und eine Kompressionsvorrichtung zeigt. -
39 ist eine zu der von38 ähnliche Ansicht, die die Kompressionsvorrichtung in einer weiteren Stufe der Platten-Installationsprozedur zeigt. -
40 ist eine perspektivische Draufsicht, die das Verriegeln der Knochenschrauben an der Platte zeigt. -
41 ist eine Teilschnitt-Seitenansicht eines Verriegelungselementes, das an einem Treiberinstrument angebracht ist. -
42 ist eine Teilschnitt-Seitenansicht eines anderen Verriegelungselementes, das an einem Treiberinstrument angebracht ist. -
43 ist eine Teilschnitt-Seitenansicht, die eine Halswirbelplatte, ein Verriegelungselement und Knochenschrauben zeigt, entlang Linien 43-43 in40 . -
44 ist ein vergrößerter Detailbereich entlang der Linie44 in43 . -
45 ist eine Seitenansicht im Teilschnitt von einem Plattenhalter, der an einer Platte angebracht ist. -
46 ist eine Seitenansicht im Teilschnitt von einem anderen Plattenhalter, der an einer Platte angebracht ist. -
47 ist eine perspektivische Draufsicht einer Einzelverriegelungs-Platte. -
48 ist eine Draufsicht der in47 gezeigten Platte. -
49 ist eine Seitenansicht der in47 gezeigten Platte. -
50 ist eine Endansicht der in47 gezeigten Platte. -
51 ist eine Unteransicht der in47 gezeigten Platte. -
52 ist eine Draufsicht der in47 gezeigten Platte mit Verriegelungselementen in Position. -
53 ist eine Seitenansicht einer bei der in47 gezeigten Platte verwendeten Knochenschraube. -
54 ist eine Ansicht des oberen Endes der in53 gezeigten Knochenschraube. -
55 ist eine Ansicht des unteren Endes der in53 gezeigten Knochenschraube. -
56 ist eine Draufsicht einer Verriegelungskappe zur Verwendung bei der Einzelverriegelungs-Platte aus47 . -
57 ist eine Seitenansicht der in56 gezeigten Verriegelungskappe. -
58 ist eine Unteransicht der in den56 und57 gezeigten Verriegelungskappe. -
59 ist eine perspektivische Unteransicht der Verriegelungskappe aus den56 –58 . -
60 ist eine perspektivische Draufsicht der Einzelverriegelungs-Platte aus47 , die von einem Plattenhalter an drei Wirbelkörpern gehalten gezeigt ist und mit dem Lochausbildungs-Instrument zum Einschlagen eines Führungslochs in die Wirbelkörper zum Aufnehmen einer Knochenschraube. -
61 ist eine teilweise weggebrochene Seitenansicht des Lochausbildungs-Instruments, das in ein Knochenschrauben-Aufnahmeloch geschraubt ist. -
62 ist eine perspektivische, seitliche Schnittansicht des Bohrers und einer Bohrerführung, die zum Bohren eines Lochs zum Einsetzen einer Knochenschraube an die Platte geschraubt ist. -
63 ist eine perspektivische Draufsicht einer Einzelverriegelungs-Platte, die entlang eines Segments der Wirbelsäule installiert ist, wobei zwei Verriegelungskappen in zwei Knochenschrauben-Aufnahmelöchern installiert sind. -
64 ist eine teilweise seitlich geschnittene Seitenansicht einer Verriegelungskappe, die mit einem Treiber in Eingriff ist zum Installieren der Verriegelungskappe. -
65 ist eine seitliche Teilschnittansicht der Platte, der Knochenschrauben und der Verriegelungskappen, entlang einer Linie 65-65 in63 . -
66 ist eine vergrößerte, fragmentarische Ansicht eines Bereichs66 von65 . -
67 ist eine perspektivische Ansicht einer Halswirbelsäule-Verriegelungsplatte, die von einem alternativen Plattenhalter-Instrument gehalten wird. -
68 ist eine End-Schnittansicht, die den mit einer Platte in Eingriff befindlichen Plattenhalter aus67 zeigt. -
69A ist eine End-Schnittansicht eines alternativen Plattenhalters. -
69B ist eine End-Schnittansicht eines anderen alternativen Plattenhalters. -
70 ist ein Plattenhalter-Instrument mit einem versetzten und entfernbaren Handgriff. -
71 ist eine perspektivische Draufsicht einer zweiten Halswirbelsäulen-Einzelverriegelungs-Platte mit einzelnen Verriegelungselementen zum Verriegeln jeder Knochenschraube. -
72 ist eine perspektivische Draufsicht eines mit Gewinde versehenen Verriegelungselements zur Verwendung mit der Halswirbelsäulen-Einzelverriegelungs-Platte aus71 . -
73 ist eine seitliche Teilschnittansicht der Platte aus71 , gesehen entlang Linien 73-73 und mit dem Verriegelungselement aus72 in Position zum Halten einer Knochenschraube, jedoch nicht vollständig festgezogen. -
74 ist eine perspektivische Draufsicht eines alternativen Verriegelungselements zur Verwendung mit einer ersten Modifikation der Halswirbelsäulen-Einzelverriegelungs-Platte aus71 . -
75 ist eine seitliche Schnittansicht der ersten Modifikation der Platte aus71 mit dem Verriegelungselement aus74 . -
76 ist eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Verriegelungselements zur Verwendung mit der ersten Modifikation der Platte aus71 . -
77 ist eine seitliche Teilschnittansicht der ersten Modifikation der Platte aus71 mit dem Verriegelungselement aus76 in Position. -
78 ist eine perspektivische Draufsicht eines alternativen, erfindungsgemäßen Verriegelungselements in Form einer Niete zur Verwendung mit einer zweiten Modifikation der Verriegelungsplatte aus71 . -
79 ist eine teilweise geschnittene, seitliche Detailansicht der Platte von71 , die zur Verwendung eines in Position gezeigten Verriegelungselements aus78 modifiziert ist. -
80 ist eine seitliche Teilschnittansicht einer Platte und einer Knochenschraube, wobei das Ende eines Werkzeugs zur Verwendung beim Einsetzen von sowohl den Knochenschrauben als auch den Verriegelungskappen gezeigt ist. -
81 ist eine Seitenansicht eines anderen Werkzeugs gemäß80 . -
83 ist eine weitere Halswirbelsäulen-Mehrfachverriegelungs-Platte zur Verwendung beim Stabilisieren mehrerer Segmente der Wirbelsäule. -
84A –84E sind verschiedene Arten von Halswirbelsäulen-Mehrfachverriegelungs-Platten zur Verwendung beim Stabilisieren eines einzelnen Segments der Wirbelsäule. - Detaillierte Beschreibung der Figuren
- Ein Beispiel wird zunächst in Verbindung mit den bevorzugten Alternativen des Plattensystems beschrieben, bei welchem eine Mehrzahl von Knochenschrauben mittels eines Verriegelungselements in Position verriegelt werden. Dies wird als das Mehrfachverriegelungs-Plattensystem bezeichnet. Die Mehrfachverriegelungs-Platten werden beschrieben, dann die Verriegelungselemente zum Verriegeln der Knochenschrauben an der Platte, dann die die zu den Mehrfachverriegelungs-Platten gehörenden Knochenschrauben und letztendlich die Instrumentierung und das Installationsverfahren für die Mehrfachverriegelungs-Platten. Danach werden Plattensysteme, bei denen ein einzelnes Verriegelungselement eine einzelne Knochenschraube verriegelt, beschrieben. Dies wird als das Einzelverriegelungs-Plattensystem bezeichnet. Die Verriegelungselemente, die Knochenschrauben, die Instrumentierung und das Installationsverfahren, die zu der Einzelverriegelungs-Platte gehören, werden dann erörtert.
- 1. Mehrfachverriegelungs-Plattensystem
- Die bevorzugte, nicht erfindungsgemäße, anteriore Halswirbelsäulen-Mehrfachverriegelungs-Verriegelungsplatte
2 ist in den1 –5 dargestellt (hier gezeigt als Beispiel zur Verwendung bei einer Zwei-Ebenen-Fusion (drei benachbarte Wirbelkörper)). Die Platte2 hat eine im Wesentlichen längliche Form, deren Außenkontur sich im Wesentlichen aufgrund der Anwesenheit von Flügeln oder lateralen Auskragungen4 an den Ecken und in der Mitte der Seiten der Platte2 von rechteckig abhebt. Jeder Flügel4 hat einen abgerundete Außenkontur und weist jeweils ein kreisförmiges Knochenschrauben-Aufnahmeloch6 auf. Zwei zusätzliche, zwischenliegende, kreisförmige Knochenschrauben-Ausfnahmelöcher8 sind einwärts der Seiten der Platte2 angeordnet und auf der Längsmittellinie der Platte2 zentriert. Die Flügel4 geben der Platte2 zusätzliche Festigkeit in dem Bereich, der jedes Knochenschrauben-Aufnahmeloch6 umgibt. Es ist verständlich, dass andere Formen für die Platte2 eingesetzt werden können. - Die zwischenliegenden, paarweisen Knochenschrauben-Aufnahmelöcher
8 sind für eine Verwendung bei einer Zwei-Ebenen (drei Wirbelkörper) -Fusion. Die zwischenliegenden Knochenschrauben-Aufnahmelöcher8 können für eine Ein-Ebenen (zwei Wirbelkörper) -Fusion weggelassen werden, oder zusätzliche, zwischenliegende Knochenschrauben-Aufnahmelöcher8 können hinzugefügt werden, wenn zusätzliche Ebenen fusioniert werden sollen. - Die Platte
2 ist ferner mit drei Verriegelungselementlöchern12 ausgestattet, von denen bei der bevorzugten Platte jedes ein Innengewinde3 aufweist und von einem geringfügig gesenkten Bereich14 umgeben ist. Wie es unten detaillierter beschrieben werden wird, werden Knochenschrauben in die Knochenschrauben-Aufnahmelöcher eingesetzt und ein einziges vorinstalliertes Verriegelungselement, das jedem der Verriegelungselementlöcher12 zugeordnet ist, verriegelt gleichzeitig eine Anzahl von Knochenschrauben30 in Position. - Die Anzahl von paarweisen Knochenschraubenlöchern korrespondiert im Allgemeinen zu der Anzahl von Wirbelkörpern, die fusioniert werden sollen. Eine Platte für eine Ein-Ebenen-Fusion könnte allerdings ein einzelnes Verriegelungselementloch
12 aufweisen, während Platten zum Fusionieren von mehr als zwei Ebenen (drei Wirbelkörper) zusätzliche, mittlere Verriegelungselementlöcher12 aufweisen könnten, die zu den zusätzlichen, paarweisen Knochenschraubenlöchern korrespondieren. Bei der in den1 –6 illustrierten Platte wird jedes End-Verriegelungselement20 drei Knochenschrauben30 in Position verriegeln, wohingegen die Verriegelungsschraube21 in dem mittleren Verriegelungsloch12 zwei Knochenschrauben30 in Position verriegelt. Wie in7 dargestellt, kann ein mittleres Verriegelungselement25 auch so konfiguriert sein, dass gleichzeitig vier Knochenschrauben30 verriegelt werden. - Wie insbesondere in den
3 ,4 und5 dargestellt, ist die Platte2 so geformt, dass ihre Unterseite27 (die Fläche, welche in Kontakt mit den Wirbelkörpern sein wird) eine bikonkave Krümmung aufweist, wobei sie sowohl in der Längsebene (korrespondierend zu ihrer Länge) als auch in der Ebene quer dazu (korrespondierend zu ihrer Breite) konkav ist. Die konkave Krümmung in der Längsebene passt zu der korrekten Form der anterioren Seite der Wirbelsäule mit in einer angemessenen Lordose ausgerichteten Wirbelkörpern. Diese Längskrümmung ist ein Bogen entlang des Umfangs eines Kreises (hierin als der "Krümmungsradius" bezeichnet) mit einem Radius von 15,0 cm bis 30,0 cm und bevorzugter mit einem Radius von 20,0–25,0 cm. Vom Ende aus gesehen, in4 , weist die Platte2 einen Krümmungsradius eines Kreises mit einem Radius von 15–25 mm auf, allerdings vorzugsweise mit einem Radius von 19–21 mm. Während die Platte2 eine Dicke zwischen 2–3 mm aufweisen kann, ist eine Dicke zwischen 2,25 und 2,5 mm bevorzugt. - Die Unterseite
27 der Platte2 so konturiert zu haben, dass sie in der Lage ist, flach an den zugeordneten Wirbelkörpern anzuliegen, steht im Kontrast zu konventionellen Platten, welche größere Krümmungsradien haben, die die Wirbelkörper nur entlang der Längsmittellinie der Platte berühren, wodurch ein Seite-zu-Seite-Wackeln der Platte relativ zu den Wirbelkörpern ermöglicht wird. Die Kontur der Platte schafft einen effektiven Widerstand gegen das Wackeln der Platte2 relativ zu den Wirbelkörpern um die Längsmittellinie der Platte, wodurch Spannungen an der Platte2 und den Knochenschrauben30 reduziert werden und verhindert wird, dass die Weichgewebe unterhalb der Platte eingeklemmt werden. - Andere Vorteile, die sich durch die obige Krümmung ergeben, sind, dass die Platte
2 besser zu der gegenüberliegenden Knochenfläche passt, dass die Platte2 mit einem kleineren Abstand von der Wirbelsäule absteht, dass verhindert wird, dass Weichgewebe unter die Ränder der Platte2 gleitet, wo es Gegenstand von Schädigungen sein könnte, und dass der Winkel der Knochenschrauben30 senkrecht zur Platte, wenn von der Seite aus gesehen und installiert, im Wesentlichen ein konvergierenden Winkel sein wird, womit der Wirbelknochen zwischen den Knochenschrauben30 eingefangen wird und damit die Platte an der Wirbelsäule fester verankert wird. - Wie in
5 dargestellt, weist die Unterseite27 der Platte2 vorzugsweise eine poröse, aufgeraute und/oder texturierte Oberflächenschicht auf und kann mit fusionsunterstützenden Substanzen (wie etwa knochenbildungsanregenden Proteinen) überzogen oder imprägniert sein oder diese enthalten, um das Knochenwachstum entlang der Unterseite der Platte2 von Wirbelkörper zu Wirbelkörper zu unterstützten. Die texturierte Unterseite27 schafft ferner ein Medium für das Aufnehmen von fusionsunterstützenden Substanzen, mit welchen die Unterseite27 vor der Installation imprägniert worden sein kann. Der Unterseite27 der Platte2 kann die gewünschte, poröse, texturierte Form zum Beispiel durch Rau-Strahlen oder jede andere konventionelle Technologie, wie beispielsweise Ätzen, Plasmastrahlen, Sintern und Gießen, gegeben werden. Wenn porös, ist die Unterseite27 so ausgebildet, dass sie eine Porosität oder eine Porengröße in der Größenordnung von 50–500 Mikrometer und vorzugsweise von 100–300 Mikrometer aufweist. Fusionsunterstützende Substanzen, mit welchen die poröse, texturierte Unterseite27 imprägniert sein kann, weisen auf, sind allerdings nicht darauf beschränkt, knochenbildungsanregende Proteine, Hydroxylapatid oder Hydroxylapatidtrikalziumphosphat. Die Platte2 kann zumindest teilweise aus einem resorbierbaren Material bestehen, welches ferner mit dem Knochenwachstumsmaterial imprägniert sein kann, so dass die Platte2 von dem Körper des Patienten resorbiert wird und das Knochenwachstumsmaterial gelöst wird, so dass es wie ein Zeit-Lösemechanismus wirkt. Mit der Platte2 aus einem Material hergestellt, das resorbierbar ist, und mit knochenwachstumsunterstützendem Material anwesend, wird dem Wirbelkörper ermöglicht, in einer natürlicheren Art und Weise zu fusionieren, während die Platte fortschreitend weniger Last trägt, wodurch eine spätere Spannungsabschirmung der Wirbelsäule vermieden wird. - Wie ferner in den
4 und5 dargestellt, weist zumindest ein Ende der Platte2 eine Aussparung18 auf, die mit einer Kompressionsvorrichtung zusammenwirken kann, die später mit Bezugnahme auf die36 und38 detaillierter beschrieben wird. -
6 ist eine Draufsicht der Platte2 aus1 mit Verriegelungselementen20 ,21 , die in die Verriegelungselement-Aufnahmelöcher eingesetzt sind. Die Verriegelungselemente20 ,21 haben die Form von Schrauben, die mit dem Innengewinde3 der Verriegelungslöcher12 zusammenwirken. Jedes dieser Verriegelungselemente20 ,21 ist in seiner anfänglichen Offen-Orientierung dargestellt, bei der die Orientierung der Aussparungen22 im Kopf23 jedes Verriegelungselements20 ,21 so ausgerichtet ist, dass ein Einsetzen der Knochenschrauben30 in benachbarte Knochenschrauben-Aufnahmelöcher6 ,8 ohne Wechselwirkung mit dem Kopf23 des Verriegelungselementes20 ,21 ermöglicht ist. Es ist verständlich, dass andere Konfigurationen des Kopfes23 möglich sind, um ein Einsetzen einer Knochenschraube in benachbarte Knochenschrauben-Aufnahmelöcher ohne Wechselwirkung mit dem Kopf23 zu ermöglichen. -
8 ist eine Draufsicht einer anderen Platte2 gemäß den1 –5 , die im Allgemeinen als Platte120 bezeichnet ist. Die Platte120 ist mit einem sich längs erstreckenden, länglichen Schlitz122 entlang ihrer Längsachse ausgestattet, welcher sich mit dem mittleren Verriegelungsloch12 überschneidet. Der längliche Schlitz122 ermöglicht eine zusätzliche Relativbewegung zwischen der Platte120 und einem Kompressionsstab54 , der mit einem Kompressionswerkzeug während der Kompressionsprozedur verbunden ist, wie es im Folgenden diskutiert werden wird. - Bezugnehmend auf die
14 und15 ist eine alternative Mehrfachverriegelungs-Platte dargestellt, die mit der Ziffer70 bezeichnet ist. Bei der Platte70 ist anstatt des mit Gewinde versehenen Verriegelungslochs12 eine zentrale Öffnung 200 zum Aufnehmen einer entfernbaren Niete202 des in den17 –20 dargestellten Typs vorgesehen.15 ist eine Unteransicht der in14 gezeigten Platte70 . Die Kontur der Platte70 ist die gleiche wie die der Platte2 , die in den1 –5 dargestellt ist. Die Niete202 ist entfernbar und passt in die nicht mit Gewinde versehene Öffnung200 , die vergleichbar mit dem Verriegelungsloch12 und dem Schlitz122 ist, die oben beschrieben sind. Andere Beispiele können eine Niete verwenden, die nicht entfernbar ist, sondern als ein Teil der Platte70 hergestellt ist, wie sie in den End-Verriegelungslöchern19 der14 und15 verwendet werden würde. - Bezugnehmend auf die
22 ist eine andere Mehrfachverriegelungs-Platte dargestellt und ist im Allgemeinen mit der Ziffer230 bezeichnet. Die Platte230 verwendet z.B. Gewindekappen, wie etwa die Kappe300 , die in den9 und23 dargestellt ist, für ein Verriegelungselement, oder vorzugsweise eines mit Aussparungen, wie beschrieben, mit einer Erscheinungsform in der Draufsicht wie beispielsweise das Verriegelungselement in den10 –11 . Das zentrale Verriegelungsloch602 weist einen länglichen Schlitz234 zum Bereitstellen einer verbesserten Kompressionsfähigkeit auf, wie es ferner hierin diskutiert werden wird. - Bezugnehmend auf die
10 –13 ist ein erstes Verriegelungselement20 ,21 ,25 in Form von Verriegelungsschrauben zur Verwendung mit der Platte2 dargestellt.10 ist eine Draufsicht, welche den Kopf23 des zentralen Verriegelungselementes25 illustriert, das in7 dargestellt ist. Der Schaft46 des Verriegelungselementes25 hat ein Gewinde47 , das zu dem Gewinde3 innerhalb des zugehörigen Verriegelungslochs12 der Platte2 passt. Wie in21 dargestellt, weist jedes Segment49 auf jeder Seite der Aussparungen22 des Verriegelungselements21 eine Drückfläche48 auf, die an der unteren Fläche des Verriegelungselement-Kopfes23 ausgebildet ist. Wie in16 dargestellt, kann der Verriegelungselement-Kopf23 mit zwei Schlitzen42 versehen sein zum Bereitstellen von Flexibilität für den Verriegelungselement-Kopf 23, um während der Drückaktion die Fähigkeit des Verriegelungselementes zu unterstützen, über die Oberseite des Knochenschraubenkopfes32 zu gleiten, wenn das Verriegelungselement gedreht wird. Es ist verständlich, dass alternativ die Drückfläche kurvenförmig, rampenförmig oder keilförmig sein kann. Die kurvenförmigen, rampenförmigen oder keilförmigen Ausbildungen können auch bei anderen Verriegelungselementen verwendet werden, die hierin beschrieben sind. - Bezugnehmend auf die
6 und10 –13 wird verständlich, dass, wenn die Verriegelungselemente20 ,21 im Uhrzeigersinn in Bezug auf die Ansicht der6 gedreht werden, eine jeweilige Drückfläche48 über die gekrümmte Oberseite39 eines jeweiligen Knochenschraubenkopfes32 gleiten wird, um die zugehörigen Knochenschrauben30 und Verriegelungselemente20 ,21 zwangschlüssig in Position zu verriegeln. - Alternativ kann, wie in
21 dargestellt, anstelle der Drückfläche44 eine rampenförmige oder keilförmige Fläche44 verwendet werden, um die Kraft zu vergrößern, die dem Knochenschraubenkopf32 beaufschlagt wird. Wenn verriegelt, würde das vordere Ende des rampenförmigen Bereichs des Verriegelungselements niedriger als die Erhebung des Knochenschraubenkopfs32 sein, so dass mehr Kraft nötig ist, um das Verriegelungselement anzuheben und es zu lösen, als für das Verriegelungselement notwendig ist, um fest und verriegelt zu bleiben. Jedoch muss der Verriegelungselement-Kopf23 keine Schlitze aufweisen, nicht kurvenförmig sein oder eine rampenförmige Fläche aufweisen, um das in Position Verriegeln der Knochenschraube30 zu erzielen. Druck, Reibung, Presspassung oder andere Eingriffsmittel, die geeignet sind zum Verhindern, dass sich das Verriegelungselement aus seiner Verriegelungsposition herausbewegt, können eingesetzt werden. - Die Niete
202 , die in den17 –20 dargestellt ist, ist zur Verwendung in Verbindung mit der Platte70 vorgesehen, die in den14 –15 dargestellt ist, und ist im Detail im Querschnitt in den19 und20 gezeigt. Die Niete202 weist einen Kopf204 , einen Schaft206 und ein längliches Bodensegment208 auf zum Zusammenpassen mit der korrespondierenden Öffnung200 in der Platte70 . Die untere Fläche210 des Kopfes204 der Niete202 hat eine irreguläre Fläche, welche kurvenförmig sein kann, wie etwa an der Unterseite des Verriegelungselements20 ,21 , zum Eingriff mit der Oberseite39 des Knochenschraubenkopfs32 . Zur Verwendung in den End-Verriegelungslöchern19 kann die obere Fläche des länglichen Bodensegments208 eine irreguläre Fläche zum Zusammenwirken mit der irregulären Fläche der Unterseite der Platte70 aufweisen, um die Niete202 in der Verriegelungsposition an dem Knochenschraubenkopf32 zu halten, wie in15 dargestellt. Während die Niete aus18 eine separate, entfernbare Komponente von der Platte ist, können Nieten, und insbesondere jene zur Verwendung mit den End-Verriegelungslöchern, während des Herstellungsprozesses der Platte als Teil der Platte ausgebildet werden und die Niete kann nicht entfernbar sein. - Jedes der obigen Beispiele stellt ein festes Anbringen des Verriegelungselementes bezüglich einer Knochenschraube
30 und einer zugehörigen Platte bereit. - Bei der alternativen Mehrfachverriegelungs-Platte
23 , die in22 gezeigt ist, kann das Verriegelungselement in der Form einer mit Gewinde versehenen Verriegelungskappe300 sein, die in23 dargestellt ist. Die mit Gewinde versehene Verriegelungskappe300 weist an ihrem Außenumfang ein Gewinde302 , das zu dem Gewinde303 am Innenumfang der Verriegelungselement-Vertiefungen304 in der Oberseite der in22 gezeigten Platte230 korrespondiert. Die Verriegelungskappe300 ist relativ dünn, insbesondere verglichen mit ihrer Breite. Die Oberseite305 der Verriegelungskappe300 ist mit einem nicht kreisförmigen Durchgangsloch 306 zum Aufnehmen eines ähnlich konfigurierten Antriebswerkzeugs ausgestattet. - Bezugnehmend auf die
28 ,29 und30 sind eine andere Mehrfachverriegelungs-Platte, die im Allgemeinen mit der Ziffer400 bezeichnet ist, und ein Verriegelungselement in der Form eines dünnen Verriegelungselementes412 gezeigt. Die Platte400 weist in ihrer Oberseite eine Öffnung zum Einsetzen des dünnen Verriegelungselementes412 , eine Aussparung402 , die zu jedem der Knochenschrauben-Aufnahmelöcher408 gehört, und einen Schlitz410 in der Seitenwand der Knochenschrauben-Aufnahmelöcher408 auf, um dem dünnen Verriegelungselement412 zu ermöglichen, eine Reihe von dünnen Auskragungen oder Flügeln414 aufzuweisen, die dünner als der Schlitz410 sind, was diesem Verriegelungselement412 ein Erscheinungsbild ähnlich dem eines Propellers verleiht. Das dünne Verriegelungselement412 ist in der Lage, innerhalb der Platte rotiert zu werden, so dass es die Knochenschraubenlöcher nicht abdeckt, womit dem dünnen Verriegelungselement412 ermöglicht wird, vor der Installation der Knochenschrauben durch den Chirurgen vorinstalliert zu werden. Eine eingeschränkte Rotation des dünnen Verriegelungselementes412 ermöglicht, dass die Flügel414 sich durch den Schlitz410 hindurch erstrecken und einen Bereich der Oberseite der zugeordneten Knochenschraube30 abdecken. Die Flügel414 des dünnen Verriegelungselementes412 sind flexibel und gleiten beim Rotieren über die Oberseite39 des Knochenschraubenkopfs32 hinweg, um die Knochenschraube30 in Position zu verriegeln. Wie bei den anderen Ausführungsformen diskutiert, ist jede der Ausführungsformen des Verriegelungselements geeignet, mehr als eine Knochenschraube30 zu verriegeln. Es ist verständlich, dass die verschiedenen Mehrfachverriegelungs-Platten und Verriegelungselement-Kombinationen geeignet sind, nicht weniger als vier Knochenschrauben auf einmal zu verriegeln, allerdings genauso nutzbar sind, eine geringere Anzahl oder überhaupt keine zu verriegeln, d. h. sich selbst an der Platte zu sichern. - Es wird angemerkt, dass ein Merkmal jedes der oben beschriebenen Verriegelungselement-Beispiele ist, ein Treiber-Eingriffsmittel aufzuweisen, in diesen Fällen z.B. eine Aussparung
24 so groß wie die Aussparung34 in den Knochenschrauben30 , so dass das gleiche Werkzeug verwendet werden kann, um sowohl die Knochenschrauben30 als auch die Verriegelungselemente zu drehen. Ferner sind die Verriegelungselemente ausreichend stabil und haben eine ausreichende Masse, um in der Lage zu sein, ein Verriegeln auszuhalten ohne zu brechen. - Alle gezeigten Beispiele der Mehrfachverriegelungselemente, die eine Anzahl von Aussparungsbereichen aufweisen, haben einen Bogen mit einem Radius, der größer als der von dem Knochenschraubenkopf ist. Außerdem ist der Kopf
23 von jedem Verriegelungselement20 ,21 in seinem Zentrum mit einer nichtkreisförmigen Aussparung24 versehen, wie beispielsweise in9 dargestellt, in welche ein geeignetes Manipulationswerkzeug eingreifen kann, wie beispielsweise in den40 –42 dargestellt. Bei dem in9 gezeigten Kopf23 würde ein zugehöriges Werkzeug einen Sechskantkopf aufweisen, wobei allerdings, wie mit Bezug auf die80 und81 erörtert, andere Formen und Aussparungen in dem Kopf23 verwendet werden können. Das Gewinde von jedem Verriegelungsloch12 und jedem Verrieglungselement20 ,21 weist eine enge Toleranz auf, so dass sie zuverlässig ihre Orientierungen beibehalten werden, um ohne Beeinträchtigung ein Einsetzen der Knochenschrauben30 in die Knochenschrauben-Aufnahmelöcher6 ,8 zu ermöglichen. - Es ist verständlich, dass, während verschiedene Formen von Verriegelungselementen offenbart wurden, im Lichte der Lehre andere, äquivalente Mittel für den Zweck des in Position Verriegelns der Knochenschrauben
30 verwendet werden können. In83 ist eine alternative Mehrfachverriegelungs-Platte990 mit zusätzlichen, zwischenliegenden Knochenschrauben-Aufnahmelöchern980 und zugehörigen Verriegelungselementen960 zum in Position Verriegeln der Knochenschrauben30 dargestellt. Die Platte990 ermöglicht einen engeren Abstand und mehr Paare von Knochenschraubenlöchern als die Anzahl von Wirbelkörpern, in die eingegriffen werden soll. - In den
84A –84E sind verschiedene Platten 700a–g dargestellt, die für eine Ein-Ebenen-Fusion verwendet werden. Jede dieser Platten700a –g ist so gestaltet, dass sie ein Wirbelsäulensegment, das aus einem Bandscheibenraum und zwei benachbarten Wirbelkörpern (das Knochentransplantat enthaltend) besteht, überspannen, und wobei sie Knochenschrauben in das Ende der Wirbelkörper durch die Knochenschrauben-Aufnahmelöcher6 hindurch eingesetzt, die den zwei benachbarten Wirbelkörpern zugeordnet sind, und dann in Position verriegelt haben. Wie in den84A –84E dargestellt, kann ein Verriegelungselement710 oder können zwei Verriegelungselemente verwendet werden, um vier Knochenschrauben in Position zu verriegeln. In den84A –84B ist jede der Platten 700a–e mit den Verriegelungselementen in ihrer Offen-Orientierung und bevor diese rotiert werden, um die Knochenschrauben zu verriegeln, dargestellt. - Jede der oben beschriebenen Platten kann die gleiche im Wesentlichen bikonkave Kontur aufweisen, wie sie bereits für das Übereinstimmen mit der anterioren Seite der Wirbelsäule beschrieben wurde.
- Die
24A und24B stellen eine Seitenansicht einer Knochenschraube30 bereit.27 ist eine Draufsicht der Knochenschraube30 . Im Zentrum des Knochenschraubenkopfs32 ist eine Profil-Aussparung34 , welche die gleiche Form wie die Aussparung24 jedes Verriegelungselements20 ,21 aufweisen kann, in welchem Fall dieser mit dem gleichen Werkzeug gedreht werden kann, wie das, das zum Drehen der Verriegelungselemente20 ,21 eingesetzt wird. Es ist verständlich, dass der Treiber-Eingriffsbereich der Knochenschraube30 geschlitzt und entweder ein Einsetzelement oder ein Aufnahmeelement (wie es dargestellt ist) sein könnte. - Bei der Knochenschraube
30 , die in den24A und24B dargestellt ist, ist der Knochenschraubenkopf abgestuft, wobei der erste niedrigere Kopfbereich35 benachbart zu dem Schraubenschaft33 ist und einen kleineren Durchmesser als der obere Bereich des Knochenschraubenkopfs32 aufweist. Wenn diese Ausführungsform der Knochenschraube30 eingesetzt wird, weist jedes Knochenschrauben-Aufnahmeloch6 ,8 der Platte2 einen gesenkten Bereich14 auf, der zu dem Durchmesser des oberen Bereichs des Knochenschraubenkopfs32 passt und für eine Presspassung dimensioniert ist. Der untere Bereich35 des Knochenschraubenkopfs32 ist so dimensioniert, dass er eine Presspassung mit dem ihm zugeordneten Bereich der Knochenschrauben-Aufnahmelöcher6 ,8 erzielt. Der obere Bereich des Knochenschraubenkopfs32 mit dem größerem Durchmesser stellt sicher, dass die Knochenschraube30 nicht vollständig durch die Knochenschrauben-Aufnahmelöcher6 ,8 der Platte2 hindurch vorgetrieben werden kann. Die Knochenschraube30 passiert vollständig durch die obere Fläche der Platte2 hindurch, ohne in irgendeiner Weise mit der oberen Fläche in Eingriff zu gelangen. - Wie in
44 dargestellt, passiert der Kopf32 der Schraube30 ungehindert durch die obere Fläche der Platte hindurch, bis die untere Fläche des vergrößerten Schraubenkopfs32 in Eingriff mit der oberen Fläche des verjüngten Schraubenkopf-Aufnahmebereichs in der Mitte der Materialstärke oder unterhalb der Mitte der Materialstärke der Platte kommt. Dies wird als optimal betrachtet, zum Ermöglichen der größten Schraube-zu-Platte-Stabilität, sogar ohne die Verriegelung, gegen alle Kräfte außer solchen, die dem Einsetzungspfad entgegengesetzt wirken, wobei weiterhin die größte Plattenfestigkeit unter dem Knochenschraubenkopf23 bereitgestellt wird. Das heißt, da die Platte nur im Allgemeinen 2–3 mm dick ist, dass eine rein vertikale Umfangswand am besten in der Lage ist, die Bewegung einer Schraube einzuschränken, wenn der Kopf ähnlich konfiguriert ist und zwischen ihnen eine geringe Toleranz besteht. Ein Platzieren der Abstützung des Kopfes in der Nähe der Mitte der Dicke der Platte ist bevorzugt, da es ermöglicht, dass der Kopf groß bleibt, um die Aussparung für den Treiber unterzubringen, ohne geschwächt zu sein, wobei ein Platzieren der Abstützung des Kopfes weg von der oberen Fläche der Platte ermöglicht, dass der Schraubenkopf tief in der Platte ist. Ein Platzieren der Abstützung des Kopfes bei in etwa der Mitte der Dicke der Platte stellt sicher, dass genug Plattenmaterial unter dem Kopf ist, um diesen abzustützen, während eine adäquate Kopflänge über und unter dem Kontaktpunkt bereitgestellt wird, um zu verhindern, dass der Kontaktpunkt durch Bereitstellen von adäquaten Hebelarmen wie ein Hebelpunkt fungiert, so dass eine ungewollte Bewegung verhindert wird. - Bei der alternativen Knochenschraube
30' , wie in25 dargestellt, ist der Knochenschraubenkopf32' in Richtung von der Oberseite des Knochenschraubenkopfs32' zur Schraubenspitze36' verjüngt. Wieder ist der Knochenschraubenkopf32' so dimensioniert, dass er eine Presspassung in dem zugeordneten Knochenschrauben-Aufnahmeloch6 ,8 erzielt, wenn die Knochenschraube30' vollständig installiert wurde. Wenn die Knochenschraube30' eingesetzt wird, brauchen die Knochenschrauben-Aufnahmelöcher6 ,8 nicht mit einem gesenkten Bereich4 ausgestattet zu sein. - Bei jeder der obigen Knochenschrauben präsentieren die Knochenschrauben
30 und30' eine einzigartige Kombination eines sich verjüngenden Schraubenschafts33 und eines Schraubengewindes31 . Der Durchmesser des Schraubenschafts33 wird im Allgemeinen von einem distalen Bereich des Schafts in der Nähe der Schraubenspitze36 aus in Richtung zum proximalen Bereich des Schafts in der Nähe des Schraubenkopfs32 größer. Bei der bevorzugten Knochenschraube ist ferner die Rate der Durchmesservergrößerung in der Nähe des Knochenschraubenkopfs32 größer. Eine derartige Form verhindert Spannungsanstiege und stellt eine verbesserte Festigkeit an dem Schraube-Platte-Verbindungsbereich bereit, wo er am meisten benötigt wird. Die Verjüngung des Schraubenschafts33 kann eine konkave Form aufweisen, wie in24A dargestellt, oder kann linear sein. Der distale Bereich des Schraubenschafts33 kann einen konstanten Durchmesser annehmen. - Wieder bezugnehmend auf die
24A und24B , weist das Gewinde31 der Knochenschraube30 einen im Wesentlichen konstanten Außen- oder Gewindespitzen-Durchmesser d von dem proximalen Bereich des Schafts unterhalb des Knochenschraubenkopfs32 aus zu dem distalen Bereich des Schafts in der Nähe der Knochenschrauben-Spitze36 hin auf. Bei der Schraubenspitze36 kann der Gewindespitzen-Durchmesser des Gewindes31 für vorzugsweise einen oder zwei Umläufe reduziert sein, um das Einsetzen und Eindringen der Knochenschraube30 in den Knochen zu erleichtern. - Das bevorzugte Gewinde
31 jeder Knochenschraube30 weist einen Außendurchmesser auf, der etwas kleiner als der Durchmesser des untersten Bereichs35 des Knochenschraubenkopfs32 ist, welcher benachbart zu dem hinteren oder oberen Ende des zugehörigen Gewindes31 ist. Zusätzlich ist das Gewinde31 relativ dünn in Richtung der Längsachse der Schraube und nach außen hin zugespitzt und weist den Querschnitt eines Dreiecks auf. - Ein Beispiel für die Dimensionen einer Knochenschraube zur Verwendung bei einem chirurgischen Eingriff an einer menschlichen, anterioren Halswirbelsäule und zum Einsetzen in den Wirbelkörper ist wie folgt: Der Gewindebereich dieser Schraube hat eine Länge von etwa 10 mm bis etwa 22 mm (12–18 mm bevorzugt) und eine Kopflänge von etwa 1 mm bis etwa 3 mm (2–2,5 mm bevorzugt). Der Gewindebereich sollte einen maximalen Außendurchmesser von etwa 3,6 mm bis etwa 5,2 mm (3,8–4,5 mm bevorzugt) haben, und der Kopf weist einen Durchmesser von etwa 3,8 mm bis etwa 6 mm (4–5,5 mm bevorzugt) auf. Die Gewindesteigung ist von etwa 1,25 mm bis etwa 2,5 mm (1,5–2,0 mm bevorzugt) und weist ein scharfes und dünnes Gewindeprofil auf. Der Scheitelpunkt, der beiden Flächen des Gewindes weist einen Winkel von weniger als etwa 21 Grad (15 Grad bevorzugt) auf, und die Basis des Gewindes ist weniger als etwa 0,60 mm (0,25–0,35 mm bevorzugt) dick. Die Schraube hat einen Kerndurchmesser, der von annähernd oberhalb der Spitze des Schafts entlang der Längsachse zu annähernd unterhalb des Kopfbereichs der Schraube hin ansteigt. Vorzugsweise ist die Spitze der Schraubenspitze mittels zumindest eines ausgeschnittenen Abschnitts mit einer Spannut versehen, um die Schraube selbstschneidend zu machen.
- Obwohl das Gewinde
31 der Knochenschraube30 ein dünnes Profil aufweist, wird das Gewinde nichtsdestotrotz fester als der Knochen sein, in welchen es eingeführt wird, so dass dieses Gewinde effizient eine dünne schraubenförmige Rille in das Knochengewebe schneiden wird. Das Volumen des Knochens, das durch die Dicke des Gewindes verdrängt wird, ist aufgrund der dünnen Form des Gewindes minimiert, wobei jedoch der beträchtliche Gewindespitzen-Durchmesser des Schraubengewindes den in Kontakt mit dem Knochen befindlichen Oberflächenbereich des Gewindes maximiert. Während ein Vergrößern des Durchmessers des Schraubenschafts33 in der Nähe des Knochenschraubenkopfs32 dessen Festigkeit vergrößert, wo es notwendig ist, ermöglicht ein Reduzieren des Durchmessers des Schraubenschafts33 weg von dem Knochenschraubenkopf32 , wo eine derartige Festigkeit nicht erforderlich ist, einen maximalen Eingriffsbereich des Gewindes31 mit dem Knochen. - In den
24A und26 ist die Knochenschraubenspitze36 mit Spannuten38 ausgestattet, um die Knochenschraube30 selbstschneidend zu machen. Anders als die Knochenschrauben im Stand der Technik, die für einen chirurgischen Eingriff an der anterioren Halswirbelsäule eingesetzt werden und die nicht selbstschneidend sind, ist die Gewindeform der Schraube gemäß der Erfindung eher wie ein Gewindebohrer als eine konventionelle Schraube, weil das Gewinde sehr scharf und mit einer Spannut versehen ist. Zusätzliche Knochenschrauben30 sind in den53 –55 gezeigt. - Als Beispiele sind Platten zum Fusionieren von drei benachbarten Wirbelkörpern (zwei Zwischenräume oder zwei Wirbelsäulensegmente) dargestellt. Jeder Satz von Knochenschrauben-Aufnahmelöchern, der einem Wirbelkörper zugeordnet ist, wird als ein Segment der Platte betrachtet, so dass zum Beispiel in
1 drei Segmente dargestellt sind, ein oberes, ein mittleres und ein unteres Segment. Während die aktuelle Diskussion im Zusammenhang mit den Platten zur Verwendung beim Fusionieren von drei Wirbelkörpern über zwei Zwischenräume hinweg steht, sollte es verstanden sein, dass entsprechend der Anzahl der zu fusionierenden Wirbelkörper längere und kürzere Platten mit der geeigneten Anzahl und Anordnung von Knochenschrauben-Aufnahmelöchern in Erwägung gezogen sind und die Form von Platten annehmen würden, die mit weniger oder mehr zwischenliegenden Segmenten dargestellt sind, wie etwa dem Segment entlang der Linie9 in1 oder den zwischenliegenden Segmenten der Platten, die in den82 –84F dargestellt sind. - Bezugnehmend auf die
31 –42 wird im Folgenden ein Überblick über die Schritte des Verfahrens zum Installieren der erfindungsgemäßen Platten gegeben. Eine detaillierte Beschreibung des Instrumentariums und des Verfahrens zum Installieren der Platten folgt dem Überblick. - Schritt 1
- Nachdem die interkorporellen Fusionen abgeschlossen sind, entfernt der Chirurg jegliche Knochenspitzen oder lokalisierte Irregularitäten entlang der Vorderseite der Wirbelsäule in dem Bereich, der fusioniert werden soll.
- Schritt 2
- Die Platte korrekter Länge wird von dem Chirurgen ausgewählt durch Messen der Distanz an der Wirbelsäule mittels eines Messschiebers, eines Lineals, einer Schablone und dergleichen. Diese Platte weist eine Länge auf, die ausreichend ist, um die Distanz der Wirbelsäule, die fusioniert werden soll, zu überspannen und teilweise einen Bereich von jedem der End-Wirbelkörper zu überlappen, die fusioniert werden sollen.
- Schritt 3
- Verwenden eines Plattenhalters, wobei die Platte in der Wunde platziert und positioniert wird, um zu dem Positionieren, der Länge und der Schraubenlöcherausrichtung relativ zu den zu fusionierenden Wirbelsäulensegmenten zu passen.
- Schritt 4
- Wie in
31 dargestellt, kann mit der Platte derart positioniert und sicher gehalten die Platte an jedem der Wirbelkörper angebracht werden, die fusioniert werden sollen (nur als Beispiel, hier als der oberste Wirbelkörper dargestellt). - Unterschritt 4A
- Der Führungsloch (Leiteinrichtung)-Lochstempel
60 wird an der Platte2 wie in32 angebracht, oder alternativ kann, wobei es nicht bevorzugt ist, die Bohrerführung aus37 verwendet werden. In beiden Fällen ist das Führungslochausbildungs-Mittel fest zu der Wand des Platten-Knochenschrauben-Aufnahmelochs ausgerichtet und davon gehalten. - Unterschritt 4B
- Das Führungsloch wird dann ausgebildet durch Einschlagen des Führungslochstempels aus
32 oder durch Bohren mit dem Bohrer aus37 . Bei der Alternative kann, wobei es nicht bevorzugt ist, die Ausbildung des Führungslochs ohne all dieses bewerkstelligt werden und die richtige Schraube, die so ausgewählt ist, dass sie eine Länge aufweist, die geringer als die Distanz entlang ihres Pfades zu dem posterioren Wirbelkörper-Cortex ist, kann direkt eingesetzt werden. - Die Bestimmung der geeigneten Schraubenlänge wird durchgeführt durch Messen oder Schablonieren von Röntgenaufnahmen, MRT's oder CT-Scans oder direkt bestimmt durch Messen der Tiefe des Bandscheibenraums.
- Schritt 5
- Die richtige Schraube wird dann an dem Schraubendreher angebracht, welcher unabhängig von der spezifischen Form des Schraubendreher-Eingriffsmittels so gestaltet ist, dass er eine Presspassung aufweist, so dass sie während des Transports zu der Einsetzstelle fest mit dem Treiber verbunden ist. Die
41 ,42 ,63 ,64 ,80 und81 zeigen verschiedene Wege zum Erzielen einer derartigen Passung von Treiber und Schraube. Zusätzlich zu einer Keilverbindung an der Schrauben-Treiber-Schnittstelle, sind Clips und Federn und andere Mittel zum temporären und reversiblen Sichern der Schraube an dem Treiber gut bekannt, wie beispielsweise in80 gezeigt, in der eine geschlitzte, einwärts federnde Hülse eine mit Gewinde versehene Kappe am Umfang hält, bis sie, wenn diese in die Platte eingeschraubt wird, automatisch zurückgeschoben wird und die mit Gewinde versehene Kappe freigibt. - Sobald eine erste Knochenschraube durch die Platte hindurch vollständig in einen Wirbelkörper eingesetzt wurde, ist es bevorzugt, die andere des Querpaares in der durch
33 bereits beschriebenen Art und Weise einzusetzen. - In einer ähnlichen Art und Weise ist es möglich, die verbleibenden Knochenschrauben je nach den Vorlieben des Chirurgen in jeden der von der Fusion umfassten Wirbelkörper einzusetzen, nur in die End-Wirbelkörper des Fusionskonstruktes einzusetzen oder zusätzlich Schrauben in den Fusionstransplantaten zu platzieren.
- Jedoch ist es, wie in den
33 ,34 ,38 und39 dargestellt, mit dieser Platte nach Wunsch des Chirurgen möglich, einen Bereich oder alle des Fusionskonstrukts unter Druck zu setzen und dieses intersegmentär oder über die gesamte Länge des Fusionskonstruktes zu tun, sogar wenn dieses multi-segmentiert ist. - Es ist verständlich, dass die gleiche Prozedur allgemein für jedes der Plattensysteme der Erfindung eingesetzt werden könnte.
- Wie in
31 dargestellt, sind die Wirbelkörper50a –c durch Fusions-Transplantatblöcke51 voneinander separiert, welche vorher in den Bandscheibenraum zwischen benachbarten Wirbelkörpern50 installiert wurden, was ein Fusions-Knochentransplantat-Konstrukt bildet. Die Platte2 ist in31 mit entfernten Verriegelungselementen20 ,21 dargestellt, um die Illustration zu vereinfachen. Es versteht sich jedoch, dass bei der bevorzugten Platte die Verriegelungselemente20 ,21 in die Positionen, die in6 dargestellt sind, vorinstalliert sein können und vorzugsweise sind vor dem Positionieren der Platte2 auf den Wirbelkörpern der Wirbel50 , wodurch dem Chirurgen Zeit und Mühe erspart wird. - Die Platte
2 kann durch irgendein bekanntes Platten-Haltemittel gehalten werden, allerdings vorzugsweise durch die Haltewerkzeuge, die in den45 ,46 oder70 dargestellt sind, durch die Kerben142 in den Seiten der Kompressionsarme104 ,130 eines Wirbel-Kompressionswerkzeugs100 , das in39 dargestellt ist, oder als eine weitere Alternative durch den einheitlichen Plattenhalter, der ähnlich zu dem Design in70 ist. - Wie in
45 gezeigt, weist der Plattenhalter870 ein hohles, rohrförmiges Gehäuse872 mit einer zentralen Stange874 auf, die an einem Ende ein Gewinde878 aufweist zum Eingriff in eines der mit Gewinde versehenen Verriegelungslöcher12 in der Platte2 . Das untere Ende des Gehäuses872 hat Auskragungen880 ,882 , die sich nach außen erstrecken und dann nach unten, um in die Knochenschrauben-Aufnahmelöcher8 der Platte2 zu passen und zu verhindern, dass das Gehäuse872 rotiert. Die zentrale Stange874 ist in dem Gehäuse872 derart angeordnet, dass sie durch Rotieren eines Handgriffs (nicht dargestellt) rotiert werden kann, welcher an der zentralen Stange874 an deren oberen Ende befestigt ist. - In
46 ist eine alternativer Plattenhalter890 dargestellt. Ein einzelnes, vollwandiges Element890 hat eine Gewinde-Auskragung894 an seinem unteren Ende zum Anbringen in dem mittleren, mit Gewinde versehenen Verriegelungsloch12 in der Platte. Die untere Fläche des Halters890 dieser Ausführungsform ist so konturiert, dass sie zu der Kontur der Oberseite der Platte benachbart zu dem Verriegelungsloch12 passt, dargestellt als eine Vertiefung14 . - Bezugnehmend auf die
67 -68 ist ein Plattenhalter zum Halten jeder der Platten, während sie an den Wirbelkörpern positioniert sind, gezeigt und allgemein mit der Ziffer800 bezeichnet. Der Plattenhalter800 weist ein hohles, rohrförmiges Gehäuse802 mit einer mittigen Stange804 auf, die einen Handgriff806 an dem einen Ende und ein Gewinde808 an ihrem anderen Ende aufweist zum Ineingriffbringen mit einem der mit Gewinde versehenen Verriegelungslöcher12 in der Platte600 . Das untere Ende des Gehäuses802 weist Auskragungen810 ,812 auf, die sich nach außen und dann nach unten814 ,816 erstrecken zum Einpassen entlang des Seitenrandes der Platte2 und zwischen die End- und die Zwischen-Flügel4 , was ein Drehen des Gehäuses802 verhindert. Die mittige Stange804 ist in dem Gehäuse802 derart angeordnet, dass sie durch Drehen des Handgriffs806 , welcher an der mittigen Stange804 an ihrem oberen Ende befestigt ist, gedreht werden kann. Diese mittige Stange804 kann auch durch jede Anzahl von üblichen Weisen so an dem Gehäuse802 angebracht sein, dass sie sich in einigem Maße nach oben und nach unten bewegen kann, beispielsweise indem die mittige Stange804 mit einer ringförmigen Vertiefung mit einer Länge von annähernd 3–5 mm und ein Gewindestift vorgesehen sind, der von dem Gehäuse aus nach innen hin vorsteht, so dass er mit der mittigen Stange804 in Eingriff ist. Sobald die Platte600 in der richtigen Position ist und die Platte mittels Knochenschrauben30 an einem der Wirbelkörper angebracht ist, wird die mittige Stange804 aus der Öffnung in der Platte600 entkuppelt und der Halter800 wird entfernt. -
69A ist ein alternativer Plattenhalter850 . Ein einziges einteiliges Element852 weist an seinem unteren Ende einen mit Gewinde versehenen Vorsprung854 auf zum Befestigen in dem zentralen, mit Gewinde versehenen Verriegelungsloch12 in der Platte. Das einteilige Element852 könnte auch in ein Knochenschrauben-Aufnahmeloch6 eingeschraubt werden. Die untere Fläche des Halters850 dieser Ausführungsform ist so konturiert, dass sie zu der Kontur der Oberseite der Platte benachbart zu dem Verriegelungsloch12 passt, gezeigt als Vertiefung14 . -
69B ist ein anderer Plattenhalter850' . Ein Gehäuse851' mit einem Ende853' , das eingerichtet ist zum Ineingriffbringen mit einem Knochenschrauben-Aufnahmeloch6 , enthält eine Stange855' mit einem ungleichmäßigen Durchmesser und einem Gewindeabschnitt857' . Wenn die Stange855' mittels eines Handgriffs, der ähnlich zu dem in68 gezeigten Handgriff806 ist, gedreht wird, schraubt sich die Stange855' in dem Gehäuse851' in einem passenden Gewinde858' nach unten. Während das Ende der Stange855' nach unten getrieben wird, verbreitert es Abschnitte859a' und859b' (859c' und859d' nicht gezeigt) und verkeilt den Plattenhalter850' in einem Knochenschrauben-Aufnahmeloch der Platte. Der Plattenhalter850' wird am besten mit Knochenschrauben-Aufnahmelöchern ohne Gewinde verwendet, funktioniert jedoch für alle Arten von Knochenschrauben-Aufnahmelöchern. - Bezugnehmend auf
70 ist ein alternativer Plattenhalter, der mit der Ziffer800' bezeichnet ist, gezeigt, bei dem ein entfernbarer Handgriff860 vorhanden ist, der zuerst für ein Anbringen des Plattenhalters800' an der Platte durch Drehen des Schafts804 und dann verwendet wird zum Abfangen des Plattenhalters800' von der Seite mittels der Verlängerung864 während der Befestigungsprozedur, was die Behinderung durch den Plattenhalter800 bei dem chirurgischen Eingriff reduziert. - Bezugnehmend auf
38 ist ein Kompressionswerkzeug100 gezeigt mit einer Zahnstange102 , die einen ersten Kompressionsarm104 aufweist, der an ihrem freien Ende befestigt ist. Der Kompressionsarm104 weist an seinem distalen Ende eine Bohrung106 auf zum entfernbaren Halten von entweder einem Platten-Eingriffselement108 , das in36 gezeigt ist und das an einem Ende einen Hacken110 aufweist zum Ineingriffbringen mit einer Vertiefung oder Kerbe18 im Ende der Platte2 , oder zum entfernbaren Halten eines Kompressionsstabes54 , der in den33 –34 gezeigt ist. Wie in36 gezeigt, weist das Platten-Eingriffselement108 einen Schaft112 , der in die zugeordnete Bohrung106 des Kompressionsarms104 eingesetzt wird, und einen Flansch115 auf zum Anlegen an der unteren Fläche der Bohrung106 , so dass die Einsetztiefe des Platten-Eingriffselements108 in die Bohrung106 genau begrenzt ist. Eine Ringfeder128 , bevorzugt aus Metall, ist in einer ringförmigen Vertiefung des Schafts112 angeordnet zum Halten des Platten-Eingriffselements108 in der Bohrung106 . - Bezugnehmend auf die
38 –39 weist ein Kompressionswerkzeug100 einen zweiten bewegbaren Kompressionsarm130 auf, der entlang einer Zahnstange102 parallel zum ersten Kompressionsarm104 bewegbar ist. Das distale Ende des zweiten Kompressionsarms130 weist ebenfalls eine Bohrung132 auf, die gleich der Bohrung106 ist und die einen entfernbaren Stab134 aufnehmen kann. Die Bohrungen106 und132 sind gleich, so dass irgendeiner von dem Kompressionsarmen104 ,130 verwendet werden kann, um den entfernbaren Stab134 zu halten, was dem Kompressionswerkzeug100 ermöglicht, in jeder Orientierung verwendet zu werden. Dadurch, dass dem Platten-Eingriffselement108 und dem Kompressionsstab54 ermöglicht wird, sich in den Bohrungen106 ,132 der beiden Kompressionsarme104 ,130 sowohl zu drehen als auch zu gleiten, wobei dem Platten-Eingriffshaken110 in der Lage ist, sogar in einem Winkel zu der Platte zu arbeiten, wird der Vorrichtung ermöglicht, mittels des Kompressionsstabs54 und der Platte leicht an der Wirbelsäule anbringbar zu sein. - Der Kompressionsarm
130 weist eine Antriebsanordnung mit einem Zahnrad (nicht sichtbar) auf, welches mit der Verzahnung138 der Zahnstange102 in Eingriff ist und so mit dem Kompressionsarm130 verbunden ist, dass der Kompressionsarm130 entlang der Länge der Zahnstange102 bewegbar ist, über die Rotation des Handgriffs140 , welcher mit dem Zahnrad verbunden ist. Wenn der Handgriff140 in Richtung des in38 dargestellten Pfeils gedreht wird, bewegt sich der Kompressionsarm130 in Richtung zum Kompressionsarm104 hin. Die Antriebsanordnung weist einen Selbstverriegelungs-Lösemechanismus auf, wodurch ohne eine Löse-Betätigung die Bewegung der beiden Kompressionsarme104 ,130 weg voneinander verhindert wird. An dem innenliegenden, distalen Ende von jedem Kompressionsarm befindet sich an sich gegenüberliegenden Seiten eine Kerbe142 oder Aussparung zum Halten der Platte2 entlang ihrer Seiten zwischen den zentralen Flügeln4 und den Endflügeln4 , wie in37 dargestellt. - Während die Zahnstange
102 und die Kompressionsarme104 ,130 als gerade beschrieben wurden, ist es möglich, dass die Zahnstange102 und die Kompressionsarme104 ,130 gebogen oder anderweitig geformt sind, um eine Lordose in den Wirbelkörpern zu induzieren, wenn es so gewünscht ist. - Wie in
31 dargestellt, werden für den Fall, dass das Kompressionswerkzeug100 verwendet wird, um die Platte2 zu halten, die Enden144 der Kompressionsarme104 ,130 , wenn die Platte2 genau positioniert ist, in einer Linie mit dem Fusions-Transplantatkonstrukt51 angeordnet sein, welches in dem Bandscheibenraum platziert wurde. Zwischen der Platte2 und jedem Fusions-Transplantatkonstrukt51 wird eine Lücke existieren, die einen Raum schafft, um die freien Enden der Arme104 ,130 aufzunehmen, sollten diese sich über die Unterseite der Platte2 hinaus erstrecken. Wie es unten beschrieben werden wird, kann das gleiche Kompressionswerkzeug100 auch zum Zusammendrücken einer Mehrzahl von Halswirbelsäulen-Wirbelkörpern verwendet werden, zwischen denen Knochentransplantate angeordnet sind, während des Anbringens der Platte2 an dem Wirbelkörper50 . - Bezugnehmend auf
31 wird die Platte2 durch einen geeigneten Halter gehalten, in diesem Fall als die Kompressionsarme104 und130 dargestellt. Sobald die Platte2 geeigneter Länge genau positioniert wurde, so dass die Knochenschrauben-Aufnahmelöcher6 zu jedem der jeweiligen Wirbelkörper50a –c ausgerichtet sind, die fusioniert werden sollen, ist der nächste Schritt die Ausbildung der Knochenschrauben-Aufnahmelöcher6 vor der Installation der Knochenschrauben30 selbst in dem Wirbelkörper50a . Während die Prozedur so beschrieben wurde, dass zunächst die Platte2 an dem oberen Wirbelkörper50a angebracht wird, kann die Platte2 an jedem der Wirbelkörper in irgendeiner Reihenfolge angebracht werden. Platten unterschiedlicher Größe werden verwendet, so dass, wie oben angegeben, der Arzt die Platte angemessener Größe auswählen wird, bei welcher die Knochenschrauben-Aufnahmelöcher6 ,8 zu den drei benachbarten Wirbelkörpern50a ,50b und50c ausgerichtet sind. Führungslöcher werden durch eine Führungslochausbildungs- Vorrichtung60 ausgebildet, die in den31 und32 dargestellt ist. Im Gegensatz zum Stand der Technik und den Schrauben-Plattierungssystemen können die Knochenschrauben30 eingesetzt werden, ohne vorher ein Loch in dem Wirbelkörper auszubilden, da die Knochenschrauben30 vorzugsweise scharf zugespitzt und selbstschneidend sind und an ihrer Spitze einen abnehmenden Außendurchmesser aufweisen, um das Schrauben-Eintreten und Hineinziehen in den Knochen zu unterstützen. Während ein Loch in den Knochen des Wirbelkörpers vor dem Schraubeneinsetzen ausgebildet sein kann, ist es jedoch bevorzugt, dass das Loch einen kleineren Durchmesser als den Kerndurchmesser der Schraube aufweist und für einen anderen Zweck als im Stand der Technik ist. Beim Stand der Technik muss das gebohrte Loch einen Durchmesser haben, der gleich und vorzugsweise größer als der (kleinere) Kerndurchmesser der Schraube ist, da die Schrauben nicht selbstschneidend sind. Es ist wünschenswert, Führungslöcher zu erzeugen, um sicherzustellen, dass ein genauer Pfad für die Knochenschrauben30 beibehalten wird, und um ferner zu verhindern, dass Schäden an dem Wirbelkörperknochen während des Einsetzens der Knochenschrauben30 entstehen. Zusätzlich erzeugt die Führungslochausbildungs-Vorrichtung60 eine kompaktere Wirbelkörper-Knochenmasse zum Aufnehmen der selbstschneidenden Knochenschraube30 , die bei diesem Einsetzen verwendet wird. - Wie in den
31 und32 dargestellt, weist die Führungslochausbildungs-Vorrichtung60 ein hohles, zylindrisches Gehäuse60 mit einem Boden auf, in dem ein Durchgangsloch63 vorgesehen ist. Das Gehäuse62 enthält einen zentralen Schaft64 , welcher sich durch das Durchgangsloch63 in dem Boden des Gehäuses62 hindurch erstreckt. Das vordere Ende66 des Schafts64 verjüngt sich graduell zu einer scharfen Spitze65 . Der Schaft64 ist mit einem Ringelement73 ausgestattet, das einen Durchmesser aufweist, welcher eng zu dem Innendurchmesser des Gehäuses62 korrespondiert, um die Bewegung des Schafts64 innerhalb des Gehäuses62 zu führen. Eine Druckfeder67 ist zwischen dem Ringelement73 und dem Boden des Gehäuses62 angeordnet. Die Druckfeder67 schafft eine Vorspannkraft, welche die scharfe Spitze65 normalerweise in eine Zurückgezogen-Position innerhalb des Gehäuses62 drängt. Das obere Ende des Schafts64 hat einen vergrößerten Kopf68 , der sich außerhalb des Gehäuses62 erstreckt und welcher dafür vorgesehen ist ist, manuell niedergedrückt oder durch ein Schlaginstrument geschlagen zu werden, um die scharfe Spitze65 aus dem Gehäuse62 heraus und in den Wirbelkörper50a zu treiben. Der Schaft64 hat eine vorgegebene Länge, die die Länge der Feder67 berücksichtigt, die diese haben wird, wenn sie vollständig zusammengedrückt ist, um die maximale Tiefe des Führungslochs zu bestimmen, das in dem Wirbelkörper ausgebildet wird. Die Tiefe wird so ausgewählt, dass sichergestellt ist, dass das Führungsloch nicht den posterioren Cortex des Wirbelkörpers erreicht, welcher den Spinalkanal abgrenzt. - Bestimmte strukturelle Merkmale der Lochausbildungs-Vorrichtung
60 sind detaillierter in32 dargestellt. Insbesondere kann gesehen werden, dass das Boden-Ende des Gehäuses62 einen vorstehenden Bereich69 aufweist, der so dimensioniert ist, dass er präzise in ein Knochenschrauben-Aufnahmeloch6 oder8 der Platte2 passt. Die Unterseite71 des vorstehenden Bereichs69 ist flach in einer Ebene senkrecht zur Achse des Gehäuses62 . Wenn der vorstehende Bereich69 des Gehäuses62 eng anliegend in ein Knochenschrauben-Aufnahmeloch6 ,8 eingesetzt ist und die flache Unterseite71 flach an der Oberseite der Platte2 platziert ist, ist sichergestellt, dass das vordere Ende66 des Schaftes64 ein Führungsloch in dem Wirbelkörperknochen ausbilden wird, das eine Achse senkrecht zur Ebene des zugeordneten Bereichs der Platte2 hat, wodurch sichergestellt wird, dass die Knochenschraube30 anschließend so installiert wird, dass ihre Achse ebenfalls senkrecht zur Ebene ist, welche parallel zu der Oberseite und Unterseite des zugeordneten Bereichs der Platte2 ist. - Wenn eine Platte verwendet wird, welche ein Gewinde-Knochenschrauben-Aufnahmeloch aufweist, wird das untere Ende der Führungslochausbildungs-Vorrichtung
60 eingeschraubt, so dass es in das Gewinde in dem Knochenschrauben-Aufnahmeloch6 ,8 eingreift, wodurch die Platte und die Führungslochausbildungs-Vorrichtung aneinander befestigt werden, was eine stabile Passung zwischen der Führungslochausbildungs-Vorrichtung und der Platte2 sicherstellt. Es sollte angemerkt sein, dass der Durchmesser des vorderen Endes66 des Schafts64 klein ist, da er in den geringen Raum passen muss, der zwischen der Innenwand der Führungslochausbildungs-Vorrichtung bleibt. Da es nur ein Führungsloch für eine selbstschneidende Knochenschraube30 ist, das ausgebildet wird, ist der kleine Durchmesser ausreichend. - Bezugnehmend auf die
37 kann, wenn es aus irgendeinem Grund gewünscht sein sollte, ein Führungsloch in dem Wirbelkörper50 durch Bohren anstatt durch die Verwendung der Führungslochausbildungs-Vorrichtung60 auszubilden, eine Bohrerführung80 verwendet werden, die ein unteres Ende, wie in37 gezeigt, aufweist. Die Bohrerführung80 besteht aus einem rohrförmigen Element82 und einem unteren Ende84 kleinen Durchmessers, welches so dimensioniert ist, dass eine präzise Presspassung in dem zugeordneten Knochenschrauben-Aufnahmeloch6 ,8 der Platte2 erzielt wird. Entlang des unteren Endes84 kleinen Durchmessers weist die Bohrerführung80 eine axiale Endfläche in einer Ebene senkrecht zur Längsachse der Bohrerführung80 auf, so dass, wenn der Bereich84 kleinen Durchmessers in das Knochenschrauben-Aufnahmeloch6 eingepasst ist und die Fläche, die den Bereich84 kleinen Durchmessers umgibt, flach an der Oberseite der Platte2 anliegt, die Achse der Bohrerführungsbohrung86 in der Bohrerführung80 präzise senkrecht zur Oberseite und zu Unterseite des zugeordneten Bereichs der Platte2 sein wird. Wie in dem oben beschriebenen Fall kann das Boden-Ende der Bohrerführung80 ein Gewinde aufweisen zum Ineingriffbringen mit der Gewindeöffnung der Platte2 . - Nachdem die Knochenschrauben-Aufnahmelöcher
6 ,8 in dem Wirbelkörper50a durch die beiden oberen Knochenschrauben-Sicherungslöcher6 der Platte2 hindurch mittels entweder der Lochausbildungs-Vorrichtung60 oder der Bohrerführung80 ausgebildet sind, werden Knochenschrauben30 in den Wirbelkörper eingeschraubt, während die Platte2 mit dem Kompressionswerkzeug100 oder dem Plattenhalter800 fest an dem Wirbelkörper50 gehalten wird. Dies verriegelt die Platte an dem Wirbelkörper50a . - Es ist dann möglich, wenn gewünscht, das Fusionstransplantat in dem nächsten, benachbarten Wirbelkörper
50b zusammenzudrücken vor einem Anbringen der Knochenschrauben30 an dem benachbarten Wirbelköper50b durch die mittleren Knochenschrauben-Aufnahmelöcher der Platte2 hindurch. Sobald die ersten Knochenschrauben in dem Wirbelkörper50a in Position sind, kann der Plattenhalter100 oder800 von der Platte2 entfernt werden. Die Kompression des Fusions-Transplantatkonstrukts zwischen den beiden benachbarten Wirbelkörpern50a und50b wird wie folgt erzielt:
Der Kompressionsstab54 wird durch das mittlere Verriegelungsloch12 der Platte2 mittels eines Einsetzwerkzeugs90 , das in den33 ,34 und35 dargestellt ist, in den Wirbelknochen des Wirbelkörpers50b getrieben, wo er in einem anschließenden Schritt verwendet wird, um eine Kompressionskraft zwischen den Wirbelkörpern50a und50b aufzubringen. Der Kompressionsstab54 besteht aus einem Schaft56 mit einer scharfen Spitze57 an seinem unteren Ende, einem vergrößerten zentralen Ringbund58 , welcher als ein Tiefenanschlag dient, und einer Umfangsnut59 in der Nähe seines oberen Endes, die einen vergrößerten Kopf55 definiert. - Das Kompressionsstab-Einsetzwerkzeug
90 besteht aus einem Schaft92 mit einem geschlossenen hohlen Bereich94 an seinem unteren Ende96 zum Aufnehmen des Kompressionsstabs54 und einer vergrößerten Schlagkappe98 an seinem anderen Ende. Das Kompressionsstab-Einsetzwerkzeug90 weist in seinem unteren Ende96 ferner eine zweite Öffnung95 mit einer Aussparung99 in ihrer Innenwand auf, um einen Eingriff des vergrößerten Kopfs55 an dem Kompressionsstab54 innerhalb der Vertiefung97 zu ermöglichen. Die zweite Öffnung95 steht mit dem hohlen Bereich94 des Einsetzwerkzeugs90 in Verbindung, wie in35 zu sehen. - Bezugnehmend auf
38 wird die Bohrung132 in dem zweiten Kompressionsarm130 des Kompressionswerkzeugs100 dann auf den Kompressionsstab54 in dem Wirbelkörper50b aufgebracht, und das Platten-Eingriffselement108 wird in die Bohrung106 des ersten Kompressionsarms104 des Kompressionswerkzeugs100 eingesetzt. Der Haken110 des Platten-Eingriffselements108 , in36 dargestellt, wird in die Kerbe18 am Ende der Platte2 eingesetzt, welche durch die Knochenschrauben300 fixiert ist, die in den Wirbelkörper50a eingesetzt sind, wie in38 dargestellt. Wie oben angegeben, kann jedoch das Kompressionswerkzeug100 gedreht werden, so dass der erste Kompressionsarm104 nun unten ist und in der Lage ist, über den Kompressionsstab54 in dem Wirbelkörper50c gepasst zu werden. - Da die Platte mittels Knochenschrauben
30 an dem Wirbelkörper50a angebracht ist und der Kompressionsstab64 an dem benachbarten Wirbelkörper50b fixiert ist, ergibt eine Bewegung des ersten und des zweiten Kompressionsarms104 bzw.130 in Richtung des Wirbelkörpers50a durch Rotation des Handgriffs140 eine Kompression des Knochentransplantatkonstruktes51 zwischen den benachbarten Wirbelkörpern50a und50b . Die Distanz von einigen Millimetern ist ausreichend für eine Kompression des Knochentransplantatkonstruktes51 . Sobald die gewünschte Kompression erreicht ist, können Knochenschrauben-Führungslöcher in dem Wirbelkörper50b mittels der Führungslochausbildungs-Vorrichtung60 , wie oben beschrieben, ausgebildet werden zum Einsetzen von Knochenschrauben30 in die Knochenschrauben-Aufnahmelöcher8 der Knochenplatte2 und Befestigen der Platte2 an dem benachbarten Wirbelkörper50b . Das Kompressionswerkzeug100 kann dann durch Aktivieren des Lösemechanismus abgezogen werden. -
39 illustriert die Verwendung des Kompressionswerkzeugs100 , um einen Druck zwischen den unteren beiden Wirbelkörpern50b und50c zu induzieren, nachdem die Knochenschrauben30 in dem mittleren Wirbelkörper50b wie gerade beschrieben installiert wurden. Wie in39 zu sehen, verbleibt der Kompressionsstab54 in Position in dem mittleren Wirbelkörper50b und ein zusätzlicher Kompressionsstab54 wird in den unteren Wirbelkörper50c mittels des Führungslochausbildungs-Werkzeugs60 distal zu der Platte selbst in die Aussparung zwischen den End-Auskragungen4 getrieben, um dem unteren Kompressionsstab64 zu ermöglichen, sich in Richtung zu dem Wirbelkörper50b hin, wie gezeigt, nach oben zu bewegen. Der erste Kompressionsstab64 wird in die Bohrung106 in dem ersten Kompressionsarm104 eingesetzt und der zusätzliche Kompressionsstab54 wird in die Bohrung132 des zweiten Kompressionsarms130 des Kompressionswerkzeugs100 eingesetzt. Wieder ergibt wie oben diskutiert das Drehen des Handgriffs140 , dass sich die beiden Kompressionsarme104 ,130 in Richtung zueinander hin bewegen, was ergibt, dass der Kompressionsstab54 in dem Wirbelkörper50c sich in Richtung zum oberen Kompressionsstab54 in dem Wirbelkörper50b hin bewegt und das Fusions-Transplantatkonstrukt51 zwischen den Wirbelkörpern50b und50c nochmals zusammengedrückt wird. Der obere Kompressionsstab54 in dem Wirbelkörper50b kann sich nicht bewegen, da der Wirbelkörper50b durch das Einsetzen der Knochenschrauben30 in die Knochenschrauben-Aufnahmelöcher8 der Platte2 an der Platte fixiert wurde. Damit können sich nur der untere Kompressionsstab54 und der Wirbelkörper50c bewegen. Wie vorher werden zu dem Wirbelkörper50c gehörende Führungslöcher ausgebildet und werden die Knochenschrauben30 durch Knochenschrauben-Aufnahmelöcher6 hindurch eingesetzt. Das Kompressionswerkzeug100 wird dann entfernt. Der Kompressionsstab54 wird dann aus dem Wirbelkörper extrahiert, indem er in die zweite Öffnung95 des Kompressionsstab-Einsetz/Entfernungs-Werkzeugs90 eingesetzt wird, so dass dieses über die Vertiefung97 mit dem vergrößerten Kopf55 des Endes des Kompressionsstabs54 in Eingriff kommt, wie in34 dargestellt. - Es ist verständlich, dass andere Variationen zum Zusammendrücken eingesetzt werden können. Zum Beispiel kann während des Zusammendrückens des Fusions-Transplantatkonstrukts zwischen den Wirbelkörpern
50b und50c der Haken110 des Kompressionswerkzeugs100 in Eingriff mit der Kerbe18 im Ende der Platte2 sein, und der andere Kompressionsarm des Kompressionswerkzeugs100 kann in Eingriff mit dem Kompressionsstab54 in dem dritten benachbarten Wirbelkörper50c sein. Es sollte ebenfalls angemerkt sein, dass die Platte2 einen Aussparungs-End-Ausschnittsbereich zwischen den Flügeln am Ende der Platte aufweist zum Einsetzen des Kompressionsstabs54 in den Wirbelkörper. Anderenfalls kann dort kein Raum unter dem Ende der Platte2 zum Einsetzen des Kompressionsstabs54 sein. - Es wird angemerkt, dass die oben beschriebene Prozedur mit den vollständig in die Wirbelkörper
50a ,50b und50c eingesetzten Knochenschrauben30 durchgeführt werden wird und eine Lordose während des Zusammendrückens des Knochentransplantatkonstrukts51 beibehalten wird. - Wie oben angegeben, wurde die Prozedur zum Anbringen der Platte
2 an den Wirbelkörpern50a ,50b und50c erläutert, ohne dass die Verriegelungsschrauben20 ,21 in Position an der Platte2 sind.40 ist eine perspektivische Ansicht, die die Platte2 aus den1 –5 darstellt, in einem Stadium einer chirurgischen Prozedur, in dem die Knochenschrauben30 vollständig in drei benachbarte Wirbelkörper50a ,50b und50c installiert wurden und Verriegelungsschrauben20 ,21 um einen Winkel von etwa 90° gedreht wurden, um drei Knochenschrauben30 in Position zu verriegeln, wobei die wie gezeigte linke Verriegelungsschraube20 um einen Winkel von etwa 60° rotiert wurde, um drei Knochenschrauben30 in Position zu verriegeln, und wobei die mittlere Verriegelungsschraube21 um einen Winkel von etwa 90° rotiert wurde, um zwei andere Knochenschrauben30 in Position zu verriegeln. Zu diesem Zeitpunkt liegt eine der Kurvenflächen44 von jeder Verriegelungsschraube20 ,21 auf dem Schraubenkopf32 einer zugeordneten Knochenschraube30 auf. - Eine Installation der Verriegelungskappe
300 kann ebenfalls mit einem Werkzeug220 durchgeführt werden, wie in den41 und42 dargestellt, das eine geeignet geformte Spitze222 mit einer Länge aufweist, die der Tiefe des Lochs306 in einer Verriegelungskappe300 entspricht. Das Ende222 des Werkzeugs220 ist direkt proximal zu dem distalsten Ende konisch aufgeweitet, so dass es zum Erleichtern einer Manipulation eine Reibpassung mit der Schraubenkappe300 bildet und verhindert, dass die Schraubenkappe300 von dem Werkzeug200 abfällt. -
43 ist eine seitliche Schnittansicht in der Ebene in der Mitte von zwei End-Verriegelungsschraubenlöchern6 der Platte2 mit zwei Knochenschrauben30 in ihren Installations-Positionen und dem Verriegelungselement21 in seiner Verriegelungsposition.44 ist eine vergrößerte Ansicht von einer der Knochenschrauben30 in der Platte2 aus -
43 . Bei einem bevorzugten System ist die Achse jeder Schraube 30 im Wesentlichen senkrecht zu den Tangenten an die Oberseite und die Unterseite der Platte2 an den Punkten, welche von der Längsachse der zugehörigen Knochenschraube30 geschnitten werden. Damit können aufgrund der Krümmung der Platte2 in der Ebene der18 die Knochenschrauben30 so ausgerichtet sein, dass sie mit einem gewünschten Winkel in Richtung zu einander hin konvergieren. Die Achsen der beiden Knochenschrauben30 , die in18 dargestellt sind, können sich im Winkel von etwa 45° schneiden. Alternativ kann die Krümmung der Platte von Seite zu Seite so sein, dass sie zu der Fläche der anterioren Seite der Halswirbelsäule eines menschlichen Erwachsenen passt, und die Achsen des Schraubenlochpaares können davon abweichen, senkrecht zu der Ebene zu sein, wenn vom Ende aus gesehen, um eine optimale Konvergenz zu erzielen. - Weil die Knochenschrauben
30 , sobald sie eingesetzt sind, in der Platte verriegelt sind, wird eine "Klaue" einer festen dreieckigen Rahmenstruktur an jedem Paar von Knochenschrauben30 erreicht, so dass das Anbringen der Platte2 an den Wirbelkörpern50a ,50b und50c aufgrund des Einfangens einer eingekeilten Masse von Knochenmaterial zwischen dem gewinkelten Knochenschraubendreieck sehr sicher sein würde, sogar wenn irgendein Gewindeüberdrehen auftreten sollte. Die "Klaue" kann ferner durch drei gewinkelte Knochenschrauben in einer Dreibein-Konfiguration oder durch vier Knochenschrauben in einer Vier-Seiten-Klauenkonfiguration ausgebildet sein. - Ein Plattierungssystem gemäß jedem der obigen Beispiele kann in der gleichen Art und Weise, wie oben beschrieben, installiert werden und die gleichen Instrumente und Werkzeuge können verwendet werden, wie oben illustriert und beschrieben. Im Fall des in
22 gezeigten Beispiels würden die Kompressions-Betätigungen mittels eines Schlitzes604 anstelle des mittleren Verriegelungsschraubenlochs12 durchgeführt werden. - b.) Die Einzelverriegelungs-Plattensysteme
- Nun wird das Einzelverriegelungs-Plattensystem beschrieben. Die
47 –52 sind Ansichten eines ersten Einzelverriegelungs-Plattensystems. Die Kontur einer Platte600 ist die gleiche wie die der in den1 –5 gezeigten Platte2 . Die Platte600 weist Knochenschrauben-Aufnahmelöcher602 auf, welche mit Innengewinde603 versehen sind zum Aufnehmen entsprechender Verriegelungselemente in Form einer Verriegelungskappe610 , die in den56 –59 gezeigt ist. Bei der Platte600 weist das Knochenschraubenloch602 beispielsweise einen Außendurchmesser von annähernd 5 mm, bei einem bevorzugten Bereich von 4–6 mm, und einen Gewindeinnendurchmesser von annähernd 4,8 mm, bei einem Bereich von 3,5–5,8 mm, für diese Verwendung auf. Andere Befestigungsmittel als Gewinde können verwendet sein, wie beispielsweise Befestigungselemente vom Bajonetttyp. - Der Boden jedes Knochenschrauben-Aufnahmelochs
602 weist einen nach innen abgesetzten Abschnitt geeignet ausgewählter Abmessungen auf zum Halten einer zugehörigen Knochenschraube170 , wie in den53 –55 gezeigt. Wie im Folgenden detaillierter beschrieben, ist bei diesem Beispiel ein einzelnes Verriegelungselement in Form einer Verriegelungskappe610 mit Gewinde608 , die in den56 –59 gezeigt ist, jedem der Knochenschrauben-Aufnahmelöcher602 zugeordnet. - Der Unterschied zwischen der Knochenschraube
170 , die bei der Einzelverriegelung verwendet wird, zu der Knochenschraube, die in Verbindung mit der Mehrfachverriegelungs-Platte verwendet wird, basiert im Wesentlichen auf der Tatsache, dass, während bei der Mehrfachverriegelungs-Platte die Verriegelungselemente über einen Abschnitt der Oberseite39 des Schraubenkopfs32 hinweggleiten, bei der Einzelverriegelungs-Platte die Verriegelungskappe610 über den Kopf172 der Knochenschraube170 gepasst ist. Daher muss der Kopf172 der Knochenschraube170 dieses Beispiels nicht glatt sein. Dies ermöglicht, dass der Kopf172 dieser Knochenschraube170 dicker und fester ist. -
63 zeigt zwei Knochenschrauben170 und zugehörige, mit Gewinde versehene Verriegelungskappen610 in ihren Vollständig-Installationspositionen. In diesen Positionen bilden die Kopfabschnitte174 und176 jeder Knochenschraube170 eine Presspassung mit korrespondierenden Abschnitten eines zugeordneten Knochenschrauben-Aufnahmelochs602 . Ein Rand612 jeder mit Gewinde versehenen Verriegelungskappe610 bildet eine Presspassung mit einem oberen Abschnitt178 des Kopfs seiner zugeordneten Knochenschraube170 . Da das Gewinde608 jeder Verriegelungskappe610 genau zu dem Innengewinde in einem zugeordneten Knochenschrauben-Aufnahmeloch602 passt, unterliegt jede mit Gewinde versehene Verriegelungskappe610 zusätzlich einer Klemmkraft zwischen dem zugeordneten Kopfabschnitt178 und dem Innengewinde603 des zugeordneten Knochenschrauben-Aufnahmelochs602 . Der abgerundete Kopf614 jeder mit Gewinde versehenen Verriegelungskappe610 gewährleistet, dass die obere Fläche eines zusammengebauten Plattensystems frei von scharfen Kanten oder Vorsprüngen sein wird. - Bezugnehmend auf die
80 und81 sind Werkzeuge zur Verwendung beim Einsetzen von sowohl den Knochenschrauben als auch der Verriegelungskappe in die Einzelverriegelungs-Platte600 gezeigt. Bei dem ersten Treiberwerkzeug1000 , das in80 gezeigt ist, weist das Werkzeug1000 ein äußeres, rohrförmiges Gehäuse1002 auf. In dem Gehäuse1002 befindet sich ein Torks-Typ-Treiber oder ein Sechskant-Treiber1004 , der ein vorstehendes Ende1006 aufweist, das der Ausnehmung306 in der Kappe610 entspricht zum Eingriff mit der Kappe610 . Wie im Obigen angegeben, ist der Treiber1004 so eingerichtet, dass er eine sichere Befestigung der Verriegelungskappe610 bewirkt, so dass die Verriegelungskappe610 sicher an dem Treiber gehalten ist. Der Sechskanttreiber1004 ist hohl, so dass er es ermöglichen kann, dass der Schaft1010 eines Kreuzschlitzschrauben- oder eines Torksschrauben-Treibers durch den hohlen Abschnitt1012 hindurchgepasst wird zum Eingriff mit seiner Spitze1012 an der korrespondierenden Ausnehmung180 der Knochenschraube170 zum Eingriff des Endes1006 des Treibers1004 . Der Schaft1010 des Treibers1000 ist länger als das rohrförmige Gehäuse, und der Treiber1004 weist ein oberes Ende (nicht gezeigt) auf, das sich vom oberen Ende des rohrförmigen Gehäuses1002 erstreckt, so dass es mittels des Handgriffs gedreht werden kann. - Das Gehäuse
1002 weist einen Durchmesser auf, der es ermöglicht, dass die Verriegelungskappe610 durch einen Kraftschluss in dem inneren Ende des rohrförmigen Gehäuses1002 oder an dem Treiber1004 gehalten wird. Es ist verständlich, dass andere Verfahren zum Halten der Verriegelungskappe610 in dem Ende des rohrförmigen Gehäuses1000 auch verwendet werden können. - Wie in
80 gezeigt, ist der Betrieb der Knochenschraube und des Verriegelungselement-Treibers1000 wie folgt: Die Kappe610 wird auf das Ende des Kappentreibers1004 aufgesteckt, und wobei dann in dem Kappentreiber1004 der Schaft1010 des Knochenschraubentreibers durch die mittige Längsöffnung des Kappentreibers hindurch passiert. Wie gezeigt, passiert der Knochenschraubentreiberschaft1010 durch die Ausnehmung306 in der Kappe610 hindurch und kommt mit der Ausnehmung180 in dem Kopf der Knochenschraube170 in Eingriff. Die Knochenschraube170 ist in ein Knochenschrauben-Aufnahmeloch in der Platte600 installiert gezeigt. Der Handgriff (nicht gezeigt) des Knochenschraubentreibers wird gedreht, wodurch die Knochenschraube170 in Position geschraubt wird. Da der Durchmesser des Knochenschraubentreibers kleiner als die Weite der Ausnehmung306 der Kappe610 ist, kann sich der Knochenschraubentreiber1010 ohne Drehung der Kappe610 drehen. - Das hohle, rohrförmige Gehäuse
1002 liegt an der Oberseite der Platte600 an und hilft beim Ausrichten des Schafts1010 im Verhältnis zur Platte. Sobald die Knochenschraube170 eingesetzt ist, wird der Kappentreiber1004 niedergedrückt, bis das Gewinde608 an der Außenseite der Kappe610 mit dem Gewinde603 des Knochenschrauben- Aufnahmelochs in Eingriff kommt. Der Kappentreiber1004 wird dann gedreht, bis die Kappe610 fest in Position verriegelt ist. - In
81 ist ein alternatives Beispiel für die Kombination Knochenschraube und Verriegelungskappentreiber gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist kein Gehäuse verwendet. Stattdessen hält der Kappentreiber1010 die Kappe610 mittels Reibung, und der Handgriff620 für den Knochenschraubentreiber1010 wird gedreht. Eine Kugel-Feder622 -Anordnung hält den Kappentreiber1002 oben, bis die Knochenschraube in das Knochenschrauben-Aufnahmeloch eingeschraubt wurde. Der Treiber1010 weist einen Verlängerungsabschnitt auf, so dass, sobald die Knochenschraube installiert wurde, die Kugel-Feder622 zusammengedrückt wird und der zu dem Kappentreiber gehörende Handgriff624 sich zum Drehen der Kappe610 absenken kann. Ein rohrförmiges Gehäuse kann vorgesehen sein zum Unterstützen beim Ausrichten der Kappe610 in dem Knochenschrauben-Aufnahmeloch, wie im Obigen angegeben. - Die in den
80 und81 gezeigten Treiber vereinfachen die Prozedur und reduzieren die Anzahl von Instrumenten, die während der Installationsprozedur verwendet werden müssen. Die Prozedur ist schnell und zuverlässig und gibt dem Arzt mehr Sicherheit, dass schwach wahrzunehmende Teile nicht verloren gehen oder schwierig zu manipulieren sind. -
52 ist eine Draufsicht der teilweise installierten Platte600 , wobei mit Gewinde versehene Verriegelungskappen600 in Knochenschrauben-Aufnahmelöchern602 installiert sind. - Die
54 -56 zeigen eine Knochenschraube170 zur Verwendung mit dem Einzelverriegelungs-Plattensystem. Die Knochenschraube170 weicht von der Knochenschraube30 , die zuvor detailliert beschrieben wurde, nur in Bezug auf die abgestufte Konfiguration des Kopfes172 ab. Bevorzugt weist die Knochenschraube170 einen unteren Abschnitt174 auf, welcher benachbart zum Schraubenschaft ist und welcher einen reduzierten Durchmesser aufweist, der gleich dem Maximaldurchmesser des Schafts176 ist. Ferner weist ein Abschnitt178 des Kopfs172 einen kleineren Durchmesser als der untere Abschnitt174 auf. Das Gewinde182 weist die gleiche Konfiguration auf, wie sie für die Knochenschraube 30 im Obigen erörtert wurde. Jedoch kann jede Knochenschraube bei jeder der Platten verwendet werden. - Wie im Fall des im Obigen beschriebenen Mehrfachverriegelungs-Plattensystems, sind die Knochenschrauben
170 zur Verwendung beim Einzelverriegelungs-Plattensystem bevorzugt vollwandig, wo die Schrauben an die untere Plattenfläche angrenzen und wo die bei Platten aus dem Stand der Technik verwendeten Schrauben am meisten zum Brechen neigen, wobei die einzige Ausnehmung in den Köpfen zum Eingriff der Spitze222 des Treiberwerkzeugs220 dient und wobei die Ausnehmung sich über dem kritischen Bereich befindet. Daher bleiben diese Knochenschrauben170 stabil. Die Schraubenköpfe sind nicht tief in Abschnitte geschlitzt, und die Verriegelungskappen beaufschlagen keine radiale Außenkraft an den zugeordneten Knochenschraubenköpfen, so dass die Schraubenköpfe sich nicht aufweiten, so dass sie unter Spannung gesetzt und geschwächt werden. - Bezugnehmend auf die
71 ,73 und75 ist ein anderes, alternatives Einzelverriegelungs-Plattensystem gezeigt und mit der Ziffer500 bezeichnet. Die Platte500 weist die gleiche Kontur wie die in den1 –5 gezeigte Platte2 auf, jedoch sind jeder der Knochenschrauben-Öffnungen502 Gewindeöffnungen524 zugeordnet, die zu den Knochenschrauben-Öffnungen502 versetzt sind, zum Aufnehmen des Verriegelungselements506 ,508 , das in den72 und74 als ein mit Gewinde versehener Verriegelungs-Gewindestift oder Kappe506 bzw. eine Schraube508 gezeigt ist. - Es ist verständlich, dass andere Konfigurationen von Einzelverriegelungs-Platten verwendet werden können. Bezugnehmend auf
82 ist eine Einzelverriegelungs-Platte900 dargestellt, in welcher ein Paar von Knochenschrauben-Aufnahmelöchern910 an ihren Enden930 und eine Anzahl von Knochenschrauben-Aufnahmelöchern950 entlang der Längsachse der Platte900 sind. Die zusätzlichen Knochenschrauben-Aufnahmelöcher950 ermöglichen einer einzelnen Platte, zu einer Anzahl von unterschiedlich großen Wirbelkörper-Bandscheibenräumen und Knochenfusionstransplantaten ausgerichtet zu werden. Wie oben angegeben, erfordert die Platte, die in den1 –5 dargestellt ist, dass eine so geeignet bemessene Platte von dem Chirurgen ausgewählt wird, dass jedes Paar von Knochenschrauben-Aufnahmelöchern6 ,8 mit dem zugehörigen Wirbelkörper übereinstimmt. Dies erfordert, dass eine Anzahl von unterschiedlich bemessenen Platten für ein optimales Anliegen der Knochenschrauben-Aufnahmelöcher an jedem der Wirbelkörper verfügbar sind. Bei der Platte900 aus82 ermöglicht der enge Abstand und die vergrößerte Anzahl von mittleren Öffnungen dem Chirurgen, dass zumindest eine geeignete Öffnung zu jedem der zwischenliegenden Wirbelkörper und/oder Knochentransplantate ausgerichtet ist. - Die Prozedur zum Installieren der Einzelverriegelungs-Platten ist im Wesentlichen die gleiche, wie sie hierin detailliert für die Mehrfachverriegelungs-Platten beschrieben wurde. Der zentrale Längsschlitz
670 in den Einzelverriegelungs-Platten wird für die Kompressionsprozedur verwendet. Die gleiche Instrumentierung wird verwendet zum Erzeugen des Plattenlochs entweder mittels eines Lochstempels oder eines Bohrers. Die60 –69 zeigen die unterschiedlichen Stufen bei der Prozedur zum Installieren der Einzelverriegelungs-Platten, die mit den Schritten vergleichbar sind, die bei der Installation der Mehrfachverriegelungs-Platten verwendet werden. - Bezugnehmend auf die
76 –79 weisen die Köpfe507 und526 der Verriegelungselemente508 und522 eine Ausnehmung510 und524 auf, die dem Radius der Knochenschrauben-Öffnungen502 und528 entspricht, so dass das Verriegelungselement508 und522 vor dem Einsetzen der Knochenschraube170 in das Knochenschrauben-Aufnahmeloch502 und528 in Position montiert werden kann. Wenn die Verriegelungselemente508 und522 gedreht werden, erstreckt sich ein Abschnitt von deren Kopf über die Oberseite des Kopfs der Knochenschraube170 , so dass diese in Position verriegelt ist. Wie bei den obigen Beispielen kann die untere Fläche der Verriegelungsschrauben508 und522 eine kurvenförmige oder eine andere Konfiguration aufweisen zum Ineingriffbringen mit der Oberseite39 der zugeordneten Knochenschraube170 . - Während die Platteninstrumentierung und das Verfahren im Zusammenhang mit einem Anbringen einer Platte an den Wirbelkörpern der Wirbelsäule beschrieben wurde, sollte es verständlich sein, dass die Platten für eine Spezifizierung für andere Teile des Körpers angepasst sein können. Jedoch müssten die Dimensionen der Platte, die spezifischen Konturen und die Platzierung der Knochenschrauben-Aufnahmelöcher modifiziert werden.
- Gleichfalls könnten die Knochenschrauben, die in dieser Anmeldung beschrieben sind, in anderen Teilen des Körpers verwendet werden, wobei sie in Abhängigkeit von der Größe des Körperteils, in welchem sie installiert werden sollen, wieder so modifiziert sind, dass sie ihrem beabsichtigten Zweck dienen.
Claims (13)
- Plattensystem, das eingerichtet ist zur Verwendung in der anterioren menschlichen Halswirbelsäule zum Kontaktieren der anterioren Seite von wenigstens zwei Halswirbelkörpern, wobei das Plattensystem aufweist: eine Platte (
500 ,900 ) mit einer Längsachse und einer Länge, die ausreichend ist zum Überspannen eines Bandscheibenraums und zum Überlappen von Abschnitten von wenigstens zwei benachbarten Halswirbelkörpern, und mit einer Unterseite zum Plazieren an den Halswirbelkörpern und einer Oberseite, die der Unterseite abgewandt ist, wobei die Unterseite entlang eines wesentlichen Abschnitts der Längsachse der Platte konkav ist, wenigstens zwei Knochenschrauben (170 ), die jeweils eine mittige Längsachse aufweisen und die angepasst sind zum jeweiligen Ineingriffbringen mit jedem der wenigstens zwei Halswirbelkörper, wobei jede der Knochenschrauben ein vorderes Ende zum Einsetzen in den Knochen der Halswirbelkörper und ein hinteres Ende aufweist, das dem vorderen Ende gegenüberliegt, wobei das hintere Ende eine Oberseite, die in Richtung zum hinteren Ende der Knochenschraube hin gerichtet ist und eine Unterseite aufweist, die der Oberseite abgewandt ist und die in Richtung zu dem vorderen Ende der Knochenschraube hin gerichtet ist, wenigstens zwei Knochenschrauben-Aufnahmelöcher (502 ,528 ,910 ,950 ), die sich von der Oberseite aus bis zur Unterseite durch die Platte hindurch erstrecken, wobei wenigstens ein erstes der Knochenschrauben-Aufnahmelöcher einem ersten der Halswirbelkörper zugeordnet ist und wenigstens ein zweites der Knochenschrauben-Aufnahmelöcher einem zweiten der Halswirbelkörper zugeordnet ist, und wenigstens ein Verriegelungselement (506 ,508 ,522 ), wobei jedes von dem wenigstens einen Verriegelungselement angepasst ist zum Verriegeln nur einer einzigen, in ein einziges der wenigstens zwei Knochenschrauben-Aufnahmelöcher eingesetzte der Knochschrauben an der Platte, wobei das Verriegelungselement so angepasst ist, dass es vor dem Einsetzen der mittels des Verriegelungselements zu verriegelnden Knochenschraube in das eine der Knochenschrauben-Aufnahmelöcher mit der Platte kuppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement von einer Anfangsposition aus, die das Einsetzen der Knochenschraube in das eine der Knochenschrauben-Aufnahmelöcher ermöglicht, in eine Endposition bewegbar ist, die so eingerichtet ist, dass es sich zumindest über einen Abschnitt der Oberseite der in das eine der Knochenschrauben-Aufnahmelöcher eingesetzten Knochenschraube erstreckt. - Plattensystem gemäß Anspruch 1, wobei das Verriegelungselement (
506 ,508 ) entfernbar mit der Platte gekuppelt ist. - Plattensystem gemäß Anspruch 1, wobei das Verriegelungselement so eingerichtet ist, dass es von der Anfangsposition aus in die Endposition drehbar ist.
- Plattensystem gemäß Anspruch 3, wobei weniger als eine volle Drehung des Verriegelungselements (
508 ,522 ) das Verriegelungselement von der Anfangsposition aus in die Endposition dreht. - Plattensystem gemäß Anspruch 1, wobei zumindest ein Abschnitt des Verriegelungselements (
508 ,522 ) von der Anfangsposition aus in die Endposition gleitet. - Plattensystem gemäß Anspruch 1, wobei das Verriegelungselement wenigstens eines von einer Schraube (
508 ), einer Niete (522 ) und einer Kappe (506 ) aufweist. - Plattensystem gemäß Anspruch 1, wobei das Verriegelungselement einen im Wesentlichen kreisrunden Kopf mit wenigstens einem Aussparungsabschnitt (
510 ,524 ) aufweist. - Plattensystem gemäß Anspruch 1, wobei das Verriegelungselement wenigstens eines von einer kurvenförmigen Fläche, einer rampenförmigen Fläche und einem Gewindeabschnitt aufweist.
- Plattensystem gemäß einem der obigen Ansprüche, wobei wenigstens eines der Knochschrauben-Aufnahmelöcher so ausgebildet ist, dass es mit einer darin aufzunehmenden, geeignet dimensionierten Knochenschraube eine Presspassung bildet.
- Plattensystem gemäß einem der obigen Ansprüche in Kombination mit einer fusionsunterstützenden Substanz.
- Plattensystem gemäß Anspruch 10, wobei die fusionsunterstützende Substanz wenigstens eines von Knochen, einem knochenbildungsanregenden Protein, Hydroxylapatit und Hydroxylapatidtrikalziumphosphat aufweist.
- Plattensystem gemäß Anspruch 1, wobei wenigstens ein Teil von einem von der Platte, dem Verriegelungselement und den Knochenschrauben ein bio-resorbierbares Material ist.
- Plattensystem gemäß einem der obigen Ansprüche in Kombination mit einem Knochentransplantat.
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: WARSAW ORTHOPEDIC, INC., WARSAW, IND., US |
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Representative=s name: VIERING, JENTSCHURA & PARTNER, 01097 DRESDEN |
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