DE19914232B4

DE19914232B4 - Vorrichtung zum Stabilisieren von Wirbelkörpern einer Wirbelsäule

Info

Publication number: DE19914232B4
Application number: DE19914232A
Authority: DE
Inventors: Uwe Siedler; Peter Kretschmer
Original assignee: Signus Medizintechnik GmbH
Current assignee: Signus Medizintechnik GmbH
Priority date: 1999-03-29
Filing date: 1999-03-29
Publication date: 2012-08-30
Anticipated expiration: 2019-03-30
Also published as: US6299614B1; DE19914232A1

Abstract

Vorrichtung zum Stabilisieren von Wirbelkörpern einer Wirbelsäule, mit durch die Wirbelpedikel von Wirbelkörpern jeweils mit ihrem Wirbelgewinde eindrverbindenden Stabilisierungsstab (9), wobei zwischen jede Schraube (1) und den Stabilisierungstab (9) jeweils eine Klemmschelle (7) eingeschaltet ist, wobei die Schrauben (1) jeweils auf der dem Wirbelgewinde abgelegenen Seite einen Schraubenkopf (2) und einen sich über den Schraubenkopf (2) hinaus erstreckenden Klemmgewindeabschnitt (3) aufweisen, der durch Querbohrungen (4) in beiden Schenkeln (5, 6) der auf dem Stabilisierungsstab (9) verschiebbar, jedoch festklemmbar angeordneten Klemmschelle (7) hindurchführbar und mittels einer aufschraubbaren Spannmutter (10) im Sinne einer Annäherung der beiden Schenkel (5, 6) beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Querbohrungen (4) einen sich an einem der beiden Schenkel (5) abstützenden, eine exzentrische Einsatzbohrung (11) aufweisenden Bohrungseinsatz (12) aufnimmt, dessen Lage relativ zur Querbohrung (4) die Ausprägung einer Schrägstellung der...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stabilisieren von Wirbelkörpern einer Wirbelsäule nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Eine solche Vorrichtung ist aus der EP 0 408 489 A1 bekannt.
Es ist leicht einsehbar, dass an der Wirbelsäule außerordentlich hohe Kräfte auftreten. Die Stabilisierungsvorrichtung muss geeignet sein, diese Kräfte aufzunehmen und zu übertragen. Die EP 0 855 169 A1 zeigt eine Klemmanordnung für einen orthopädischen Fixateur mit Spannscheiben. Bohrungen in den Spannscheiben liegen darin zentriert.
Die US 5,304,179 A zeigt ein System zum Fixieren von Wirbeln, bei dem ein Bohrungseinsatz mit einer exzentrischen Einsatzbohrung verwendet wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der eingangs genannten Art auf einfache und wirksame Weise so auszugestalten, dass zwischen den Schrauben und dem sie verbindenden Stabilisierungsstab jeweils eine trotz der sich ergebenden großen Kraftbeanspruchungen winkelstabile Verbindung einstellbar ist.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die die Vorrichtungseinheit bildenden, miteinander verspannbaren Vorrichtungselemente lassen aufgrund ihrer Ausbildung in sehr vorteilhafter Weise eine Vielzahl von unterschiedlichen, jeweils festen Positionen der Schrauben in Bezug zueinander zu. Als sehr günstig im Hinblick auf die angestrebte Stabilität der Vorrichtung bei ihrem Einsatz hat es sich erwiesen, wenn die der Aufnahme des Bohrungseinsatzes dienende Querbohrung des einen Schenkels der Klemmschelle einen im Vergleich zur Bohrung im anderen Schenkel größeren, sich zu letzterem hin verjüngenden Durchmesser aufweist, dem der Außendurchmesser und die Form des Bohrungseinsatzes angepasst sind.
Zweckmäßigerweise schließt die exzentrische Einsatzbohrung des Bohrungseinsatzes mit der Mittelachse des Einsatzes einen spitzen Winkel ein, und zwar weist der spitze Winkel dabei eine Größenordnung von bis zu 20° auf. Auf diese Weise lässt sich in feinster Abstufung eine äußerst große Zahl von Relativpositionen der Schrauben in Bezug zueinander einstellen.
Um eine besonders sichere Verspannung des Bohrungseinsatzes in bezug auf die Klemmschelle zu erzielen, ist es von großem Vorteil, dass der Bohrungseinsatz mit einem sich von der Einsatzbohrung zur konischen Einsatzrandfläche erstreckenden radialen Schlitz versehen ist. Dieser erstreckt sich zweckmäßigerweise durch denjenigen Bereich des Bohrungseinsatzes, der den größten Abstand zwischen der Einsatzbohrung und dem Einsatzrand aufweist. Dadurch ist eine optimale Anpassbarkeit der Lage des Bohrungseinsatzes an die jeweiligen Bedürfnisse gegeben, weil dem Schlitz gegenüber der Bereich mit kleinster Wandstärke verbleibt, der somit eine ausreichende Flexibilität des Bohrungseinsatzes gewährleistet.
In sehr vorteilhafter Weise ergibt sich eine satte Anlage der zusammenwirkenden Flächen von Klemmschellenschenkel und Schraube, wenn der andere Schenkel der Klemmschelle eine auf den Durchmesser der Querbohrung abgestimmte, sich zum Querbohrungsrand hin verjüngende Ausnehmung aufweist und wenn die Wandung dieser Ausnehmung als Anlagefläche für den Schraubenkopf ausgebildet ist. Zweckmäßigerweise ist dabei in weiterer günstiger Ausgestaltung der Schraubenkopf sphärisch konvex und die als Anlagefläche zu dem Schraubenkopf dienende Wandung der Ausnehmung entsprechend konkav geformt.
Eine in vorteilhafter Weise eindeutige Positionierung des Bohrungseinsatzes in Bezug auf den zugehörigen Klemmschellenschenkel lässt sich erreichen, wenn der Bohrungseinsatz auf seiner dem anderen Schenkel der Klemmschelle abgewandten Seite mit einem radial vorspringenden Rand versehen ist, der sich an einer entsprechenden Stützfläche im Schenkel der Klemmschelle abstützt.
Gewöhnlich schließen die einander zugewandten Schenkelaußenflächen der Klemme, deren Ebenen sich parallel zueinander erstrecken, einen rechten Winkel mit der Stabaufnahme und damit der Achse des Stabilisierungsstabes ein.
Ein größerer Bereich an Winkelpositionen lässt sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erzielen, dass die einander zugewandten Schenkelaußenflächen der Klemme, deren Ebenen sich parallel zueinander erstrecken, mit der Stabaufnahme bzw. der Achse des Stabilisierungsstabes einen vom rechten Winkel um bis zu +10° abweichenden Winkel einschließen. Auf diese Weise lässt sich der Schräglagebereich der Schrauben in Bezug auf die Axialebene des Stabilisierungsstabes um 10° über die durch die Exzentrizität der Einsatzbohrung des Bohrungseinsatzes maximal erreichbare Schräglage hinaus erhöhen und so der Einstellbereich, ohne die Stabilität der jeweils gewählten und fixierten Einstellung zu beeinträchtigen, entsprechend vergrößern.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in der die Vorrichtungselemente etwa im Maßstab 5:1 veranschaulicht sind. Es zeigen
1 eine Stirnansicht der Vorrichtung mit Blick auf de jeweiligen Klemmschellenschenkel, teilweise im Schnitt im Bereich der der Aufnahme der Schrauben dienenden Querbohrungen,
2 eine Schnittansicht einer Klemmschelle,
3 eine Schnittansicht der Klemmschelle entsprechend der Linie III-III der 2, mit eingesetztem Bohrungseinsatz,
4 eine Draufsicht auf die Klemmschelle nach 2,
5 eine Schnittansicht entsprechend der Linie V-V der 4,
6 eine Draufsicht auf eine Klemmschelle mit eingefügtem Bohrungseinsatz,
7 eine Seitenansicht der Klemmschelle, teilweise im Axialschnitt entsprechend der Linie VII-VII der 6,
8 eine Seitenansicht einer Klemmschelle mit Bohrungseinsatz, Schraube und auf den Klemmgewindeabschnitt der Schraube aufgesetzter Spannmutter teilweise im Schnitt, und
9 eine Stirnansicht der Klemmschelle, teilweise im Schnitt entsprechend der Linie IX-IX der 8.
Die in der Zeichnung veranschaulichte Vorrichtung zum Stabilisieren von Wirbelkörpern einer Wirbelsäule bedient sich vorzugsweise durch die Wirbelpedikel benachbarter Wirbelkörper jeweils mit ihrem Wirbelgewinde eindrehbarer Schrauben 1. Die Wirbelkörper nebst Wirbelpedikel sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Gezeigt ist lediglich der auf der dem Wirbelgewinde abgelegenen Seite befindliche Schraubenkopf 2 und ein sich über den Schraubenkopf 2 hinaus erstreckender Klemmgewindeabschnitt 3. Dieser ist durch Querbohrungen 4 in den beiden Schenkeln 5, 6 einer Klemmschelle 7 hindurchführbar. Die Klemmschelle 7 besitzt eine runde Aufnahme 8, in der, wie 1 erkennen lässt, ein Stabilisierungsstab 9 sitzt. Auf dem Stabilisierungsstab 9 ist die Klemmschelle 7 um die Stabachse drehbar und axial verschiebbar angeordnet.
Auf dem Klemmgewindeabschnitt 3 jeder Schraube 1 ist eine Spannmutter 10 aufschraubbar. Mit deren Hilfe sind die beiden Schenkel 5, 6 der Klemmschelle 7 im Sinne einer Annäherung beaufschlagbar, um den Stabilisierungsstab 9 fest zu erfassen.
1 lässt deutlich erkennen, dass einer der beiden Querbohrungen 4 ein sich am Schenkel 5 abstützender, eine exzentrische Einsatzbohrung 11 aufweisender Bohrungseinsatz 12 zugeordnet ist. Die Lage des Bohrungseinsatzes 12 relativ zur Querbohrung 4 lässt sich durch Verdrehen des Bohrungseinsatzes 12 willkürlich verändern und einstellen. Auf diese Weise wird eine mehr oder weniger ausgeprägte Schrägstellung der Klemmschelle 7 und damit des Stabilisierungsstabes 9 in bezug zur Schraube 1 bestimmt.
Der 2 ist entnehmbar, dass die der Aufnahme des Bohrungseinsatzes 12 dienende Querbohrung 4 des einen Schenkels 5 der Klemmschelle 7 einen im Vergleich zur Bohrung im anderen Schenkel 6 größeren, sich zu letzterem hin verjüngenden Durchmesser aufweist. Diesem sind der Außendurchmesser und die konische Form des Bohrungseinsatzes 12 angepasst. Aufgrund dieser Formgebung ist die Möglichkeit gegeben, den vom Klemmgewindeabschnitt 3 der Schraube 1 durchsetzten Bohrungseinsatz 12 vor dem Anziehen der Spannmutter 10 in dem Maß um ihre Mittelachse 13 in Bezug auf die ihn aufnehmende Querbohrung 4 des Schenkels 5 der Klemmschelle 7 zu drehen, dass die gewünschte Lage der Klemmschelle 7 und damit des Stabilisierungsstabes 9 erreicht ist. Durch anschließendes Festziehen der Spannmutter 10 wird nicht nur die Position des Bohrungseinsatzes 12 mitsamt der Schraube 1 relativ zur Klemmschelle 7 festgelegt, sondern auch diejenige der Klemmschelle 7 in Bezug auf den Stabilisierungsstab 9. Da die konische Querbohrung 4 für die Aufnahme des Bohrungseinsatzes 12, an der die konische Außenfläche des Bohrungseinsatzes 12 zur Anlage gelangt, durch Oberflächenbearbeitung mit einer Rauhigkeit, ggf. mit einer Riffelung versehen ist, wird eine besonders sichere Fixation der Winkelstellung gewährleistet, die auch durch hohe Beanspruchungen von Klemmschelle 7 und Schraube 1 nicht aufgehoben wird.
Eine besonders feine Verstellung ist dadurch sichergestellt, dass die exzentrische Einsatzbohrung 11 des Bohrungseinsatzes 12 mit der Mittelachse 13 des Bohrungseinsatzes 12 einen spitzen Winkel einschließt, der in der Praxis eine Größenordnung von bis zu 15°, im Extremfall sogar bis zu 20° aufweist. Die Verstell- und Klemmeigenschaften der Vorrichtung werden dadurch weiter begünstigt, dass der Bohrungseinsatz 12 mit einem sich von der Einsatzbohrung 11 zur konischen Einsatzrandfläche, die an der mit der Aufrauhung versehenen Querbohrung 4 des Schenkels 5 zur Anlage gelangt, erstreckenden radialen Schlitz 14 versehen ist.
Insbesondere 3 lässt erkennen, dass sich der Schlitz 14 durch denjenigen Bereich des Bohrungseinsatzes 12 erstreckt, der den größten Abstand zwischen der Einsatzbohrung 11 und dem Einsatzrand aufweist. Auf diese Weise wird die Flexiblität in vorteilhafter Weise erhöht.
Der andere Schenkel 6 der Klemmschelle 7 weist eine auf den Durchmesser der Querbohrung 4 abgestimmte, sich zum Querbohrungsrand hin verjüngende Ausnehmung 15 auf. Die Wandung dieser Ausnehmung 15 ist dabei als Anlagefläche für den Schraubenkopf 2 ausgebildet. Wie ersichtlich ist der Schraubenkopf 2 abgerundet konvex und die als Anlagefläche für den Schraubenkopf 2 dienende Wandung der Ausnehmung 15 entsprechend konkav geformt.
Auf seiner dem anderen Schenkel 6 der Klemmschelle 7 abgewandten Seite ist der Bohrungseinsatz 12 mit einem radial vorspringenden Rand 16 versehen, der sich an einer entsprechenden Stützfläche 17 im Schenkel 5 der Klemmschelle 7 abstützt.
Im einfachsten Fall schließen die einander zugewandten Schenkelaußenflächen der Klemmschelle 7, deren Ebenen sich parallel zueinander erstrecken, mit der Stabaufnahme 8 bzw. der Achse des Stabilisierungsstabes 9 einen rechten Winkel ein. Der Einstellbereich lässt sich in vorteilhafter Weise dadurch vergrößern, dass diese Schenkelaußenflächen mit sich parallel zueinander erstreckenden Ebenen einen vom rechten Winkel um bis zu ±5°, im Extremfall bis zu ±10° abweichenden Winkel einschließen.

Claims

Vorrichtung zum Stabilisieren von Wirbelkörpern einer Wirbelsäule, mit durch die Wirbelpedikel von Wirbelkörpern jeweils mit ihrem Wirbelgewinde eindrehbaren Schrauben (1) und einem die Schrauben (1) verbindenden Stabilisierungsstab (9), wobei zwischen jede Schraube (1) und den Stabilisierungstab (9) jeweils eine Klemmschelle (7) eingeschaltet ist, wobei die Schrauben (1) jeweils auf der dem Wirbelgewinde abgelegenen Seite einen Schraubenkopf (2) und einen sich über den Schraubenkopf (2) hinaus erstreckenden Klemmgewindeabschnitt (3) aufweisen, der durch Querbohrungen (4) in beiden Schenkeln (5, 6) der auf dem Stabilisierungsstab (9) verschiebbar, jedoch festklemmbar angeordneten Klemmschelle (7) hindurchführbar und mittels einer aufschraubbaren Spannmutter (10) im Sinne einer Annäherung der beiden Schenkel (5, 6) beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Querbohrungen (4) einen sich an einem der beiden Schenkel (5) abstützenden, eine exzentrische Einsatzbohrung (11) aufweisenden Bohrungseinsatz (12) aufnimmt, dessen Lage relativ zur Querbohrung (4) die Ausprägung einer Schrägstellung der Klemmschelle (7) und damit des Stabilisierungsstabes (9) in bezug zur Schraube (1) bestimmt und der mit einem sich von der Einsatzbohrung (11) zur konischen Einsatzrandhöhe erstreckenden radialen Schlitz (14) versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die der Aufnahme des Bohrungseinsatzes (12) dienende Querbohrung (4) des einen Schenkels (5) der Klemmschelle (7) einen im Vergleich zur Bohrung im anderen Schenkel (6) größeren, sich zu letzterem hin verjüngenden Durchmesser aufweist, dem der Außendurchmesser und die konische Form des Bohrungseinsatzes (12) angepasst sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die exzentrische Einsatzbohrung (11) des Bohrungseinsatzes (12) mit der Mittelachse (13) des Bohrungseinsatzes (12) einen spitzen Winkel einschließt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der spitze Winkel eine Größenordnung von bis zu 20° aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Aufnahme des Bohrungseinsatzes (12) dienende konische Querbohrung des Klemmschellenschenkels (5) mit einer Riffelung versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Schlitz (14) durch denjenigen Bereich des Bohrungseinsatzes (12) erstreckt, der den größten Abstand zwischen der Einsatzbohrung (11) und dem Einsatzrand aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der andere Schenkel (6) der Klemmschelle (7) eine auf den Durchmesser der Querbohrung (4) abgestimmte, sich zum Querbohrungsrand hin verjüngende Ausnehmung (15) aufweist und dass die Wandung dieser Ausnehmung als Anlagefläche für den Schraubenkopf (2) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenkopf (2) sphärisch konvex und die als Anlagefläche für den Schraubenkopf (2) dienende Wandung der Ausnehmung (15) entsprechend konkav geformt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrungseinsatz (12) auf seiner dem anderen Schenkel (6) der Klemmschelle (7) abgewandten Seite mit einem radial vorspringenden Rand (16) versehen ist, der sich an einer entsprechenden Stützfläche (17) im Schenkel (5) der Klemmschelle (7) abstützt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die einander zugewandten Außenflächen der Schenkel (5, 6) der Klemmschelle (7), deren Ebenen sich parallel zueinander erstrecken, mit der Stabaufnahme bzw. der Achse des Stabilisierungsstabes (9) einen vom rechten Winkel um bis zu ±5° abweichenden Winkel einschließen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Wirbelpedikeln um solche einander benachbarter Wirbelkörper handelt.