DE69628757T2

DE69628757T2 - Mehrschichtverriegelungsvorrichtung für knochenbefestigungen

Info

Publication number: DE69628757T2
Application number: DE69628757T
Authority: DE
Inventors: E. Marc RICHELSOPH; C. Eric LANGE; J. Maureen THEIS
Original assignee: Osteotech Inc
Current assignee: Osteotech Inc
Priority date: 1995-10-17
Filing date: 1996-09-30
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2016-10-01
Also published as: EP0857038B1; WO1997014368A1; EP0857038A1; EP0857038A4; US5683392A; DE69628757D1; AU7381996A

Description

Die Erfindung betrifft im allgemeinen eine Verriegelungsvorrichtung zum Verriegeln eines Stiftes mit einem Knochenelement und insbesondere eine Mehrschichtverriegelungsvorrichtung zum Verriegeln eines Stiftes mit einem Rückenwirbel, wobei die Verriegelungsvorrichtung ein Knochenfixierelement zur Befestigung am Knochenelement, wobei das Knochenfixierelement einen kugelförmigen Abschnitt besitzt, ein inneres Gehäuseelement, das einen Kanal besitzt zur Aufnahme des Stiftes und das einen kugelförmigen Abschnitt zum Verrasten mit dem kugelförmigen Abschnitt des Knochenfixierelementes besitzt, und ein äußeres Gehäuseelement zum Verriegeln des inneren Gehäuseelementes mit dem Stift und mit dem kugelförmigen Abschnitt des Knochenfixierelementes aufweist.
In der Wirbelsäulenchirurgie ist es oftmals schwierig und zeitaufwändig, einen Wirbelsäulenstift mit Fixierhaken und/oder Fixierschrauben zu verriegeln. Viele Verriegelungsvorrichtungen zum Verriegeln eines Rückensäulenstiftes mit Fixierhaken und/oder Fixierschrauben bieten nicht die notwendige Variabilität, um diese Fixierung leicht durchführen zu können. Um diesen Nachteil auszugleichen, muss der Wirbelsäulenstift gestaltet werden, um die erforderliche Mehrschichtvariabilität, die zwischen den Wirbelsäulenniveaus existiert, zu ermöglichen.
Die US-A-S 207 678, die dem Oberbegriff des Anspruches 1 entspricht, beschreibt eine Verriegelungsvorrichtung der eingangs genannten Art zum Verriegeln eines Stiftes mit einem Knochenelement. Das äußere Gehäuseelement ist als zylindrische Aufnahme für das innere Gehäuse und für den Kopf der Knochenfixierschraube ausgebildet. Das innere Gehäuse ist als zylindrischer Einsatz für das äußere Gehäuse ausgebildet. Das innere Gehäuse ist ein Kompressionselement, das durch Muttern gespannt wird, die auf den Gewindestift geschraubt werden. In der Verriegelungsstellung wird der hohlkugelförmige Segmentabschnitt des inneren Gehäuses, das im äußeren Gehäuse aufgenommen ist, auf den kugelförmigen Abschnitt des Kopfes der Knochenfixierschraube gepresst. Infolge der Vielzahl von Einzelteilen dieser Verriegelungsvorrichtung ist es schwierig und zeitaufwändig, den Wirbelsäulenstift mit der fixierten Knochenfixierschraube zu verriegeln. In einem ersten Arbeitsschritt müssen die vielen Einzelteile zusammengebaut werden und in einem zweiten Arbeitsschritt müssen die Muttern auf den Stift aufgeschraubt werden.
Die EP-A-732081 ist ein Dokument, das unter Artikel 54(3) EPÜ fällt und das eine Knochenstiftverriegelungsvorrichtung beschreibt, die ein inneres und ein äußeres Element mit zusammenwirkenden kegelstumpfförmigen Wänden besitzt.
Die vorliegende Erfindung, wie sie im Anspruch 1 beansprucht ist, schafft eine Mehrschichtverriegelungsvorrichtung zum Verriegeln eines Stiftes mit einer Knochenfixiervorrichtung wie einer Knochenschraube oder einem Knochenhaken. Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ergibt im allgemeinen eine nicht festgesetzte Schraube, wobei die Mehrschichtverriegelungsvorrichtung sowohl für Wirbelsäulenhaken als auch für Wirbelsäulenschrauben vorgesehen sein kann. Die Mehrschichttauglichkeit erniedrigt die gesamte Operationszeit durch Reduktion der Notwendigkeit zur intraoperativen Stiftgestaltung und durch Verbesserung der Leichtigkeit des Implantatzusammenbaus. Die Verriegelungsvorrichtung erlaubt eine Abwinkelung in allen Ebenen relativ zum Stift bis zu 20 Grad oder mehr in Bezug auf die Schraube oder den Haken. Die Verriegelung ist durch eine konische Berührungsfläche fixiert, die im verrasteten Zustand eine Innenhülse bzw. das innere Gehäuseelement sowohl um den Stift als auch um den Haken/ die Schraube zusammendrückt und die Zusammenbaustellung sichert. Die Verriegelungsvorrichtung ist von oben verriegelbar und vollständig reversibel. Es sind verschiedene Ausbildungen möglich, für die die Erfindung anwendbar ist: Ein inneres Gehäuseelement schnappt sowohl auf den kugelförmigen Kopfabschnitt eines Hakens/einer Schraube als auch auf den Stift. Variabilität wird in allen Ebenen geboten bis das äußere Gehäuseelement mit seiner konischen Innenwand hochgezogen wird und mit den konischen Wänden des inneren Gehäuseelementes zusammenwirkt.
Die Verriegelungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, wie sie im Anspruch 1 beansprucht ist, weist im allgemeinen ein Knochenfixierelement zur Befestigung an einem Knochenelement, wobei das Knochenfixierelement einen kugelförmigen Abschnitt besitzt, ein inneres Gehäuseelement mit einem Kanal zur Aufnahme des Stiftes und mit einem kugelförmigen Abschnitt zum Greifen des kugelförmigen Abschnittes des Knochenfixierelementes, und ein äußeres Gehäuseelement zum Verriegeln des inneren Gehäuseelementes mit dem Stift und dem kugelförmigen Abschnitt des Knochenfixierelementes auf, wobei das innere Gehäuseelement einen Körper mit einem ersten Ende, einem zweiten Ende und einer im wesentlichen zylindrischen Außenfläche aufweist, wobei die Außenfläche des Körpers des inneren Gehäuseelementes zwischen dem ersten und dem zweiten Ende konisch verjüngt ist, und wobei das äußere Gehäuseelement einen Körper mit einem ersten Ende, einem zweiten Ende und einem im wesentlichen zylindrischen Durchgang aufweist, der zur Aufnahme des Körpers des inneren Gehäuseelementes vorgesehen ist, wobei der Durchgang des Körpers des äußeren Gehäuseelementes zwischen dem ersten und dem zweiten Ende konisch verjüngt ist, und wobei die konisch verjüngten Innenwände des Durchgangs des Körpers des äußeren Gehäuseelementes mit der konisch verjüngten Außenfläche des Körpers des inneren Gehäuseelementes zusammenwirken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mehrschichtverriegelungsvorrichtung zu schaffen, die sowohl für Wirbelsäulenhaken als auch für Wirbelsäulenschrauben verwendbar ist.
Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, eine solche Mehrschichtverriegelungsvorrichtung zu schaffen, bei der die Gesamtoperationszeit durch Reduktion des Erfordernisses für eine intraoperative Stiftkonfiguration reduziert wird und die Einfachheit des Implantatzusammenbaus erhöht ist.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine solche Mehrschichtverriegelungsvorrichtung zu schaffen, die eine Schrauben-/Haken- Abwinkelung von bis zu 20 Grad und mehr in allen Richtungen relativ zum Stift erlaubt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Mehrschichtverriegelungsvorrichtung zu schaffen, die von oben verriegelbar und die vollkommen reversibel ist.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Anzahl Verriegelungsvorrichtungen der vorliegenden Erfindung zur Verdeutlichung der Verriegelung eines länglichen Stiftes mit einer Anzahl Knochenelemente,
2 eine Seitenansicht eines Knochenfixierelementes der Verriegelungsvorrichtung gemäß der Erfindung,
3 ein Stirnansicht des Knochenfixierelementes gemäß 2,
4 eine Vorderansicht eines äußeren Gehäuseelementes der Verriegelungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung,
5 eine Seitenansicht des äußeren Gehäuseelementes gemäß 4,
6 eine Ansicht des äußeren Gehäuseelementes gemäß 4 in Blickrichtung von hinten,
7 einen Schnitt entlang der Schnittlinie 7-7 in 4,
8 eine Draufsicht auf das äußere Gehäuseelement gemäß 4,
9 einen Schnitt entlang der Schnittlinie 9-9 in 4 durch das äußere Gehäuseelement,
10 eine Vorderansicht eines inneren Gehäuseelementes der Verriegelungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung,
11 eine rechtsseitige Seitenansicht des inneren Gehäuseelementes gemäß 10,
12 eine Rückenansicht des inneren Gehäuseelementes gemäß 10,
13 eine linksseitige Seitenansicht des inneren Gehäuseelementes gemäß 10,
14 einen Schnitt entlang der Schnittlinie 14-14 in 10,
15 eine Draufsicht auf das innere Gehäuseelement gemäß 10,
16 eine Ansicht des inneren Gehäuseelementes gemäß 10 in Blickrichtung von unten,
17 eine schematische Darstellung eines Kopfabschnittes des Knochenfixierelementes gemäß 2, wobei der Kopfabschnitt in einen Hohlraum des inneren Gehäuseelementes gemäß 10 eingebracht wird, wobei im Kanal des inneren Gehäuseelementes ein Stift positioniert ist,
18 eine der 17 ähnliche Darstellung, wobei der Kopfabschnitt des Knochenfixierelementes vollständig im Hohlraum des inneren Gehäuseelementes positioniert ist,
19 eine der 18 ähnliche Darstellung, wobei jedoch das äußere Gehäuseelement gemäß 4 am inneren Gehäuseelement positioniert ist,
20 eine der 19 ähnliche Darstellung, wobei jedoch das äußere Gehäuseelement vollständig auf dem inneren Gehäuseelement positioniert ist, so dass das Knochenfixierelement und der Stift in Bezug zueinander festgelegt und nicht beweglich fixiert sind,
21 einen Schnitt entlang der Schnittlinie 21-21 in 20,
22 eine Vorderansicht einer modifizierten Ausbildung des inneren Gehäuseelementes der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung,
23 eine rechtsseitige Seitenansicht des inneren Gehäuseelementes gemäß 22,
24 eine Rückenansicht des inneren Gehäuseelementes gemäß 22,
25 einen linksseitige Seitenansicht des inneren Gehäuseelementes gemäß 22,
26 einen Schnitt entlang der Schnittlinie 26-26 in 22,
27 eine Draufsicht auf das innere Gehäuseelement gemäß 22, und
28 eine Ansicht des inneren Gehäuseelementes gemäß 22 in Blickrichtung von unten.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mehrschichtverriegelungsvorrichtung ist in den 1 bis 21 dargestellt und mit der Bezugsziffer 11 bezeichnet. Die Verriegelungsvorrichtung 11 ist insbesondere zum Verriegeln eines im wesentlichen steifen länglichen Stiftes 13 in Bezug auf ein Knochenelement 15 vorgesehen. Ein Paar Verriegelungsvorrichtungen 11 ist in 1 dargestellt, mit welchen ein Stift 13 an einem voneinander beabstandeten Paar Knochenelemente verriegelt ist.
Die Verriegelungsvorrichtung 11 weist ein Knochenfixierelement 17 (siehe im allgemeinen die 2 und 3) auf, das an einem Knochenelement 15 fixierbar ist. Das Knochenfixierelement 17 weist einen Knochenbefestigungsabschnitt 19 auf, der mit dem Knochenelement 15 verbindbar ist. Der Knochenbefestigungsabschnitt 19 kann Außengewindegänge 21 aufweisen, die in das Knochenelement 15 einschraubbar sind. Die Gewindegänge 21 können jede spezielle Gestalt, Steigung usw. besitzen, um in den Knochen eingeschraubt und darin festgelegt zu werden. Das Knochenfixierelement 17 weist einen Kopfabschnitt 23 auf, der am Knochenbefestigungsabschnitt 19 angebracht ist. Der Kopfabschnitt 23 besitzt eine im wesentlichen kugelförmige Außenfläche 25. Der Kopfabschnitt 23 kann eine Einrichtung aufweisen, mittels welcher der Knochenbefestigungsabschnitt 19 einfach mit Hilfe eines Werkzeuges in das Knochenelement 15 fest eingeschraubt werden kann. Zu diesem Zwecke kann der Kopfabschnitt 23 eine sechseckige Einsenkung 27 für ein Werkzeug wie einen Schraubensteckschlüssel oder dergleichen aufweisen, wobei der Schraubensteckschlüssel ein entsprechend sechseckiges Schraubende besitzt, mit dessen Hilfe die Schraubgewindegänge 21 in das Knochenelement 15 einschraubbar sind, um das Knochenfixierelement 17 im Knochenelement 15 zu befestigen.
Das Knochenfixierelement 17 kann aus verschiedenen Materialien und in verschiedenen Weisen hergestellt werden. Beispielsweise kann das Knochenfixierelement 17 aus einem rostfreien Stahl chirurgischer Qualität oder dergleichen hergestellt werden. Das Knochenfixierelement 17 kann in verschiedenen Größe in Abhängigkeit vom jeweiligen speziellen Knochenelement 17, an dem das Knochenfixierelement 17 befestigt werden soll, hergestellt werden. Für einen unteren hinteren Rückenwirbel kann die Knochenschraube 21 beispielsweise eine Länge von ca. 1 inch (= 2,24 cm) und der Kopfabschnitt 23 einen Durchmesser von ca. 0,375 Inch (= ca. 1,48 cm) besitzen.
Die Verriegelungsvorrichtung 11 weist ein inneres Gehäuseelement oder eine Hülse 29 (siehe im allgemeinen die 10 bis 16) auf, die zum Verrasten mit dem Stift 13 und dem Kopfabschnitt 23 des Knochenfixierelementes 17 geeignet ist. Das innere Gehäuseelement 29 weist vorzugsweise einen Körper 31 auf, der eine erstes Ende 33, ein zweites Ende 35 und eine im wesentlichen zylindrischen Außenfläche 37 besitzt. Die Außenfläche 37 ist zwischen dem ersten und dem zweiten Ende 33 und 35 konisch verjüngt. Der Konuswinkel 39 der Außenfläche 37 (siehe 10) kann annähernd 3 Grad betragen. Das erste Ende 33 des Körpers 31 besitzt einen Kanal 41, der sich quer über das erste Ende 33 erstreckt und der zur Aufnahme des Stiftes 13 vorgesehen ist. Der Kanal 41 besitzt eine Kontur mit einer Querschnittsfläche, die im wesentlichen an einen Abschnitt der Querschnittsfläche der Kontur des Stiftes 13 angepasst ist, wie aus den 17 bis 20 deutlich ersichtlich ist. Im zweiten Ende 35 des Körpers 31 ist ein Hohlraum 43 ausgebildet, der zur Aufnahme des Kopfabschnittes 23 des Knochenfixierelementes 17 vorgesehen ist. Der Hohlraum 43 besitzt eine Kontur mit einer Querschnittsfläche, die im wesentlichen an einen Abschnitt der Querschnittsfläche der Kontur der im wesentlichen kugelförmigen Außenfläche 25 des Kopfabschnittes 23 angepasst ist, wie aus den 17 bis 20 deutlich ersichtlich ist. Der Hohlraum 43 besitzt eine im wesentlichen kugelförmige Oberfläche, die vorzugsweise geringfügig größer ist als eine Halbkugel, so dass die Öffnungsweite des Hohlraumes 43 geringfügig kleiner ist als der maximale Durchmesser des Hohlraumes 43, so dass der Kopfabschnitt 23 in den Hohlraum 43" eingeschnappt" werden kann, wie aus den 17 und 18 ersichtlich ist. Der Körper 31 besitzt vorzugsweise einen ersten Schlitz 45a, der mit dem Hohlraum 43 und mit dem Kanal 41 verbunden ist, so dass es möglich ist, den Körper 31 einfach um die im wesentlichen kugelförmige Außenfläche 25 des Kopfes 23 des Knochenfixierelementes 17 und den Stift 13 in einer Weise zusammenzudrücken, wie sie nachfolgend beschrieben wird. Der Körper 31 besitzt vorzugsweise außerdem einen zweiten Schlitz 45b, der mit einem Abschnitt des Hohlraumes 43 und mit dem Kanal 41 verbunden ist, um zu ermöglichen, dass der Körper 31 noch einfacher um die im wesentlichen kugelförmige Außenfläche 25 des Kopfabschnittes 23 des Knochenfixierelementes 17 und den Stift 13 in einer Weise zusammengedrückt werden kann, wie, sie nachfolgend beschrieben wird. Wie aus 16 deutlich ersichtlich ist, schließt der zweite Schlitz 45b mit dem ersten Schlitz 45a einen Winkel von im wesentlichen 180 Grad ein. Der erste Schlitz 45a erstreckt sich vollständig zwischen dem ersten und dem zweiten Ende 33 und 35 des Körpers 31 während sich der zweite Schlitz 45b zwischen dem ersten und dem zweiten Ende 33 und 35 bis auf einen Abschnitt 47 des Körpers 31 erstreckt, wodurch der Körper 31 wirksam in zwei Teile unterteilt wird, die miteinander durch den Abschnitt 47 verbunden sind, der ein Scharnier bildet und als Scharnier wirkt, das die beiden Teile des Körpers 31 miteinander verbindet.
Das innere Gehäuseelement 29 kann aus verschiedenen Materialien und auf verschiedenen Weisen hergestellt sein. Beispielsweise kann das innere Gehäuseelement 29 aus rostfreiem Stahl chirurgischer Qualität oder dergleichen hergestellt sein. Das innere Gehäuseelement 29 kann in verschiedenen Größen in Abhängigkeit von dem Stift 13 und dem Knochenfixierelement 17, an welchen es befestigt wird, hergestellt sein.
Die Verriegelungsvorrichtung 11 besitzt ein äußeres Gehäuseelement oder eine Kappe 49 (siehe im allgemeinen die 4 bis 9), das zum Verrasten mit der Außenfläche 37 des Körpers 31 des inneren Gehäuseelementes 29 geeignet ist. Das äußere Gehäuseelement 49 weist vorzugsweise einen Körper 51 mit einem ersten Ende 53, einem zweiten Ende 55 und einem im wesentlichen zylindrischen Durchgang 57 auf, der sich entlang der Längsachse des äußeren Gehäuseelementes 49 durch dieses hindurcherstreckt. Der Durchgang 57 ist zwischen dem ersten und dem zweiten Ende 53 und 55 des Körpers 51 konisch um einen Betrag verjüngt, der im wesentlichen gleich ist der konischen Verjüngung der Außenfläche 37 des Körpers 31 des inneren Gehäuseelementes 29. Der Konuswinkel 59 des Durchganges 57 (siehe 7) kann also ca. 3 Grad betragen. Der Durchgang 57 ist derartig dimensioniert, dass das erste Ende 53 des Körpers 51 des äußeren Gehäuseelementes 49 auf das zweite Ende 35 des Körpers 31 des inneren Gehäuseelements 29 aufgesteckt werden kann, wie aus 19 deutlich ersichtlich ist. Der Durchgang 57 weist eine Kontur mit einer Querschnittsfläche auf, die im wesentlichen an die nicht zusammengedrückte Querschnittsfläche der Kontur der Außenfläche 37 des inneren Gehäuseelementes 29 angepasst bzw. geringfügig kleiner ist als die nicht zusammengedrückte Querschnittsfläche der Kontur der Außenfläche 37 des inneren Gehäuseelementes 29, so dass das innere Gehäuseelement 29 um den Stift 13 und den Kopfabschnitt 23 des Knochenfixierelementes 17 herum "zusammengedrückt" wird, wenn das äußere Gehäuseelement 49 im wesentlichen vollständig über das innere Gehäuseelement 29 gezwängt wird (oder umgekehrt, wenn das innere Gehäuseelement 29 im wesentlichen vollständig in den Durchgang 57 gezwängt ist), wie aus den 20 und 21 deutlich ersichtlich ist, um den Stift 13 und das Knochenfixierelement 17 in Bezug zueinander fest und unbeweglich zu verriegeln. Der Körper 51 besitzt vorzugsweise eine Außenfläche 61 mit einer oder mit mehreren Kerben oder Öffnungen 63 für ein (nicht dargestelltes) Zangenpaar oder dergleichen, mit dem das innere und das äußere Gehäuseelement 29 und 49 gemeinsam in die Position gezwängt werden, wie sie in den 20 und 21 dargestellt ist. Der Körper 51 kann einen Kanal 65 besitzen, der sich über das erste Ende 53 des Körpers 51 erstreckt, um einen Freiraum für den Stift 13 zu schaffen, wenn das innere und das äußere Gehäuseelement 29 und 49 in die in den 20 und 21 dargestellte Position gezwängt werden.
Das äußere Gehäuseelement 49 kann aus verschiedenen Materialien und in verschiedenen Weisen hergestellt sein. Beispielsweise kann das äußere Gehäuseelement 49 aus einem rostfreien Stahl chirurgischer Qualität oder dergleichen hergestellt sein. Das äußere Gehäuseelement 49 kann in verschiedenen Größen in Abhängigkeit von der Größe des inneren Gehäuseelementes 49, an dem es fixiert werden soll, hergestellt sein.
Das Verfahren zum Verriegeln eines Stiftes 13 in Bezug auf ein Knochenelement 15 unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung 11 kann mit einer chirurgischen Bestimmung einer gewünschten Lokalisierung des Stiftes 13 in Bezug auf ein oder mehrere Knochenelemente 15 beginnen. Ein Teil eines Knochenelementes 15 kann freigelegt und ein Knochenfixierelement 17 kann daran mit dem Kopfabschnitt 23 lokalisiert werden, wobei zuvor der Knochenbefestigungsabschnitt 19 an der besten Stelle des Knochenelementes 17 befestigt wird, bevor dann ein Versuch gemacht wird, dass der Stift 13 und das Knochenfixierelement 17 miteinander in dergleichen Ebene im wesentlichen fluchten. Sobald das Knochenfixierelement 17 am Knochenelement 13 beispielsweise durch Einschrauben der Schraubgewindegänge 21 des Knochenbefestigungsabschnittes 19 des Knochenfixierelementes 17 in das Knochenelement 13 passend befestigt ist, kann das äußere Gehäuseelement 49 auf dem Kopfabschnitt 23 positioniert werden, wie aus 1 ersichtlich ist. Mit dem in den Kanal 41 am ersten Ende 33 des Körpers 31 des inneren Gehäuseelementes 29 eingesteckten Stift 13 kann der Hohlraum 43 im Körper 31 des inneren Gehäuseelementes 29 auf den Kopfabschnitt 23 des Knochenfixierelementes 17 gedrückt oder aufgeschnappt werden, wie aus den 17 und 18 ersichtlich ist. Eine Verstellung zwischen dem Stift 13 und dem Knochenfixierelement 17 ist in allen Ebenen möglich. Das innere Gehäuseelement 29 kann also um die Längsachse des Stiftes 13 gedreht werden, wie in 18 durch die strichlierten Linien verdeutlicht ist, und der Kopfabschnitt 23 des Knochenfixierelementes 17 kann im Hohlraum 43 des Körpers 31 des inneren Gehäuseelementes 29 innerhalb eines Winkelbereiches von bis zu 20 Grad oder mehr in allen Ebenen relativ zum Stift 13 bewegt werden, wie in 18 durch die strichlierten Linien verdeutlicht ist, und um die Achse des Hohlraumes 43 in allen Ebenen relativ zum Stift 13 um 360 Grad gedreht werden. Diese Variabilität erlaubt es dem Chirurgen, den Stift 13 einfach mit dem Kopfabschnitt 23 des Knochenfixierelementes 17 am optimale oder gewünschten ebenen Abschnitt anzuschließen. Sobald der Stift 13 und der Kopfabschnitt 23 solchermaßen positioniert sind, wird das äußere Gehäuseelement 49 nur über das innere Gehäuseelement 29 gezogen oder gedrückt, wie aus den 19 und 20 ersichtlich ist, wodurch der Kanal 41 im ersten Ende 33 des Körpers 31 des inneren Gehäuseelementes 29 um den Stift 13 zusammengedrückt und der Hohlraum 43 im zweiten Ende 35 des Körpers 31 des inneren Gehäuseelementes 29 um den Kopfabschnitt 23 des Knochenfixierelementes 17 zusammengedrückt wird, wodurch der Stift 13 relativ zum Knochenfixierelement 17 und zum Knochenelement 15 fest und unbeweglich fixiert wird.
Eine modifizierte Ausbildung des inneren Gehäuseelementes oder der Hülse der Verriegelungsvorrichtung 11 der vorliegenden Erfindung ist in den 22 bis 28 dargestellt und mit der Bezugsziffer 2.29 bezeichnet. Das innere Gehäuseelement 2.29 weist vorzugsweise einen Körper 2.31 mit einem ersten Ende 2.33, einem zweiten Ende 2.35 und eine im wesentlichen zylindrische Außenfläche 2.37 auf. Die Außenfläche 2.37 ist zwischen dem ersten und dem zweiten Ende 2.33 und 2.35 konisch verjüngt. Der Konuswinkel 2.39 der Außenfläche kann ca. 3 Grad betragen (siehe 22). Das erste Ende 2.33 des Körper 2.31 besitzt einen Kanal 2.41, der sich quer über das erste Ende 2.33 erstreckt, um den Stift 13 aufzunehmen. Der Kanal 2.41 weist eine Kontur mit einer Querschnittsfläche auf, die im wesentlichen an einen Abschnitt der Querschnittsfläche der Kontur des Stiftes 13 angepasst ist. Das zweite Ende 2.35 des Körpers 2.31 besitzt einen Hohlraum 2.31, der zur Aufnahme des Kopfabschnittes 23 des Knochenfixierelementes 17 vorgesehen ist. Der Hohlraum 2.43 besitzt eine Kontur mit einer Querschnittsfläche, die im wesentlichen an einen Abschnitt der Querschnittsfläche der Kontur der im wesentlichen kugelförmigen Außenfläche 25 des Kopfabschnittes 23 angepasst ist. Der Hohlraum 2.43 besitzt eine im wesentlichen kugelförmige Oberfläche, die vorzugsweise geringfügig größer ist als eine Halbkugel, so dass die Öffnungsweite des Hohlraumes 2.43 geringfügig kleiner ist als der maximale Durchmesser des Hohlraumes 2.33, so dass der Kopfabschnitt 23 in den Hohlraum 2.43 "eingeschnappt" werden kann. Der Körper 2.31 besitzt vorzugsweise einen Schlitz, der mit dem Hohlraum 2.43 verbunden ist, so dass der Körper 2.31 leicht um die im wesentlichen kugelförmige Außenfläche 25 des Kopfabschnittes 23 des Knochenfixierelementes 17 herum zusammengedrückt werden kann, wenn der Körper 2.31 im Durchgang 57 des Körpers 51 des äußeren Gehäuseelementes 47 aufgenommen ist. Der Körper 2.31 besitzt außerdem vorzugsweise einen Schlitz, der mit dem Kanal 2.41 verbunden ist, um zu ermöglichen, dass der Körper 2.31 leicht um den Stift 13 herum zusammengedrückt werden kann, wenn der Körper 2.31 des inneren Gehäuseelementes 2.29 im Durchgang 57 des Körpers 51 des äußeren Gehäuseelementes 49 aufgenommen ist. Der Körper 2.31 besitzt insbesondere vorzugsweise einen ersten Schlitz 2.45a, der mit dem Hohlraum 2.43 und mit dem Kanal 2.41 verbunden ist, um zu ermöglichen, dass der Körper 2.31 einfach um die im wesentlichen kugelförmige Außenfläche 25 des Kopfabschnittes 23 des Knochenfixierelementes 17 und um den Stift 13 herum zusammengedrückt werden kann, wenn der Körper 2.31 des inneren Gehäuseelementes 2.29 im Durchgang 57 des Körpers 51 des äußeren Gehäuseelementes 49 aufgenommen ist. Der Körper 2.31 weist außerdem vorzugsweise einen zweiten Schlitz 2.45b auf, der mit einem Abschnitt des Hohlraumes 2.43 und mit dem Kanal 2.41 verbunden ist, um zu ermöglichen, dass der Körper 2.31 noch einfacher um die im wesentlichen kugelförmige Außenfläche 25 des Kopfabschnittes 23 des Knochenfixierelementes 17 und um den Stift 13 herum zusammengedrückt wird, wenn der Körper 2.31 des inneren Gehäuseelementes 2.29 im Durchgang 57 des Körpers 51 des äußeren Gehäuseelementes 49 aufgenommen ist. Wie aus 28 deutlich ersichtlich ist, schließt der zweite Schlitz 2.45b mit dem ersten Schlitz 2.45a einen Winkel von im wesentlichen 180 Grad ein. Der erste Schlitz 2.45a erstreckt sich vollständig zwischen dem ersten und dem zweiten Ende 2.33 und 2.35 des Körpers 2.31, während der zweite Schlitz 2.45b sich zwischen dem ersten und dem zweiten Ende 2.33 und 2.35 bis auf einen Abschnitt 2.47 des Körpers 2.31 erstreckt, wodurch der Körper 2.31 wirksam in zwei Teile geteilt wird, die miteinander durch den Abschnitt 2.47 verbunden sind, der ein Scharnier bildet, durch das die beiden Teile des Körpers 2.31 miteinander verbunden sind.
Der Körper 2.31 besitzt vorzugsweise außerdem einen dritten Schlitz 2.45c und einen vierten Schlitz 2.45d, die beide mit einem Abschnitt des Hohlraumes 2.43 verbunden sind, um den Körper 2.31 noch leichter um die im wesentlichen kugelförmige Außenfläche 25 des Kopfabschnittes 23 des Knochenfixierelementes 17 herum zusammendrücken zu können, wenn der Körper 2.31 des inneren Gehäuseelementes 2.29 im Durchgang 57 des Körpers 51 des äußeren Gehäuseelementes 49 aufgenommen ist. Wie aus 28 deutlich ersichtlich ist, schließt der dritte Schlitz 2.45c mit dem ersten Schlitz 2.45a im wesentlichen einen Winkel von 90 Grad und mit dem vierten Schlitz 2.45d einen Winkel von im wesentlichen 180 Grad ein.
Das innere Gehäuseelement 2.29 kann aus verschiedenen Materialien und in verschiedenen Arten hergestellt werden. Beispielsweise kann das innere Gehäuseelement 2.29 aus rostfreiem Stahl chirurgischer Qualität oder dergleichen hergestellt sein. Das innere Gehäuseelement 2.29 kann in verschiedenen Größen in Abhängigkeit vom Stift 13 und dem Knochenfixierelement 17, mit welchen es fixiert wird, hergestellt werden.
Die Funktion und die Wirkungsweise des inneren Gehäuseelementes 2.29 ist im wesentlichen ähnlich der des inneren Gehäuseelementes 29 und die obige Beschreibung der Funktion und Wirkungsweise des inneren Gehäuseelementes 29 sollte folglich für ein vollständiges Verständnis der Funktion und Wirkungsweise des inneren Gehäuseelementes 2.29 berücksichtigt werden. Die Ausbildung des dritten und vierten Schlitzes 2.45c und 2.45d erhöht die Flexibilität des Körpers 2.31, so dass der Hohlraum 2.43 noch leichter um die im wesentlichen kugelförmige Außenfläche 25 des Kopfabschnittes 23 des Knochenfixierelementes 17 herum zusammengedrückt werden kann.
Die Erfindung wurde oben unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausbildungen und bevorzugte Anwendungen dargestellt und beschrieben, sie wird jedoch hierdurch nicht begrenzt, so dass Modifikationen und Änderungen möglich sind, die in den Umfang der Erfindung fallen. Die erste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie in 1 als Verriegelung und Fixierung eines Wirbelsäulenstiftes an Rückenwirbeln dargestellt ist, kann selbstverständlich auch verwendet werden, gebrochene Teile eines langen Knochens wie eines Oberschenkelknochens oder dergleichen an einem externen Stift zu befestigen, um den Bruch oder dergleichen zu reduzieren und zu fixieren. Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Verriegelungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann eine kugelförmige Hülse oder ein inneres Gehäuseelement zum Verrasten mit dem Stift aufweisen, der dann in einer kugelförmigen Vertiefung an der Oberseite einer Knochenschraube/eines Knochenhakens gelagert ist. Diese kugelförmige Berührungsfläche erlaubt eine Variabilität in allen Ebenen, bis ein äußeres Gehäuseelement mit einer konisch verjüngten Innenwand nach oben gezogen worden ist und mit den konisch verjüngten Wänden der Knochenschraube/des Knochenhakens in Berührung ist. Eine dritte bevorzugte Ausbildung der Fixiervorrichtung der vorliegenden Erfindung kann eine kugelförmige Hülse oder ein kugelförmiges inneres Gehäuseelement zum Aufschnappen auf den Stift aufweisen, der dann in einer kugelförmigen Vertiefung an der Oberseite einer Knochenschraube/eines Knochenhakens gelagert ist. Die kugelförmige Berührungsfläche erlaubt eine Variabilität in allen Ebenen, bis eine Kappe oder ein äußeres Gehäuseelement mit konisch verjüngten Seiten mit konisch verjüngten Schlitzen am Kopfabschnitt oder an der Oberseite des Knochenhakens/der Knochenschraube in Eingriff ist. Eine vierte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist außerdem eine kugelförmige Hülse oder ein kugelförmiges inneres Gehäuseelement zum Aufschnappen auf den Stift auf, der dann in einer kugelförmigen Vertiefung an der Oberseite einer Knochenschraube/eines Knochenhakens gelagert ist. Diese kugelförmige Berührungsfläche ermöglicht eine Variabilität in allen Ebenen, bis eine Kappe oder eine äußeres Gehäuseelement mit konisch verjüngten Schlitzen in die konisch verjüngten Seiten des Knochenhakens/der Knochenschraube eingreift.

Claims

Verriegelungsvorrichtung (11) zum Verriegeln eines Stiftes (13) mit einem Knochenelement (15), wobei die Verriegelungsvorrichtung (11) a) ein Knochenfixierelement (17) zur Befestigung an einem Knochenelement (15), wobei das Knochenfixierelement (17) einen kugelförmigen Abschnitt (23, 25) besitzt, b) ein inneres Gehäuseelement (29; 2.29) mit einem Kanal (41) zur Aufnahme des Stiftes (13) und mit einem kugelförmigen Abschnitt (43) zum Greifen des kugelförmigen Abschnittes (23) des Knochenfixierelementes (17), und c) ein äußeres Gehäuseelement (49) zum Verriegeln des inneren Gehäuseelementes (29; 2.29) mit dem Stift (13) und mit dem kugelförmigen Abschnitt (23, 25) des Knochenfixierelementes (17) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Gehäuseelement (29; 2.29) einen Körper (31; 2.31) mit einem ersten Ende (33; 2.33), einem zweiten Ende (35; 2.35) und einer im wesentlichen zylindrischen Außenfläche (37) aufweist, wobei die Außenfläche (37; 2.37) des Körpers (31; 2.31) des inneren Gehäuseelementes (29; 2.29) zwischen dem ersten und dem zweiten Ende (33,35; 2.33, 2.35) konisch verjüngt ist, und dass das äußere Gehäuseelement (49) einen Körper (51) mit einem ersten Ende (53), einem zweiten Ende (55) und einem im wesentlichen zylindrischen Durchgang (57) aufweist, der zur Aufnahme des Körpers (31; 2.31) des inneren Gehäuseelementes (29; 2.29) vorgesehen ist, wobei der Durchgang (57) des Körpers (51) des äußeren Gehäuseelementes (49) zwischen dem ersten und dem zweiten Ende (53, 55) konisch verjüngt ist, so dass die konische verjüngte Innenwand (57) des Durchgangs (57) des Körpers (51) des äußeren Gehäuseelementes (49) mit der konisch verjüngten Außenfläche (37; 2.37) des Körpers (31; 2.31) des inneren Gehäuseelementes (29; 2.29) zusammenwirkt, wenn das äußere Gehäuseelement (49) im wesentlichen vollständig über das innere Gehäuseelement (29, 2.29) gezwängt wird, wobei der Körper (31; 2.31) des inneren Gehäuseelementes (29; 2.29) um den Stift (13) und den kugelförmigen Abschnitt (43) des Knochenfixierelementes (17) herum zusammengedrückt wird, um den Stift (13) und das Knochenfixierelement (17) miteinander zu verriegeln.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der kugelförmige Abschnitt (25) des Knochenfixierelementes (17) einen Kopfabschnitt (23) mit einer im wesentlichen kugelförmigen Außenfläche (25) aufweist, und der Körper (31; 2.31 des inneren Gehäuseelementes (29; 2.29) an seinem zweiten Ende (35; 2.35) einen Hohlraum (43; 2.43) mit einer im wesentlichen kugelförmigen Oberfläche zur Definition eines kugelförmigen Abschnittes (23, 25) und zur Aufnahme der im wesentlichen kugelförmigen Außenfläche (25) des Kopfabschnittes (23) des Knochenfixierelementes (17) besitzt.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Knochenfixierelement (17) einen Knochenbefestigungsabschnitt (19) aufweist, der zur Befestigung mit dem Knochenelement (15) vorgesehen ist.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Knochenbefestigungsabschnitt (19) des Knochenfixierelementes (17) ein Knochenaußenschraubgewinde (21) aufweist, das zum Einschrauben in das Knochenelement (15) vorgesehen ist.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Körper (31) des inneren Gehäuseelementes (29) einen Schlitz (45a, 45b; 2.45a, 2.45b, 2.45c, 2.45d) aufweist, der mit dem Hohlraum (43; 2.43) des inneren Gehäuseelementes (29) verbunden ist, so dass der Körper (31; 2.31) des inneren Gehäuseelementes (29) um die im wesentlichen kugelförmige Außenfläche (25; 2.25) des Kopfabschnittes (23) des Knochenfixierelementes (17) zusammengedrückt wird, wenn der Körper (31; 2.31) des inneren Gehäuseelementes (29; 2.29) im Durchgang (57) des Körpers (51) des äußeren Gehäuseelementes (49) aufgenommen ist.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Körper (31; 2.31) des inneren Gehäuseelementes (29; 2.29) einen Schlitz (45a, 45b; 2.45a, 2.45b, 2.45c, 2.45d) aufweist, der mit dem Kanal (41; 2.41) des inneren Gehäuseelementes (29; 2.29) verbunden ist, so dass der Körper (31; 2.31) des inneren Gehäuseelementes (29; 2.29) um den Stift (13) zusammendrückt wird, wenn der Körper (31) des inneren Gehäuseelementes (29; 2.29) im Durchgang (57) des Körpers (51) des äußeren Gehäuseelementes (49) aufgenommen ist.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei das erste Ende (53) des äußeren Gehäuseelementes (49) einen Kanal (65) aufweist, der sich zur Aufnahme des Stiftes (13) quer über das erste Ende erstreckt, wobei der Körper (31; 2.31) des inneren Gehäuseelementes (29; 2.29) einen ersten Schlitz (45a; 2.45a) aufweist, der mit dem Hohlraum (43; 2.43 und mit dem Kanal (41; 2.41) verbunden ist, um ein Zusammendrücken des Körpers des inneren Gehäuseelementes um die im wesentlichen kugelförmige Außenfläche (25) des Kopfabschnittes (23) des Knochenfixierelementes (17) und um den Stift (13) zu ermöglichen, wenn der Körper (31) des inneren Gehäuseelementes (29) im Durchgang (57) des Körpers (51) des äußeren Gehäuseelementes (49) aufgenommen ist, und wobei der Körper (31; 2.31) des inneren Gehäuseelementes (29; 2.29) einen zweiten Schlitz (45b; 2.45b) aufweist, der mit dem Hohlraum (43; 2.43) und mit mindestens einem Abschnitt des Kanales (41; 2.41) verbunden ist, um ein Zusammendrücken des Körpers (31; 2.31) des inneren Gehäuseelementes (29; 2.29) um die im wesentlichen kugelförmige Außenfläche (25) des Kopfabschnittes (23) des Knochenfixierelementes (17) und um den Stift (13) herum zu ermöglichen, wenn der Körper (31; 2.31) des inneren Gehäuseelementes (29; 2.29) im Durchgang (57) des Körpers (51) des äußeren Gehäuseelementes (49) aufgenommen ist.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Körper (2.31) des inneren Gehäuseelementes (2.29) einen dritten Schlitz (2.45c) aufweist, der mit dem Hohlraum (2.43) verbunden ist, um ein Zusammendrücken des Körpers (2.31) des inneren Gehäuseelementes (2.29) um die im wesentlichen kugelförmige Außenfläche (25) des Kopfabschnittes (23) des Knochenfixierelementes (17) zu ermöglichen, wenn der Körper (2.31) des inneren Gehäuseelementes (2.29) im Durchgang (57) des Körpers (51) des äußeren Gehäuseelementes (49) aufgenommen ist, und wobei der Körper des inneren Gehäuseelementes (2.29) einen vierten Schlitz (2.45d) aufweist, der mit dem Hohlraum (2.43) verbunden ist, um ein Zusammendrücken des Körpers (2.31) des inneren Gehäuseelementes (2.29) um die im wesentlichen kugelförmige Außenfläche (25) des Kopfabschnittes (23) des Knochenfixierelementes (17) zu ermöglichen, wenn der Körper (2.31) des inneren Gehäuseelementes (2.29) im Durchgang (57) des Körpers (51) des äußeren Gehäuseelementes (49) aufgenommen ist.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Ende (53) des äußeren Gehäuseelementes (49) einen sich quer erstreckenden Kanal (65) aufweist, der zur Aufnahme des Stiftes (13) vorgesehen ist.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Körper (51) des äußeren Gehäuseelementes (49) eine Außenfläche mit einer Öffnung aufweist, die dazu vorgesehen ist, den Körper (31; 2.31) des inneren Gehäuseelementes (29; 2.29) in den Durchgang (57) des Körpers (51) des äußeren Gehäuseelementes (49) hineinzuzwängen.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1 zur Verwendung als Mehrschichtverriegelungsvorrichtung, wobei der Stift (13), der mit dem Knochenelement verriegelt worden ist, ein länglicher Stift (13) ist, der mit der Wirbelsäule verriegelt worden ist, wobei die Verriegelungsvorrichtung a) ein Knochenfixierelement mit einer Knochenschraube (17) zur Befestigung an der Wirbelsäule, wobei die Knochenschraube (17) einen in die Wirbelsäule einschraubbaren Knochenschraubgewindeabschnitt (19, 21) und einen Kopfabschnitt (23) besitzt, der mit dem Knochenschraubgewindeabschnitt verbunden ist und der eine im wesentlichen kugelförmige Außenfläche (25) besitzt, b) ein inneres Gehäuseelement (29; 2.29) mit einem Körper (31; 2.31), der ein erstes Ende (33; 2.33), ein zweites Ende (35; 2.35) und eine im wesentlichen zylindrische Außenfläche (37; 2.37) besitzt, wobei die Außenfläche (37; 2.37) des Körpers (31; 2.31) des inneren Gehäuseelementes (29; 2.29) zwischen dem ersten und dem zweiten Ende (33, 35; 2.33, 2.35) konisch verjüngt ist, das erste Ende (33; 2.33) des Körpers (31; 2.31) einen sich quer erstreckenden Kanal (41; 2.41) zur Aufnahme des Stiftes (13) besitzt, das zweite Ende (35; 2.35) des Körpers (31; 2.31) einen Hohlraum (43; 2.43) zur Aufnahme des Kopfabschnittes (23) der Knochenschraube (17) besitzt, der Hohlraum (43; 2.43) eine im wesentlichen kugelförmige Oberfläche besitzt, die im wesentlichen an einen Abschnitt im wesentlichen kugelförmigen Außenfläche (25) des Kopfabschnittes (23) der Knochenschraube (17) angepasst ist, und der Körper (31; 2.31) des inneren Gehäuseelementes (29; 2.29) einen Schlitz (45a, 45b; 2.45a, 2.45b, 2.45c, 2.45d) besitzt, der mit dem Hohlraum (43; 2.43) und mit dem Kanal (41; 2.41) verbunden ist, und c) ein äußeres Gehäuseelement (49) aufweist, das zur Verriegelung des inneren Gehäuseelementes (29) mit dem Stift (13) und mit dem Kopfabschnitt (23) der Knochenschraube (17) vorgesehen ist, wobei das äußere Gehäuseelement (49) einen Körper (51) mit einem ersten Ende (53), einem zweiten Ende (55) und einem im wesentlichen zylindrischen Durchgang (61) zwischen dem ersten und dem zweiten Ende (53, 55) des äußeren Gehäuseelementes (49) zur Aufnahme des Körpers (31; 2.31) des inneren Gehäuseelementes (29; 2.29) aufweist, der Durchgang (57) des Körpers (51) des äußeren Gehäuseelementes (49) zwischen dem ersten und dem zweiten Ende (53, 55) des Körpers (51) des äußeren Gehäuseelementes (49) konisch verjüngt ist, um den Körper (31; 2.31) des inneren Gehäuseelementes (29; 2.29) um die im wesentlichen kugelförmige Außenfläche (25) des Kopfabschnittes (23) der Knochenschraube (17) und um den Stift (13) herum zusammenzudrücken, wenn der Körper (31) des inneren Gehäuseelementes (29; 2.29) im Durchgang (57) des Körpers (51) des äußeren Gehäuseelementes (49) angeordnet ist, so dass die Knochenschraube (17) und der Stift (13) mit dem inneren Gehäuseelement (29; 2.29) verriegelt sind.