DE29724567U1

DE29724567U1 - Knochenbefestigungsvorrichtung und Instrument zum Einsetzen der Knochenbefestigungsvorrichtung

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Publication number: DE29724567U1
Application number: DE29724567U
Authority: DE
Original assignee: Walter Lorenz Surgical Inc
Current assignee: Zimmer Biomet CMF and Thoracic LLC
Priority date: 1996-02-14
Filing date: 1997-02-07
Publication date: 2003-01-16
Anticipated expiration: 2007-02-08
Also published as: US20020004661A1; WO1997029708A1; JP2000505323A; US6589244B1; EP0929266A1; EP0929266A4; US6258091B1

Description

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Anmelder: Walter Lorenz Surgical Inc.

Bezeichnung: Knochenbefestigungsvorrichtung und Instrument zum Einsetzen der
Knochenbefestigungsvorrichtung

Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung zum Sichern einer Knochenplatte an dem umgebenden Knochen, wenn beispielsweise ein Bereich der Schädeldecke, der während einer Schädelöffnung für einen neurochirurgischen Eingriff entfernt worden ist, wieder eingesetzt wird. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Instrument zum Zusammenfügen zweier Teile mit jeweils einem Gewinde. Das Instrument kann während neurochirurgischer Eingriffe oder als mechanisches Werkzeug bei zahlreichen anderen Anwendungen benutzt werden.

Allgemeine Diskussion des Hintergrunds

Eine Schädelöffnung ist ein chirurgischer Eingriff, bei dem ein Bereich der Schädeldecke entfernt oder als Lasche zurück geklappt wird, um einen chirurgischen Zugriff zum Inneren des Schädels (beispielsweise zum Gehirn) zu ermöglichen. Um die Schädelöffnung durchzuführen, werden mehrere Löcher durch die Schädeldecke gebohrt. Die Anzahl und die Position dieser Löcher variiert in Abhängigkeit von der Form des Knochens, der entfernt wird. Beispielsweise werden drei Bohrlöcher an Eckpunkten gebohrt, wenn eine dreieckige Knochenlasche gewünscht ist. Die Bohrlöcher werden danach mittels osteotomischer Schnitte verbunden, beispielsweise mit Verwendung einer flexiblen Säge, die innerhalb zwischen den Bohrlöchern geführt wird. Die Säge wird anschließend hin und her bewegt, um den Schädel entlang einer Trennlinie (definiert durch die verbindenden Osteotomien) zu schneiden, um die benachbarten Bohrlöcher zu verbinden. Anschließend wird die Knochendecke von dem darunter liegenden Gewebe gelöst, um das Gehirn freizulegen. Die Knochendecke kann entweder vollständig von der chirurgischen Stelle entfernt werden oder als Lasche entlang einer ungeschnittenen Kante der Lasche zurück gefaltet werden.

Nach Abschluss der Operation muss die Knochendecke wieder in ihrer ursprünglichen Position befestigt werden, um das darunter liegende Gehirn zu schützen. Bei herkömm-

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liehen Schädelöffnungen erfordert das Schließen, dass Löcher in die Knochenplatte und in den umgebenden Schädelknochen entlang der osteotomischen Linien gebohrt werden, und rostfreier Stahldraht oder Seidenfäden werden danach durch die Löcher geführt, damit die Platte am vorgesehenen Platz gehalten wird. Unglücklicherweise ist das Bohren der Löcher sehr zeitaufwendig und möglicherweise gefährlich wegen des Risikos, eine Infektion auszulösen. Die Fäden sind auch instabil und neigen zum Reißen. Die Instabilität oder das Reißen der Fäden kann zu gefährlichen Verschiebungen des Schädelplatte gegen das Gehirn führen, was ähnliche Schäden wie bei einem Schädelbruch zur Folge hätte. Die Fäden zum Schließen der osteotomischen Linien sind nicht besonders ästhetisch, da sie Unregelmäßigkeiten auf der darüber liegenden Oberfläche des Gesichts oder des Kopfes zurücklassen können. Diese Unregelmäßigkeit ist insbesondere dann unansehlich, wenn die Oberfläche der Knochenplatte nicht einigermaßen bündig mit dem umgebenden Knochen gehalten wird.

Verschiedene Befestigungen sind bereits vorgeschlagen worden, um die Knochendecke an dem umgebenden Schädel zu sichern. Das US-Patent 5 201 737 offenbart eine flexible Platte, die eine Vielzahl von Fahnen mit Löchern hat, um Knochenschrauben aufzunehmen. Die Platte wird über einem Bohrloch im Schädel und in der Nähe der osteotomischen Linien angebracht, um eine externe Befestigung der Knochendecke an dem umgebenden Schädel bereitzustellen.

Weitere externe Knochenplatten sind in den Schriften US 4 651 724, US 4 923 471, US 5 139 497 und US 5 372 498 gezeigt. Alle diese Platten sind für die externe Anwendung bei gebrochenen Knochen ausgestaltet und erfordern das Anbringen einer Vielzahl von Schrauben durch die Platten. Wie bei der Platte in der oben besprochenen US 5 201 737 ist das Anbringen zahlreicher Schrauben an die Platten zeitaufwendig und neigt zu verhängnisvollen Infektionen, und ist es schwierig, diese wieder zu entfernen.

Zahlreiche Befestigungseinrichtungen sind auch zum Zusammenfügen von gebrochenen Knochen bekannt. Ein Beispiel für eine derartige Einrichtung ist die US 2 511 051, in der ein Bolzen mit einem Außengewinde in einen Schaft mit einem Innengewinde geschraubt wird. Die Bewegung des Bolzens in den Schaft wird mit einem Sechskant-Schraubenschlüssel durchgeführt, der durch den Schaft in eine Senke eingeführt wird, die die Spitze des Gewindebolzens aufnehmen kann.
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Die US 3 875 936 zeigt eine Befestigung zum Ersetzen des Kugelkopfes am Oberschenkelknochen, indem eine mit einem Dorn versehene Distanzscheibe zwischen dem Oberschenkelknochen und dem Kugelkopfgelenk bereitgestellt wird. Die US 5 098 433 verwendet einen mit Flügel versehenen Druckbolzen, um gebrochene Knochen zusammenzufügen. Die US 5 196 016 und die US 5 433 719 offenbaren Befestigungsnägel oder Schrauben, um Knochenfragmente aneinander zu halten.

Angesichts der Verwendung einer Vielzahl von Befestigungseinrichtungen bei orthopädischen und neurochirurgischen Eingriffen, werden noch verbesserte Techniken gesucht, um eine Schädelabdeckung an dem umgebenden Schädelknochen nach einer Schädelöffnung zu sichern. Verbesserte Verfahren und Vorrichtungen zum Sichern der Befestigungsvorrichtungen am Schädel sind ebenso offenbart.

Daher ist es Aufgabe der Erfindung, eine Befestigungsvorrichtung bereitzustellen, die insbesondere für das Schließen von Schädelöffnungen geeignet ist.

Eine weitere Aufgabe ist, eine solche Befestigungsvorrichtung bereitzustellen, die schnell und effektiv angebracht werden kann und die leicht entfernt werden kann für den Fall, dass ein nachfolgender Zugriff auf das Schädelinnere für einen weiteren neurochirurgischen Eingriff erforderlich ist.

Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, eine solche Befestigungsvorrichtung bereitzustellen, die die ästhetischen Nachteile herkömmlicher Befestigungsvorrichtungen vermeidet, wie z. B. große Einrückungen in der Haut, die den Schädel überdeckt.

Schließlich ist es Aufgabe der Erfindung, eine solche Befestigungsvorrichtung und ein solches Instrument zum Bearbeiten der Befestigungsvorrichtung bereitzustellen, dass es der Befestigungseinrichtung ermöglicht wird, auf einfache Weise eingesetzt und entfernt zu werden, wodurch eine mögliche permanente und lösbare Befestigung der Schädelabdeckung bereitgestellt wird, und wodurch die möglichen verhängnisvollen neurologischen Folgen vermieden werden, die durch das Entfernen oder den Druck der Knochendecke resultieren können.

Letztlich ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Instrument bereitzustellen, das geeignet ist, erste und zweite Teile miteinander in Eingriff zu bringen, insbesondere wenn das

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Eingreifen von zwei gegenüberliegenden Oberflächen erfolgen muss und eine der Oberflächen nicht auf einfache Weise zugänglich ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese und weitere Aufgaben werden durch die Befestigungsvorrichtung für Knochenabdeckungen gemäß der Erfindung gelöst, die ein erstes und ein zweites Befestigungsteil hat. Ein langgestreckter Bolzen mit Außengewinde erstreckt sich von dem ersten Befestigungsteil, während eine langgestreckte Muffe mit Innengewinde sich vom zweiten Befestigungsteil erstreckt. Der Bolzen wird durch Drehen in die Muffe geschraubt, wobei sich die Muffe zwischen den beiden Befestigungsteilen erstreckt. Die Muffe passt durch die Bohrlöcher von einer Schädelöffnung, und jedes Befestigungsteil ist breiter als die Muffe und das Bohrloch, um ein Einklemmen der Oberflächen oberhalb und unterhalb des Bohrloches zu ermöglichen, so dass die inneren und äußeren Oberflächen der Knochenabdeckung und des umgebenden Knochens ineinander übergehen. Das Schrauben des Gewindebolzens in die Muffe mit dem Innengewinde bringt die gegenüberliegenden Befestigungsteile enger zusammen und drückt sie gegen die inneren und äußeren Oberflächen der Knochenabdeckung und des umgebenden Schädelknochens. Die Befestigungsteile überdecken die Seitenränder des Bohrloches und benachbarter osteotomischer Linien, um die Knochenabdeckung sicher am umgebenden Knochen zu befestigen.

In einer offenbarten Ausführungsform ist eines der Befestigungsteile ein Sockel, der eine Scheibe umfasst, die eine flache Innenseite und eine flache Außenseite hat. Eine Vielzahl erhöhter Widerhaken erstreckt sich von der inneren Fläche des Sockels, um eine Haftung zwischen der Scheibe und dem Knochen zu ermöglichen. Das andere Befestigungsteil ist eine Kappe mit einer äußeren Fläche, die flach oder konvex sein kann, und eine Aussparung ist in der äußeren Fläche zur Aufnahme eines Antriebsteils ausgebildet, das die Kappe dreht. Ein Bolzen mit Außengewinde erstreckt sich von einer inneren Fläche des Sockels und eine Muffe mit Innengewinde erstreckt sich von einer inneren Fläche der Kappe. Der Bolzen ist in etwa so lang wie die Muffe. Der Bolzen kann ganz oder teilweise in Abhängigkeit von der Dicke der Knochenabdeckung in die Muffe geschraubt werden. Folglich hat die Befestigungsvorrichtung die vielseitige Ver-

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wendbarkeit, um an verschiedenen Stellen des Schädels, wo die Knochendecke variiert, verwendet zu werden.

Die Befestigungsvorrichtung wird für ein Verfahren zur Befestigung einer Knochenplatte verwendet, beispielsweise einer Knochenabdeckung bei einem Knochendefekt, wie z. B. einer Schädelöffnung. Die Knochenplatte hat gegenüberliegende innere und äußere Oberflächen, die im wesentlichen bündig zu den inneren und äußeren Oberflächen des umgebenden Knochens in Position gehalten werden müssen. Das Verfahren umfasst die Schritte des Platzierens des Sockels und der Kappe des Befestigungsteils an gegenüberliegenden inneren und äußeren Oberflächen der Knochenplatte, wobei sich die Muffe in das Loch erstreckt, und ein Bereich des Sockels und ein Bereich der Kappe die Verbindungslinie zwischen der Knochenplatte und den umgebenden Knochen überdecken. Der Sockel und die Kappe werden danach ineinandergedreht, bis die Kappe und der Sockel die gegenüberliegenden Oberflächen der Knochenplatte und des umgebenden Knochens fest umgreifen, um die Knochenplatte am vorgesehenen Platz festzuklemmen. Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen wird die Befestigungsvorrichtung durch ein craniotomisches Bohrloch platziert, wobei die Kappe und der Sockel das Bohrloch abdecken und schließen.

Bei einer anderen Ausführungsform wird der Sockel neben dem Bohrloch und gegen die innere Oberfläche der Knochenplatte durch ein Positionierungsinstrument angeordnet. Das Instrument umfasst eine scheibenförmige Plattform, die vorzugsweise flache Ober- und Unterseiten hat. Ein von dem Sockel nach oben gerichteter Fortsatz ist ausgebildet, um dem Befestigungssockel in Eingriff zu bringen und ihn in einer gewünschten Position auf der Plattform zu halten. Das Positionierungsinstrument ermöglicht dem Sockel, in eine gewünschte Position gegen die innere Oberfläche der Knochenplatte bewegt zu werden und gegen die Knochenplatte angehoben zu werden, um die Widerhaken auf dem Sockel in die innere Fläche des Knochens einzubetten. Das Positionierungsinstrument ist insbesondere für neurochirurgische Eingriffe sinnvoll, da es dem Sockel ermöglicht, zwischen dem Gehirn und dem Schädel positioniert zu werden, wobei ein Gehirntrauma minimiert wird.

Bei einer weiteren Aus führungs form der Erfindung ist ein Befestigungsinstrument vorgesehen, um erste und zweite Teile aneinander zu sichern. Das Instrument umfasst eine Hülse, einen Schaft oder Stab, der innerhalb der Hülse, gleitet, einen Befestigungsme-

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chanismus auf der Hülse, um das erste Teil mit dem Instrument in Eingriff zu bringen, und eine Ausnehmung auf dem Schaft, der das zweite Teil aufnimmt und es in Eingriff mit dem ersten Teil bringt. Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen umfasst die Hülse einen Griff, der sich von der Hülse hinauserstreckt, und der Stab umfasst einen Griff, der es dem Stab ermöglicht, relativ zur Hülse gedreht und umgekehrt zu werden. Auf dem Stab befindet sich eine Spitze mit Gewinde, die mit einer Muffe mit Innengewinde des ersten Teils in Eingriff gebracht wird, um das erste und zweite Teil zu schrauben, um sie miteinander in Eingriff zu bringen.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungs form umfasst das Instrument eine Hülse, die einen Griff (z. B. einen Stab oder eine Scheibe) hat, der sich von der Hülse aus erstreckt. Ein Stab gleitet innerhalb der Hülse und hat eine Spitze mit einem Gewinde am distalen Ende des Stabes, und einen Griff (z. B. eine Scheibe oder einen gekrümmten Handgriff) in der Nähe des proximalen Ende des Stabes. Der Griff erstreckt sich senkrecht zum Stab und ermöglicht einem Bediener, den Stab innerhalb der Hülse zu drehen und auch axial zu verschieben. Eine distale Spitze der Hülse, die den Stab mit Gewinde umgibt, hat eine Vielzahl von Schließelementen oder Zinken, die sich von der Spitze der Hülse erstrecken und in komplementäre Aufnahmewannen in einer der Befestigungsvorrichtungen passen, um die Befestigungsvorrichtung an der Spitze der Hülse zu schließen, z. B. durch Haftung der Zinken auf einer der Befestigungsvorrichtungen.

Das Instrument ist ausgestaltet, um zwei Befestigungsvorrichtungen mit Gewinde miteinander in Eingriff zu bringen. Die Befestigungsvorrichtung umfasst eine Kappe und einen Sockel, und eine Aufnahmewanne in der Kappe, die mit den Zinken auf der Hülse in Eingriff bringbar ist, um die Kappe an der Hülse zu schließen. Die Kappe umfasst auch eine Öffnung, durch die der Stab gleiten kann. Der Sockel der Befestigungsvorrichtung umfasst eine Stange, die ein Innengewinde und ein Außengewinde hat, und die Gewindespitze des Stabes hat ein solches Gewinde, das komplementär zum Innengewinde der Stange ist. Die Kappe hat eine Muffe mit einem Innengewinde, das komplementär zum Außengewinde der Stange ist.

Die Befestigungsvorrichtungen sind aneinandergefügt, indem sich die Befestigungskappe mit der Hülse des Sockels in Eingriff befindet, indem die Zinken in die Aufnahmewannen der Kappe eingeführt werden. Der Stab erstreckt sich danach durch die Kappe, und der Sockel wird an dem Stab befestigt, indem die Gewindespitze des Stabes in das

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Innengewinde der Stange des Sockels geschraubt wird. Die Hülse wird danach axial über den Stab geschoben, bis das Außengewinde des Sockels der Stange das Innengewinde der Kappe der Muffe berührt. Der Stab und die Hülse werden danach relativ zueinander gedreht (beispielsweise durch Drehen des Schaftes), um die Außengewindespitze der Stange auf den Sockel in die Muffe mit Innengewinde der Kappe zu schrauben. Die Stabspitze mit Gewinde wird danach von der mit Innengewindestange des Sockels abgeschraubt. Die verbundenen Befestigungsvorrichtungen können danach vom Instrument gelöst werden, beispielsweise durch Wegschieben des Instruments von den Befestigungsvorrichtungen, um die Schließelemente von den Befestigungsvorrichtungen zu lösen. Alternativ bringt eine axiale Verschiebung des Stabes gegen die Befestigungsvorrichtungen die Gewindespitze des Stabes in Berührung gegen das Innengewinde der Stange und schiebt Befestigungsvorrichtungen auf die Schließelemente, um die Befestigungsvorrichtungen vom Instrument zu lösen.

Das Instrument gemäß der Erfindung kann mit vielen unterschiedlichen Typen von Befestigungsvorrichtungen verwendet werden, in vielen Situationen, in denen zwei Befestigungsvorrichtungen in einem schwer zugänglichen Bereich zusammengefügt werden müssen. Das Instrument ist besonders nützlich, wenn die Befestigungsvorrichtungen an den gegenüberliegenden Seiten eines Hindernisses, das den Zugriff zu beiden Seiten des Hindernisses versperrt, zusammengefügt werden müssen. Eine spezielle Befestigungsvorrichtung, mit dem das Instrument benutzt werden kann, ist die Befestigungsvorrichtung für die Knochenabdeckung gemäß der Erfindung.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Bereichs des menschlichen Schädels, bei dem eine Schädelöffnung durchgeführt und die Befestigungsvorrichtung gemäß der Erfindung angebracht worden ist, um die Schädeldecke am umgebenden Schädelknochen zu sichern.

Fig. 2 ist eine vergrößerte Perspektivansicht von einer der Befestigungsvorrichtungen gemäß der Erfindung, wobei die Kappe und der Sockel voneinander gelöst sind.

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Fig. 3 ist eine Draufsicht der Kappe der Befestigungsvorrichtung gemäß Fig. 2.

Fig. 4 ist eine Draufsicht des Sockels der Befestigungsvorrichtung gemäß Fig. 2.

Fig. 5 ist eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie 5-5 aus Fig. 1.

Fig. 6 ist eine Schnittansicht der Befestigungsvorrichtung, die in Fig. 2 gezeigt ist.

Fig. 7 ist eine Schnittansicht der Befestigungsvorrichtung, die das Plazieren des Befestigungssockels mit einer Aus fiihrungs form des Positionierungsinstruments zeigt.

Fig. 8 ist eine Draufsicht einer weiteren Aus fiihrungs form des Positionierungsinstruments.
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Fig. 9 ist eine seitliche Explosionsansicht, teilweise in Schnittansicht, die eine Anordnung des Positionierungsinstruments gemäß Fig. 8 und eine Ausführungsform des Sockels zeigt, der einen Einschnitt hat, in den der Fortsatz passt.

Fig. 10 ist eine Perspektivansicht von oben einer Ausführungsform des Positionierungsinstruments, das in Fig. 7 gezeigt ist, indem sich ein peripherer Flansch von der Plattform nach oben erstreckt.

Fig. 11 ist eine seitliche Explosionsansicht des Positionierungsinstruments, das in Fig. 10 gezeigt ist, teilweise in Schnittansicht, die die Anordnung des peripheren Flansches und des Befestigungssockels demonstriert.

Fig. 12 ist eine Perspektivansicht einer Schädelöffnung, bei der eine Schädelknochenlasche nach hinten gefaltet wurde, um das Gehirn freizulegen, wobei die Verwendung des Positionierungsinstruments dargestellt ist.

Fig. 13 ist eine Schnittansicht eines Befestigungsinstruments, das geeignet ist, eine andere Aus fiihrungs form von Befestigungsvorrichtungen mit weiteren in Eingriff zu bringen.
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Fig. 14 ist eine Draufsicht des Befestigungsinstruments gemäß Fig. 13.

Fig. 15 ist eine vergrößerte Perspektivansicht einer anderen Ausführungsform der Befestigungsvorrichtung gemäß der Erfindung, die geeignet ist für die Verwendung mit dem Befestigungsinstrument, wobei der Ober- und Unterteil gelöst sind.

Fig. 16 ist eine Seitenansicht des Sockels der Befestigungsvorrichtung gemäß Fig. 15.

Fig. 17 ist eine Draufsicht des Sockels der Befestigungsvorrichtung, die in Fig. 16 gezeigt ist.

Fig. 18 ist eine Draufsicht der Kappe der Befestigungsvorrichtung, die in Fig. 15 gezeigt ist.
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Fig. 19 ist eine Schnittansicht durch eine Schädelöffnung, die das Instrument gemäß Fig. 13 zeigt, wobei die Kappe und der Sockel der Befestigungsvorrichtung miteinander in Eingriff sind.

Fig. 20 ist eine Ansicht der Befestigungskappe, die an dem Instrument angebracht ist.
Fig. 21 ist eine Ansicht des Befestigungssockels, der an dem Instrument angebracht ist.

Fig. 22 ist eine Ansicht, die zeigt, wie das Instrument bedient wird, um den Befestigungssockel relativ zur Befestigungskappe zu drehen, um den Sockel und die Kappe miteinander zu verbinden.

Fig. 23 ist eine Ansicht, die das Instrument zeigt, das von der Befestigungsvorrichtung

gelöst ist.
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Fig. 24 ist eine Seitenansicht, die eine weitere Aus führungs form des Befestigungsinstruments zeigt, in der der Griff der Hülse eine Scheibe und der Griff des Stabes ein gekrümmter Handgriff sind.

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Fig. 25 ist eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform des Sockels, die die Verteilung der Widerhaken auf der Innenfläche des Sockels zeigt.

Fig. 26 ist eine Seitenansicht des Sockels gemäß Fig. 25, die die Profile der Widerhaken zeigt.

Detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform

Die Erfindung umfasst Befestigungsvorrichtungen, um zwei tafelförmige Strukturen aneinander zu befestigen. Die Erfindung umfasst ebenfalls ein Positionierungsinstrument, das insbesondere für die Positionierung der Befestigungsvorrichtungen in einer chirurgischen Wunde nützlich ist, und ein Befestigungsinstrument, um die Befestigungsvorrichtungen aneinander zu befestigen. Diese detaillierte Beschreibung stellt mehrere Aus führungs formen der Befestigungsvorrichtungen dar, ebenso wie ein Instrument, das die Befestigungsvorrichtungen miteinander in Eingriff bringen kann. Das Instrument kann verwendet werden, um viele unterschiedliche Typen von Befestigungsvorrichtungen aneinander zu befestigen, jedoch ist es zum Zweck der Darstellung in Verbindung mit neurochirurgischen Befestigungsvorrichtungen gezeigt.

In den Zeichnungen ist eine Klemme 10 zum Schließen einer Schädelöffnung (Fig. 1) gezeigt, die ein spezieller Typ einer tafelähnlichen Struktur ist. Wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, wird eine Schädelöffnung durch Einschneiden des Schädels und der Muskulatur durchgeführt, wobei die diathermisch in der Linie einer gedachten Knochenlasche geschnitten wird. Ein Einschnitt wird nicht im Inneren durchgeführt, wo ein Strang eines Knochengewebes oder eines Schläfenmuskels oftmals ungeschnitten verbleibt, um etwas Blutversorgung des Knochens zu ermöglichen und das darüber liegende Gewebe intakt bleibt. Alternativ können das Knochengewebe und der Muskel vollständig von der geplanten Knochenlasche abgelöst werden.

Die Schädelöffnung wird durchgeführt, indem eine Serie von Bohrlöchern 12 durch den Schädel, etwa 6 oder 7 cm beabstandet, mit einem konventionellen Bohrer angefertigt werden. Die darunter liegende harte Hirnhaut wird von dem Knochen mit Verwendung eines Knochenhautmeißels separiert, der die osteotomische Stelle (&ldquor;die Knochendecke") überdeckt. Die Osteotomien 14 zwischen den Bohrlöchern 12 werden danach mit Ver-

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wendung einer flexiblen Giglisäge hergestellt, die zwischen zwei benachbarten Bohrlöchern hindurchgeführt wird und hin und her bewegt wird, um die Knochenöffnung von der inneren zur äußeren Oberfläche des Schädels durchzuführen. Der Sockel der Lasche, wie in Fig. 1 dargestellt, wird nicht mit einer Säge bearbeitet. Eine Knochenzange (wie z. B. eine de-Vilbis-Zange) wird verwendet, um zwischen den Bohrlöchern zu schneiden, bis die Brücke am Sockel 16 bricht, in die Lasche angehoben wird.

Nach dem Plazieren der Bohrlöcher und dem Durchführen der Osteotomien wird eine Knochenplatte 18 vom umgebenden Schädel abgetrennt entlang einer Trennlinie, die von den Osteotomien 14 gebildet ist. Jedes Bohrloch 12 hat einen Plattenbereich 12 a und einen komplementären Schädelbereich 12 b, die zusammen das vollständige Loch 12 bilden. Die Bohrer kommen in gestaffelten Größen, z. B. zwischen 0,5 und 2 Zoll (13 bis 51 mm) Durchmesser, um Bohrlöcher solcher Größen zu bohren, die in diesem üblichen Bereich variieren.

Die Knochenplatte 18 kann vollständig entfernt werden, wenn die Osteotomien alle Bohrlöcher 12 miteinander verbinden. Jedoch ist es oftmals bevorzugt, eine intakte Kante des Schädelknochens (wie z. B. 16) übrig zu lassen, um die Blutversorgung des Knochens (wie in Fig. 1 gezeigt) zu erhalten. In beiden Fällen wird die Knochenplatte oder die Knochenlasche als Schädeldecke bezeichnet.

Nachdem der neurochirurgische Eingriff durchgeführt ist, muss der Knochendefekt repariert werden, indem die Schädeldecke 18 zurück in den Defekt platziert wird mit gegenüberliegender innerer Oberfläche 20 und äußerer Oberfläche 22 (Fig. 5) im wesentlichen bündig mit der inneren Oberfläche 24 und äußeren Oberfläche 26 des umgebenden Schädels 28 (Fig. 5). Eine transversal liegende Seite 30 der Schädeldecke 18 muss ebenso gegenüber einer transversalen Seite 32 des Schädels 28 entlang einer Grenzlinie befestigt werden, die durch die Osteotomie 14 zwischen der Schädeldecke 18 und dem umgebenden Schädelknochen 28 definiert ist.

Struktur der Befestigungsvorrichtung

Bei einer Ausführungsform umfasst die Befestigungsvorrichtung 10 einen Sockel 38 (Fig. 2, 4 bis 6), der eine massive Scheibe 40 umfasst, die eine flache Innenseite 42 und

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eine flache Außenseite 44 hat. Die Innenseite 42 begrenzt eine langgestreckte zylindrische Muffe 46, die vom Zentrum der Innenseite 42 nach außen hervorsteht. Eine Bohrung 48 mit Innengewinde erstreckt sich in Längsrichtung durch die Muffe 46, aber erstreckt sich nicht durch die Scheibe 40. Folglich kommuniziert die Bohrung 48 bei dieser Ausführungsform nur mit einer runden Öffnung 50 am oberen Ende der Muffe 46 und erstreckt sich nicht durch die Scheibe 40, die eine flache massive untere Seite 44 hat. Bei anderen Aus führungs formen kann sich die Bohrung 48 durch den Sockel erstrecken.

Eine Vielzahl aufsteigender, konischer oder pyramidenförmiger Widerhaken 52 sind integraler Bestandteil der Scheibe 40 und erstrecken sich aufwärts von dessen Innenseite 42. Wie in Fig. 4 deutlich gezeigt ist, sind vier Widerhaken auf der Seite 42 angeordnet, gleichmäßig in Umfangsrichtung der Scheibe 40 beabstandet und nach innen vom Umkreis der Scheibe beabstandet. Die Widerhaken 52 laufen zu scharfen Spitzen 54 zu, um mit dem Knochen in Eingriff zu gelangen, gegen den die Widerhaken platziert werden und in den die Widerhaken eingebettet werden können, indem die Widerhaken gegen den Knochen gedrückt werden. Aufgrund seiner Natur ist der Schädelknochen zum darin Einbetten der Widerhaken besonders geeignet.

Eine Kappe 60 ist am Sockel 38 befestigt, um eine Befestigungsvorrichtung zu bilden, die die Knochendecke 18 an der vorbestimmten Stelle befestigt und die Bohrlöcher schließt. Die Kappe 60 ist eine massive Scheibe 61 (Fig. 5 bis 6) mit einer konvexen Außenseite 62, die glatt ist außer bei einer Vertiefung 64 zur Aufnahme eines komplementären Antriebsteils (nicht gezeigt), das die Kappe 60 dreht. Die dargestellte Vertiefung 64 ist sechseckig und so ausgestaltet, um die Spitze eines chirurgischen Instruments aufzunehmen, das einem Imbusschlüssel ähnlich ist. Jedoch kann alternativ eine langgestreckte Fallkerbe bei der Oberfläche 62 verwendet werden, um die Spitze eines Instruments aufzunehmen, das einem Schraubenzieher ähnlich ist.

Die Kappe 60 hat eine flache ringförmige Innenseite 66, von der ein Bolzen 68 mit Außengewinde vorsteht, um mit der Bohrung 48 mit Innengewinde der Muffe 46 in Eingriff gebracht zu werden. Der Bolzen 68 ragt aus dem Zentrum der Seite 66 hervor, und das Außengewinde ist schraubenförmig ausgebildet und maschinell so bearbeitet, um das schraubenförmige Innengewinde der Muffe 46 zu ergänzen und darin hineingeschraubt zu werden. Folglich ähnelt die Muffe einer Nuss, in die die Kappe wie ein BoI-

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zen geschraubt werden kann. Der Bolzen 68 hat vorzugsweise eine Länge (die sich senkrecht von der Seite 66 entlang einer Längsachse der Befestigungsvorrichtung 10 weg erstreckt), die annähernd so lang ist wie die Gewindebohrung 48 der Muffe 46. Die größte Breite der Kappe 60 (wie mit dem Durchmesser der Scheibe 61 gemessen) und die größte Breite des Sockels 38 (wie mit dem Durchmesser der Scheibe 40 gemessen) sind beide breiter als der äußere Durchmesser der zylindrischen Muffe 46. Der Außendurchmesser der zylindrischen Muffe 46 ist kleiner als der Durchmesser der Bohrlöcher 12, aber die Durchmesser der Scheiben 40 und 61 sind größer als die Durchmesser der Bohrlöcher 12. Die Kappe 60 und der Sockel 38 haben jeweils eine symmetrische Längsachse, so dass die Befestigungsvorrichtung im zusammengesetzten Zustand symmetrisch ist.

Bei einer alternativen Ausführungsform kann der Sockel 38 ein kreuzförmiges oder xförmiges Teil anstelle der Scheibe 40 haben.

Verfahren zur Verwendung zum Schließen einer Schädelöffnung

Die Befestigungsvorrichtung 10 wird für ein Verfahren verwendet, um eine Knochenplatte wieder einzusetzen, wie z. B. die Schädeldecke 18 nach einer Schädelöffnung. Wie bereits beschrieben, wird die Schädelöffnung durch Bereitstellen einer Vielzahl craniotomischer Löcher durchgeführt, wie z. B. die Bohrlöcher 12 durch den Schädel. Die Bohrlöcher werden nachfolgend durch die Osteotomien 14 verbunden, um eine Trennlinie für die Schädeldecke (die eine Platte sein kann, die entfernt wird, oder eine Lasche, die endang einer Kante nach hinten gefaltet werden kann) zu erzeugen. Die Schädelöffnung umfasst deshalb einen Bereich 12a des Bohrloches 12, der in der Schädeldecke 18 gebildet ist, und einen komplementären Bereich 12b des Loches, der im umgebenden Schädelknochen 28 gebildet ist.

Die Knochendecke 18 hat eine Innenseite 20 und eine Außenseite 22, die im wesentlichen bündig mit der Innenseite 24 bzw. der Außenseite 26 des umgebenden Schädelknochens 28 angeordnet sind, sobald die Schädelöffnung geschlossen ist. Gegenüberliegende transversale Seiten 30, 32 der Knochendecke und des umgebenden Knochen liegen sich entlang der Trennlinie gegenüber, wenn die Knochendecke platziert ist. Die Seiten 30, 32 sind im wesentlichen parallel zueinander, wenn sie sich gegenüber liegen..

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Beim Verfahren gemäß der Erfindung wird die Knochendecke 18 entlang eines Steges 16 nach hinten gefaltet oder vollständig als Platte entfernt, um die darunter liegende harte Hirnhaut und das Gehirn freizulegen. Nach der Operation innerhalb des Schädels und vor dem Einsetzen der Knochenlasche in ihre ursprüngliche Ausrichtung innerhalb der Schädelöffnung wird der Sockel 38 unterhalb jedes Bohrloches mit der Innenseite 42 des Sockels 38 gegen die innere Oberfläche 24 des Schädels 28 angeordnet, so dass ein oder mehrere Widerhaken 52 mit der Innenseite 24 in Eingriff sind. Der Sockel 38 überdeckt die Ränder des Loches 12 und die Trennlinie zwischen der Schädeldecke und dem umgebenden Knochen (wie in Fig. 1 gezeigt). Die Muffe 46 erstreckt sich innerhalb oder durch den Bereich 12b des Loches nach oben, aber erstreckt sich vorzugsweise nicht außerhalb der äußeren Oberfläche. Die Schädeldecke 18 wird danach in die Schädelöffnung wieder eingesetzt, beispielsweise in die Knochenlasche entlang des Steges 16 in die Schädelöffnung zurückgefaltet wird.

Sobald die Schädeldecke 18 in ihre ursprüngliche Position in die Schädelöffnung wieder eingesetzt ist, bilden die komplementären Bereiche 12a und 12b wieder das Loch 12. Die Muffe 46 wird im Loch 12 zentriert, wobei die Widerhaken 52 sich mit den Innenseiten 20 und 24 der Schädeldecke 18 und des Schädels 28 (Fig. 5) in Eingriff befinden. Danach wird die Kappe 60 über dem wiedergebildeten Loch 12 positioniert, wobei sich der Bolzen 68 mit dem Außengewinde oberhalb der Öffnung 50 befindet. Der Bolzen 68 wird in die Muffe 46 durch die Öffnung 50 eingeführt, und ein Antriebsteil (wie z. B. ein chirurgisches Instrument ähnlich eines Imbusschlüssel) wird in die sechseckige Ausnehmung 64 eingeführt, um die Kappe 60 zu drehen und den Bolzen 68 in die Gewindebohrung 48 einzuführen. Die kontinuierliche Drehung der Kappe 60 verringert den Abstand zwischen dem Sockel 38 und der Kappe 60, um die Innenseiten 42, 66 des Sockels und der Kappe gegen die inneren und äußeren Oberflächen des Schädels und der Schädeldecke festzudrücken. Die Kappe und der Sockel werden dabei mit Haftreibung an gegenüberliegende Seiten der Schädeldecke 18 und des umgebenden Knochen 28 in Eingriff gebracht, so dass sie die Schädeldecke und den umgebenden Knochen aneinander klemmen. Die Widerhaken 52 des Sockels 38 verankern den Sockel an der Schädeldecke und an dem umgebenden Knochen, um einer Drehung des Sockels vorzubeugen, während die Kappe in die Muffe geschraubt wird. Der Sockel wird an dem Knochen befestigt, sobald die Widerhaken 52 in den Knochen eindringen, indem sie von der Befestigungsvorrichtung gedrückt werden.

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Die Befestigungsvorrichtung wird verwendet, um die Schädeldecke an dem umgebenden Knochen bei einem oder mehreren Bohrlöchern, vorzugsweise an allen Bohrlöchern wie in Fig. 1 gezeigt, zu klemmen. Deshalb wird ein Sockel 38 unter jedem Bohrloch 12 vor dem Wiedereinsetzen der Schädeldecke 18 positioniert, wobei die Muffe 46 sich in dem Loch nach oben erstreckt. Eine Kappe 60 wird danach in jede Muffe mit Innengewinde hineingeschraubt, bis die Kappe und der Sockel die Schädeldecke 18 und den umgebenden Knochen sicher aneinander klemmen. Die Kappe und der Sockel sind miteinander so befestigt, was durch den Fortbewegungsgrad des Bolzens 68 mit dem Außengewinde in der Muffe 46 mit dem Innengewinde bestimmt ist, so dass einer Bewegung der Knochenplatte im wesentlichen vorgebeugt wird. Die Knochenplatte und der umgebende Knochen werden fest zueinander in Position gehalten, was einen Gegendruck der Schädeldecke (mit begleitenden nachteiligen neurologischen Folgen) verhindert.

Die glatte konvexe obere Außenseite 62 der Kappe 60 vermindert das ästhetische Problem von sichtbaren Vertiefungen auf dem Schädel oder im Gesicht, die oberhalb der craniotomischen Bohrlöcher liegen. Der geschlossene Sockel 44 ist fest im Eingriff mit der inneren Oberfläche der Schädeldecke und dem umgebenden Schädelknochen, was eine ideale Abdeckung des Loches ermöglicht, um eine Infektion oder ein Trauma vermeiden zu helfen. Die Befestigungsvorrichtung klemmt ebenso die Schädeldecke schnell an den vorgesehenen Ort, so dass der Zeitraum, in dem das Gehirn freigelegt sein muss, vermindert wird, und ebenso medizinischen Kosten reduziert werden, die durch eine längere Zeit im Operationssaal entstehen. Die Befestigungsvorrichtung wird auf einfache Weise entfernt, beispielsweise, indem ein Instrument in die Aufnahme 64 der Kappe 60 eingeführt wird und die Kappe von der Befestigungsvorrichtung weggedreht wird, um zu ermöglichen, dass die Knochenlasche anschließend entfernt wird, falls ein nachfolgender neurochirurgischer Eingriff erforderlich ist.

Die Befestigungsvorrichtung 10 ist aus einem biokompatiblen Material hergestellt und umfasst rostfreien Stahl, Titanlegierung, Polyglycolsäure, Silikongummi, Teflon oder Nylon. Titan ist ein besonders bevorzugtes Material. Die Biokompatibilität dieser und weiter Materialien kann durch eine Behandlung der Oberfläche der Befestigungsvorrichtung erweitert werden. Plasmagasentladung und Koronabehandlung mit reaktiven Gruppen, die auf polymere Oberflächen aufgetragen werden, sind als Methoden be-

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schrieben, um Oberflächen von Biomaterial zu modifizieren (siehe Lee et al., Biomaterials 12:443, 1191 and Lee et al, J. Colloid Interface Sei. 151:563, 1992).

Die Befestigungsvorrichtung 10 kann in vielen unterschiedlichen Größen hergestellt werden. Zum Zweck der Darstellung kann der Durchmesser des Bolzens 68 hier 7 mm (der gleiche Durchmesser wie die zylindrische Bohrung 48) sein; der Außendurchmesser der Muffe 46 kann 8 mm sein; der Durchmesser der Scheibe 61 kann 20 mm sein; der Durchmesser der Scheibe 40 kann 20 mm sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat der Bolzen 68 eine Länge von 6 mm, was dieselbe Länge wie bei der Muffe 46 und ihrer Innenbohrung 48 ist.

Die Befestigungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist einstellbar bei der Verwendung zur Instandsetzung von Schädelöffnungen für Knochen unterschiedlicher Dicke. Der Pterion (im temporo-parietalen Bereich) ist beispielsweise ziemlich dünn und erfordert eine Befestigungsvorrichtung mit einem 3 mm-Bolzen und einer 3 mm-Muffe, wobei das Voranschreiten der Kappe und des Sockels gegeneinander erfolgt, bis der Bolzen 68 vollständig in die Muffe 46 geschraubt ist und die Seite 66 der Scheibe 61 die Muffe 46 berührt. Der 3 mm-Bolzen und die 3 mm-Muffe würden jedoch ebenso der Befestigungsvorrichtung ermöglichen, Knochen bis zu einer Dicke von 6 mm einzuklemmen (wenn der Bolzen nur geringfügig in die Muffe geschraubt ist). Der parietale oder frontale Knochen kann jedoch 10 mm bis 20 mm dick sein. Eine Befestigungsvorrichtung mit einem 6 mm langen Bolzen 68 (und einer 6 mm langen Muffe mit Innengewinde) kann Knochen zusammenklemmen, die in der Dicke zwischen 6 mm und 12 mm variieren. Ein längerer Bolzen und eine längere Muffe (beispielsweise sind der Bolzen und die Muffe jeweils 12 mm lang) könnten Knochen zusammenklemmen, die etwa zwischen 12 mm dick (wenn die Befestigungsvorrichtung vollständig festgedreht ist) und 24 mm dick sind (wenn die Kappe und der Sockel anfangs in Eingriff sind, aber bevor mehrere Drehungen der Kappe in den Sockel erfolgen).

Andere Variationen der offenbarten Befestigungsvorrichtung sind möglich. Die Muffe mit dem schraubenförmigen Innengewinde kann beispielsweise von der Kappe abhängig sein, während der Bolzen mit dem äußeren Schraubengewinde sich von dem Sockel erstrecken kann. Die Kappe und der Sockel können viele Formen aufweisen, die anders als kreisförmig sind, beispielsweise quadratisch oder dreieckförmig. Knochenplatten, die nicht zum Schädel gehören, können am umgebenden Knochen befestigt werden, bei-

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spielsweise ein verhältnismäßig flacher Knochen, wie der Handwurzelknochen, Unterkieferknochen, Oberkieferknochen oder die Knochen der Augenhöhle. Die konvexe Seite der Kappe 60 kann ebenso flach sein, insbesondere in Gebieten des Schädels (beispielsweise die temporalen Knochen) mit verhältnismäßig flachen äußeren Oberflächen.

Positionierungsinstrument

Zwei Ausführungsformen eines Positionierungsinstruments 70 für die Verwendung mit der Erfindung sind in den Fig. 7 bis 12 dargestellt. Bei der ersten Aus führungs form, die in Fig. 7 und 10 bis 12 dargestellt ist, umfasst das Instrument eine scheibenförmige Plattform 42 mit niedrigem Profil, die eine flache Innenseite 74 und eine parallele flache Außenseite 76 (Fig. 11) hat. Die Innenseite 74 ist von einem kontinuierlichen, kreisförmigen Flansch 78 (Fig. 10 bis 11) umgeben, der sich von der Plattform 72 aus aufwärts erstreckt. Ein innerer Durchmesser des peripheren Flansches 78 ist etwa gleich groß wie ein Außendurchmesser des Sockels 38, so dass der Sockel 38 innerhalb des Flansches 78 sitzt. Der periphere Flansch verhindert eine transversale Verschiebung des Sockels 38 von der Plattform 72.

Ein langgestreckter Griff 80 erstreckt sich allgemein von der Plattform 72 nach oben, um dem Instrument zu ermöglichen, dass es greifbar und handhabbar ist. Der Griff 80 umfasst einen ersten Bereich 82, der sich etwa im 45°-Winkel von der Plattform 72 nach oben erstreckt, und einen zweiten Bereich 84, die sich gegen eine Normale zu der Ebene der Plattform 72 neigt, so dass der Winkel zwischen dem zweiten Bereich 84 des Griffes 80 und einer Normalen zur Plattform 72 etwa 30° beträgt. Diese angewinkelte, im wesentlichen aufrechte Orientierung des Griffes 80 erhöht die leichte Handhabbarkeit des Befestigungssockels 38 und das Schieben des Sockels 38 nach oben gegen die Innenseite des Schädelknochens. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Plattform 72 etwa 1 mm dick, und die Höhe des Flansches 78 oberhalb der Plattform 72 ist etwa 1 mm über der Innenseite 74 der Plattform 72. Die Dicke der Sockelscheibe 40 beträgt 1 bis 2 mm bei dieser offenbarten Aus führungs form. Obwohl viele unterschiedliche Abmessungen verwendet werden können, sind diese kleinen Abmessungen besonders nützlich bei der Durchführung empfindlicher neurochirurgischer Eingriffe.

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Wie in Fig. 11 dargestellt ist, passt die Scheibe 40 des Sockels 38 gut auf die Oberseite 74 der Plattform 72 innerhalb einer 1 mm tiefen Wanne, die durch den peripheren Flansch 78 gebildet ist, wobei die durchgehende periphere Kante des Sockels 40 kraftschlüssig gegen die periphere Kante der Sockelscheibe 40 passt. Mit dem Sockel in der Position auf dem Instrument 70 wird der Griff 80 von einem Chirurgen (nicht gezeigt) betätigt und zum Ort der Schädelöffnung bewegt (Fig. 12). Die flache Plattform 72 des Instruments wird danach vorsichtig zwischen dem Schädelknochen und dem darunter liegenden Gehirn eingefügt, um die Scheibe 40 zwischen Gehirn und Schädelknochen 28 einzuführen. Der Befestigungssockel wird gegen das Bohrloch 12 bewegt, bis die Muffe 46 an der Oberfläche 12b des Bohrloches anliegt, wobei die Lasche 18 in der offenen Position in Fig. 12 gezeigt ist. Dieser Vorgang wird danach wiederholt, bis alle Befestigungsvorrichtungen in der gewünschten Anzahl am vorgesehenen Platz sind. Danach wird die Knochenlasche 20 in die in Fig. 1 gezeigte Position zurückgeklappt, und die Kappen 60 werden in die Sockel geschraubt, um die Knochendecke fest am vorgesehenen Platz zu befestigen.

Eine weitere Ausführungsform des Positionierungsinstruments ist in den Fig. 8 und 9 gezeigt, wobei ein zylindrischer Erweiterungsknopf 90 am Zentrum der Plattform 72 vorgesehen ist. Eine korrespondierende Aufnahmewanne 92 von ähnlicher Größe und Form des Knopfes 90 ist an der Außenseite der Sockelscheibe 40 vorgesehen. In einer offenbarten Aus führungs form ist der Knopf etwa 1 mm hoch und 2 mm im Durchmesser. Die Aufnahmewanne 92 ist ähnlicher Weise 1 mm hoch und etwa 2 mm im Durchmesser. Der Sockel 38 ist auf der Plattform 74 des Sockels 72 platziert, wobei sich der Knopf 90 in der Aufnahmewanne 92 befindet, um eine transversale Verschiebung des Sockels relativ zur flachen Plattform zu verhindern. Die Befestigungssockel sind unterhalb des Bohrloches positioniert, wobei sich die Muffe 46 durch das Loch erstreckt auf die gleiche Weise, die bereits im Zusammenhang mit Fig. 12 beschrieben ist.

Die Aufnahmewanne 92 gemäß Fig. 8 bis 9 ist als eine Einbuchtung in der Außenseite der Sockelscheibe 40 gezeigt. Bei anderen Aus führungs formen kann jedoch die Aufnahmewanne kontinuierlich mit der Bohrung 68 mit Innengewinde durch die Muffe ausgebildet sein.

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Befestigungsinstrument

Ein Instrument 100 zum Zusammenfügen der Befestigungsteile ist in Fig. 13 bis 22 gezeigt, das eine langgestreckte Rohrhülse 102 (siehe insbesondere Fig. 13) umfasst, die ein proximales Ende 104 (in der Nähe des Chirurgen oder eines anderen Benutzers) und ein distales Ende 106 (weiter entfernt von dem Chirurgen oder anderem Benutzer) umfasst. Zwei röhrenförmige Griffteile 108, 110 erstrecken sich diametral voneinander weg, senkrecht zur Achse der Hülse 102. Das distale Ende 106 hat zwei kleine Stangen 112, 114 (Fig. 13, 14 und 19), die 1 bis 3 mm (beispielsweise 2 bis 3 mm) von der flachen Oberfläche 116 des distalen Endes 106 hervorstehen. Die Stangen 112, 114 sind etwa 180° voneinander beabstandet und dienen als Zinken, die die Befestigungsvorrichtung an dem Instrument halten.

Ein langgestreckter Stab 120 (Fig. 13) gleitet innerhalb der Hülse 102. Ein rohrförmiges Führungsteil 107 kann in der Hülse 102 platziert werden, um den leeren Raum zu füllen und eine relative transversale Bewegung zwischen der Hülse 102 und dem Stab 120 zu verhindern, der frei in Axialrichtung in der Hülse gleitet. Der Stab 120 umfasst ein proximales Ende 122 und ein distales Ende 124. Eine Scheibe 126 ist am proximalen Ende 122 des Stabes 120 mittels einer Sechskantmutter 127 befestigt und erstreckt sich senkrecht zur Längsachse des Stabes 120. Die Scheibe 126 bildet einen Griff an dem Instrument, der von einem Benutzer betätigt werden kann, um den Stab 120 innerhalb der Hülse 102 umzukehren oder zu drehen.

Das distale Ende 124 des Stabes 120 hat eine zylindrische Spitze 128 mit Außengewinde und einen reduzierten Durchmesser. Bei einer Ausführungsform ist die Hülse 102 etwa 14 cm lang, wobei die Spannweite der Arme 108, 110 etwa 9 cm beträgt. Der Stab 120 ist länger als die Hülse 102, wobei die Gesamtlänge von der Spitze 128 bis zur Scheibe 126 etwa 16 mm beträgt. Die Scheibe 126 ist eine massive zylindrische Scheibe, die einen Durchmesser von etwa 3Vz cm hat. Die Abmessungen des Instruments können variieren.

Das Instrument 100 wird verwendet, um das erste und zweite Befestigungsteil miteinander in Eingriff zu bringen. Bei dieser offenbarten Aus führungs form ist das erste Befestigungsteil 130 eine Kappe, das die Form eine Scheibe hat. Zwei Öffnungen 132, 134 durch die Scheibe sind komplementär zur Größe und zum Ort der Stangen 112, 114 auf

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der Hülse 102. Folglich bilden die Öffnungen 132, 134 Ausnehmungen, in die die Stangen 112, 114 eingeführt und passend aufgenommen werden können, um die Kappe 130 am Instrument 100 zu befestigen oder zu schließen, beispielsweise durch Haftreibung zwischen den Stangen 112, 114 und den Ausnehmungen der Kappe 130. 5

Eine zentrale Öffnung 136 ist durch das Zentrum der Kappe, entlang der Rotationsachse der Kappe 130 ausgebildet. Die zentrale Öffnung 136 hat einen Durchmesser, der nur geringfügig größer ist als der Durchmesser des Stabes 120, so dass der Stab hindurchgleiten kann und von den Wänden der zentralen Öffnung 136 geführt wird. Eine Muffe 138 mit Innengewinde (hat ein schraubenförmiges Innengewinde) steht von der Kappe 130 um die zentrale Öffnung 136 herum nach unten vor, und die zentrale Öffnung 136 ist mit der Muffe 138 verbunden und kann sich durch diese erstrecken.

Das zweite Befestigungsteil ist ein Sockel 140, der die Form einer Platte oder einer Scheibe mit einem zentralen Bolzen 142 hat, der nach oben hervorsteht. Der Bolzen 142 ist mit einem schraubenförmigen Außengewinde 144 ausgebildet, das komplementär zum schraubenförmigen Innengewinde der Muffe 138 ist, so dass die Muffe 138 gedreht werden kann, um die Kappe 130 zum Sockel 140 zu ziehen.

Drei scharfe Fortsätze 150, 152, 154 erstrecken sich von der Scheibe des Sockels 140 nach oben, um das Schließen des Sockels gegenüber einer tragenden Oberfläche zu unterstützen. Diese Fortsätze 150 bis 154 sind am Rand des Sockels 140 angeordnet und sind gleichmäßig um 60° voneinander beabstandet (so dass alle Fortsätze auf einer Hälfte des Sockels sind, vorzugsweise liegen alle innerhalb eines 120° Winkels). Diese Fortsätze sind im wesentlichen dreieckig und jeder hat einen scharfen Scheitelpunkt, der zum Einbetten in eine tragende Oberfläche (wie z. B. die innere Oberfläche des Schädels) geeignet ist.

Die Verwendung des Instruments 100 zum Drehen der Kappe und des Sockels relativ zueinander, um sie miteinander in Eingriff zu bringen, ist in Fig. 20 bis 23 dargestellt. Fig. 20 zeigt den ersten Schritt, bei dem der Stab 120 durch die Öffnung 136 der Kappe 130 eingeführt wird, bis die schließenden Stangen 112, 114 in die Öffnungen 132, 134 eingeführt werden und die Kappe 130 an der vorgesehenen Stelle am Ende 106 der Hülse 102 befestigt wird. Die Haftung zwischen den schließenden Stangen 112, 114 und

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den Ausnehmungen, die durch die Öffnungen 132, 134 gebildet ist, hält die Kappe 130 am Ende 106 fest.

Wie in Fig. 21 gezeigt ist, wird danach der Sockel 140 an den Stab 120 angefügt, indem die Gewindespitze 128 (Fig. 20) in den Innengewindebolzen 142 des Sockels 140 (während der Sockel an der vorgesehenen Stelle an der Innenseite der Knochenplatte befestigt wird) eingeführt wird. Danach wird der Stab 120 in Richtung des Pfeils 146 (Fig. 14 und 21) gedreht, um die Gewindespitze 128 in den Innengewindebolzen 142 des Sockels zu schrauben. Der Stab 120 wird durch Umdrehen der Scheibe 126 gedreht, bis der Sockel 140 an der Spitze befestigt ist. Der Schritt des Schraubens des Sockels 140 auf die Spitze 128 wird vorzugsweise mit dem Stab 120 durchgeführt, der vollständig verlängert wird (wie in Fig. 21 gezeigt), indem axialer Druck gegen die Scheibe 126 beaufschlagt wird.

Der Stab 120 wird danach axial relativ zur Hülse 102 zurückgezogen (oder die Hülse 102 wird relativ zum Stab 120 vorangeschoben) (Fig. 22), um das schraubenförmige Außengewinde 144 auf den Bolzen 142 in das schraubenförmige Innengewinde 138 der Kappe 130 einzuführen. Wenn sich der Stab in der vollständig zurückgezogenen Position befindet, die in Fig. 16 gezeigt ist, wird die Hülse 102 durch ein Umdrehen des Griffes 110 gedreht in die Richtung, die durch Pfeil 146 (Fig. 14 und 22) gezeigt ist. Der Sockel 140 bleibt stationär, da die als Widerhaken wirkende Fortsätze 150 bis 154 auf dem Sockel sich mit dem Knochen in Eingriff befinden und eine Drehung des Sockels blockieren. Folglich schraubt die Drehung der Hülse 102 die Muffe 138 mit Innengewinde auf den Bolzen 142 mit Außengewinde in diejenige Richtung, die durch Pfeil 146 gezeigt ist.

Nachdem die Muffe 138 vollständig auf den Sockel 140 geschraubt worden ist, wird die Drehscheibe 126 danach in Richtung des Pfeils 147 gedreht (die entgegengesetzte Richtung des Pfeils 146), um die Gewindespitze 128 des Schaftes 120 vom Innengewinde des Bolzens 142 abzuschrauben. Wenn die Spitze 128 vollständig vom Bolzen 142 und von der Muffe 138 abgeschraubt ist, wird die Spitze in Axialrichtung von der Öffnung 136 zurückgezogen, um das Instrument 100 vollständig von der Befestigungsvorrichtung zu lösen. Wenn es bei einem chirurgischen Eingriff benutzt wird, kann das Instrument danach aus der chirurgischen Wunde zurückgezogen werden und die Befestigungsvorrichtung zurücklassen, die sich fest am vorgesehenen Platz mit dem gegenüber-

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liegenden Seiten der Knochenplatte und dem umgebenden Knochen im Eingriff befindet.

Das Befestigungsinstrument 100 kann ebenso für nicht chirurgische Anwendungen verwendet werden, z. B. zum Anbringen einer Befestigungsvorrichtung an zwei entgegengesetzten Seiten eines Werkstücks, wie z. B. einer Wand oder benachbarten Holzstücken. Variationen des Verfahrens zur Verwendung des Instruments können ebenso angewandt werden, und zwar bei chirurgischen und nicht-chirurgischen Anwendungen. Z. B. kann der Sockel 140 gedreht werden, um ihn an die Gewindespitze 128 zu schrauben, anstelle die Gewindespitze 128 zu drehen, um sie an den Sockel zu schrauben. Nur eine relative Drehung zwischen dem Sockel und der Hülse ist notwendig. Auf ähnliche Weise kann die Muffe des Sockels in die Muffe der Kappe geschraubt werden, indem eine relative Drehung zwischen der Kappe und dem Sockel ausgeführt wird, ohne dass notwendigerweise die Kappe durch Umdrehen der Hülse 102 gedreht werden muss. Anstelle gedreht zu werden (in eine Richtung 147), um den Sockel in die Kappe zu schrauben, kann der Stab durch eine relative Drehung zwischen dem Sockel und der Kappe bewegt werden.

Die Beziehungen verschiedener Teile des Instruments zu der Befestigungsvorrichtung sind in Fig. 19 gezeigt. Die Anordnung der Teile in dieser Zeichnung korrespondiert mit dem Instrument, das in Fig. 22 gezeigt ist, wobei der Stab 120 axial zurückgezogen worden ist und die Kappe 130 relativ zum Sockel 140 gedreht worden ist, um die Kappe und den Sockel aneinander zu fügen, durch den Eingriff der schraubenförmigen Gewinde. Wie in Fig. 19 dargestellt ist, hat die Sockelscheibe 140 einen kleineren Durchmesser als die Kappe 130. In der offenbarten Ausführungsform hat die Sockelscheibe 140 einen Durchmesser von etwa 11 mm, während die Kappe 130 einen Durchmesser von etwa 13 mm hat. Der Bolzen 142 hat eine Höhe von etwa 9 mm, während die Höhe der Muffe 138 etwa 4 mm beträgt. Der kleinere Durchmesser der Sockelscheibe 140 hilft dem Sockel, besser an die Innenseite des Schädeldecke zu passen, die eine steilere Krümmung hat als die Krümmung der äußeren Schädeldecke.

Die Widerhaken 150, 152 und 154 befinden sich alle innerhalb eines 120°-Sektors der Sockelscheibe 140. Dies ermöglicht den Widerhaken, im intakten Bereich des Schädelknochens platziert zu werden, ohne in den entfernbaren Bereich der Schädeldecke eingebettet zu werden. Folglich kann die Schädeldecke, wenn gewünscht, entfernt werden,

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indem die Kappe und der Sockel gelöst werden, ohne dass die Widerhaken von dem Knochen der Platte, die entfernt werden soll, gelöst werden muss.

Alternative Ausführungsform des Befestigungsinstruments

Eine andere Aus führungs form des Befestigungsinstruments ist in Fig. 24 bis 26 gezeigt und wird als Instrument 200 bezeichnet. Dieses Instrument ist ähnlich dem in Fig. 13 bis 23 gezeigten Instrument 100, so dass ähnliche Teile die gleichen Bezugszeichen plus 100 haben, um ähnliche Teile zu kennzeichnen, beginnend beim Instrument 200. Diese Aus führungs form unterscheidet sich jedoch darin, dass der Griff 226 am Stab keine Scheibe ist, sondern stattdessen ein Griff mit einer halbhohlkugelförmigen Außenseite. Alternativ kann der Griff 226 von einer halbkugelförmigen oder kugelförmigen Form sein. Der Vorteil dieser Form ist, dass sie eine Oberfläche bereitstellt, die einfach mit der Hand ergriffen werden kann, wobei die Finger etwas einwärts gerichtet sind (auf die Längsachse des Instruments 200 zu). Der Griff 226 stellt einen Befestigungshandgriff bereit, der auf einfache Weise während der Benutzung des Instruments gedreht werden kann.

Der Hülsengriff 210 unterscheidet sich ebenfalls von den senkrechten Stäben 108, 110, die als Hülsengriff im Instrument 100 dienen. Anstelle einer Scheibe umschließt der Hülsengriff die Hülse 202 und erstreckt sich dazu senkrecht nach außen. Die Umfangsseite 211 der Scheibe 210 ist geriffelt oder auf andere Weise aufgeraut, um die Haftreibung zwischen der Seite 211 und der Hand eines Chirurgen oder eines anderen Benutzers des Instruments zu erhöhen. Die verbesserte Haftung zwischen dem Griff und der Hand ist besonders hilfreich, beispielsweise bei chirurgischen Eingriffen, während dessen Blut oder andere Körperflüssigkeiten den Griff verschmutzen können und ihn schlüpfrig machen.

Die Haftreibungsstangen 212, 214 sind auf 2 bis 3 mm verlängert worden (beispielsweise 3 mm), um Zinken bereitzustellen, die die Befestigungskappe am Instrument sicherer halten. Die aufnehmenden Löcher sind entsprechend verlängert worden und nehmen die Stangen 212, 214 fest in Eingriff, um wahlweise das Instrument zu halten und aneinander zu befestigen. Fig. 24A zeigt auch eine alternative Aus führungs form der Stangen oder Zinken, bei denen eine Schraubenfeder oder ein O-Ring 215 (am Ort des Stabes

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212 gezeigt) in einer ringförmigen Einkerbung (als 217 gezeigt) auf jeder Stange festgesetzt ist. Die Schraubenfeder ist derart spannkräftig, so dass die Feder leicht zusammengedrückt wird und die Stangen 212, 214 in die Ausnehmungen der Kappe eingeführt werden. Diese Druckfedern stellen einen verbesserten Eingriff der Stangen an der Kappe bereit, so dass die Kappe weniger leicht vom Instrument während der Benutzung weggerissen werden kann. Ein sicherer Eingriff der Kappe am Instrument ist wichtig, um zu ermöglichen, dass das Instrument, falls gewünscht, mit einer Hand bedient werden kann.

Eine andere Ausführungsform des Befestigungssockels ist in Fig. 25 und 26 gezeigt. Der Sockel 340 ist mit sechs Widerhaken 350, 352, 354, 356, 358 und 360 gezeigt, die gleichmäßig um den Umfang des Sockels 340 verteilt sind und sich von dessen Innenseite 341 aus erstrecken. Die Widerhaken haben ein scharfes Profil, beispielsweise bildet die Spitze des Widerhakens einen Winkel &agr;, der etwa 30° oder weniger beträgt (Fig. 26).

Jeder Widerhaken erstreckt sich 2 bis 3 mm in die Höhe oberhalb der Oberfläche der Innenseite 341. Es wurde herausgefunden, dass diese Höhe dem Widerhaken ermöglicht, in den Knochen (z. B. in eine Knochenplatte) in eine Tiefe einzudringen, die insbesondere den maximalen Eingriff zwischen dem Befestigungssockel und der Knochenplatte bereitstellt. Die Verteilung der Widerhaken um den Sockel (anstelle der An-Ordnung der Widerhaken nur in einem Sektor des Sockels, beispielsweise in einem 60° oder 120°-Sektor) ermöglicht den Widerhaken, mit der Knochenplatte in Eingriff zu sein, sogar wenn der Sockel sich geringfügig von seiner ursprünglichen Position wegdreht.

Die Befestigungsvorrichtung und das Instrument gemäß der Erfindung sind vorzugsweise aus einem metallenem Material hergestellt, das für eine sterile Verwendung bei chirurgischen Eingriffen geeignet ist. Titan oder rostfreier Stahl sind Beispiele für solche Materialien. Die Erfindung umfasst auch eine Befestigungsvorrichtung, ein Positionierungsinstrument und ein Befestigungsinstrument, die sterilisiert worden sind, beispielsweise in einem Autoklaven oder durch Bestrahlung (beispielsweise durch Bestrahlung mit UV-Strahlen) oder durch chemische Sterilisation (beispielsweise mit Desinfektionsmitteln oder Antibiotika).

Obwohl das Prinzip der Erfindung in mehreren bevorzugten Aus führungs formen dargestellt und beschrieben wurde, ist es für einen Fachmann naheliegend, dass die Erfin-

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dung in ihrer Anordnung und in Detail modifiziert werden kann, ohne diese Prinzipien zu verlassen.

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Claims

1. Knochenfestigungsvorrichtung zum Sichern einer Knochenplatte an benachbartem Knochen, wobei die Befestigungsvorrichtung Folgendes umfasst:

- ein erstes Teil, das eine Kappe aufweist,

- ein zweites Teil, das einen Sockel aufweist,

- einen Bolzen, der sich von einer Innenseite des Sockels erstreckt,

- wobei der Bolzen eine Vielzahl konzentrischer Furchen entlang des Bolzens hat,

- die Kappe eine Öffnung aufweist, durch die sich der Bolzen erstreckt, und

- in der Öffnung Mittel vorgesehen sind, die mit den konzentrischen Furchen des Bolzens in Eingriff bringbar sind, und wobei

- die Kappe entlang des Bolzens in Richtung des Sockels verschiebbar ist.

2. Knochenbefestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sockel eine Scheibe aufweist, die ein flache Innenseite und eine flache Außenseite hat.

3. Knochenbefestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Vielzahl stehender Widerhaken von der Innenseite des Sockels erstreckt.

4. Knochenbefestigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung, durch die der Bolzen ragt, eine Muffe aufweist, wobei das erste Teil und das zweite Teil breiter als die Muffe sind.

5. Knochenbefestigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aussparung in der Außenseite der Kappe zum Eingreifen eines Eingriffsteils vorgesehen ist.

6. Knochenbefestigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen bezüglich des Sockels befestigt ist.

7. Instrument, um ein erstes und ein zweites Teil miteinander in Eingriff zu bringen, wobei das Instrument Folgendes aufweist:

- eine Hülse,

- einen Schaft, der innerhalb der Hülse gleitbar ist,

- ein Teil an dem Instrument, um das erste Teil mit dem Instrument in Eingriff zu bringen, und

- ein Eingriffsteil an dem Schaft zum Greifen des zweiten Teils und zum in Eingriff bringen des zweiten Teils mit dem ersten Teil.

8. Instrument nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Instrument einen Fortsatz aufweist, der sich von der Hülse exstreckt, und einen weiteren Fortsatz aufweist, der sich von einem Stab erstreckt, um dem Stab zu ermöglichen, relativ zur Hülse gedreht und hin und her bewegt zu werden.

9. Instrument nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Fortsatz, der sich von der Hülse aus erstreckt, einen Griff aufweist, der sich von der Hülse aus hinaus erstreckt.

10. Instrument nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Fortsatz auf dem Stab einen Griff aufweist.

11. Instrument nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Instrument weiterhin eine Befestigungsvorrichtung umfasst, die ein erstes Teil und ein zweites Teil aufweist.

12. Instrument nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgebildet ist, wobei das erste Teil den Sockel und den Bolzen aufweist und das zweite Teil die Kappe aufweist.