DE9218381U1 - Implantat zur Stabilisierung von Wirbeln - Google Patents

Description

Implantat zur Stabilisierung von Wirbeln

Die Erfindung betrifft ein Implantat zur Stabilisierung von Wirbeln gemäß dem ersten Patentanspruch.

Wie aus der Technischen Information der Fa. MOSS, M. T. 7.89 mit dem Titel "Transpedikuläre Schraube mit beweglichem Kopf", Entwicklung der Forschungsgruppe J. Harms, D. Stoltze, L. Biedermann, Rehabilitations-Krankenhaus Langensteinbach, Dept. Orthopädie + Traumatologie I, hervorgeht, wurde bisher zur Korrektur von Wirbelsäulenverkrümmungen ein Fixationssystem bestehend aus mindestens zwei Pedikelschrauben und einem Gewindestab angelegt. Hierzu wurden beispielsweise in zwei benachbarte Wirbel transpedikulär (durch die Bogenwurzeln) Knochenschrauben mit einem geschlitzten Kopf eingedreht, wobei die Schlitze der Schraubenköpfe parallel ausgerichtet wurden. In die Schlitze der Schraubenköpfe wurde ein Gewindestab eingelegt und durch jeweils zwei Muttern an jedem Schraubenkopf fixiert.

In der Veröffentlichung werden eine Reihe von Nachteilen dieses Fixationssystems angegeben. Zur Behebung der Nachteile wird eine verbesserte Schraube vorgeschlagen, die aus einem Gewindeschaftteil mit Kugelkopf und zwei Klemmbacken besteht.

Aus der EP 0 443 892 Al ist ein Fixationssystem bekannt, bei dem zwei Knochenschrauben mit einem geschlitzten Kopf über einen Stab verbunden werden. Der geschlitzte Kopf ist in seinem Grund im Querschnitt U-förmig ausgebildet, so daß er eine möglichst hohe Kontaktfläche zu dem eingelegten Stab aufweist. Die Fixierung des Stabs erfolgt über mehrere Verschlußelemente im Kopf der Knochenschrauben.

Bei den bekannten Fixationssystemen besteht das Implantat somit aus einem Stab mit oder ohne Außengewinde, der zwischen mindestens zwei Knochenschrauben fixiert wird.

Es ist schwierig, vor der Operation des Patienten mit Hilfe der bekannten diagnostischen Methoden die erforderliche Länge des Implantats exakt zu bestimmen. Zudem können oft erst während der Operation die Positionen der Knochenschrauben in den Wirbeln genau festgelegt werden. Während der Operation wird daher der Abstand zwischen den gesetzten Knochenschrauben gemessen und ein entsprechend langer Stab abgesägt. Unter Umständen muß die Länge korrigiert werden. Hierdurch verlängert sich die Dauer der Operation. Mangelhaft entgratete Stäbe können zudem Komplikationen verursachen.

Aus der DE 34 14 374 Al ist eine Vorrichtung zum Einrichten einer Wirbelsäule mit geschädigten Wirbelkörpern bekannt, bei der Tragbolzen in die Wirbelkörper beiderseits des geschädigten Wirbelkörpers eingesetzt sind. Das Einrichten der Wirbelsäule erfolgt durch zwei miteinander verbundene, im wesentlichen U-förmige Arme. Ist die Wirbelsäule eingerichtet, werden die Tragbolzen mittels einer Spannschraube miteinander verbunden. Die Spannschraube besteht aus einem Gewindebolzen und einer Gewindehülse. Danach können die U-förmigen Arme abgenommen werden.

Die DE 37 29 600 Al beschreibt ein Implantat zum Einsetzen zwischen Wirbelkörper der Wirbelsäule. Dieses Implantat besteht aus zwei winkelförmigen Stützkörpern, die auf die Wirbel aufgeschraubt werden. Einer der Stützkörper trägt einen Führungsstab mit Außengewinde, der andere Stützkörper eine Führungshülse mit Außengewinde. Führungsstab und Führungshülse werden mit einer Mutter miteinander verbunden, die sowohl auf den Führungsstab als auch die Führungshülse aufschraubbar ist.

Ein weiteres Implantat zur Wirbelsäulenkorrektur ist aus der DE 38 41 008 Al bekannt. Bei diesem Implantat werden zwei Knochenschrauben durch einen Kompressions- oder Distraktionsstab verbunden, der aus einer Gewindehülse und zwei an den Knochen-

schrauben fixierbaren Gewindestäben besteht. Die beiden Gewindestäbe werden über die Gewindehülse miteinander verschraubt.

Die DE 37 11 091 Al beschreibt eine Vorrichtung zum Einrichten einer Wirbelsäule mit geschädigten Wirbelkörpern, bei der zwei Knochenschrauben mittels einer U-förmigen Tragkonstruktion miteinander verbunden sind.

Schließlich ist aus der US 4,611,582 eine Implantat bekannt, bei dem zwei Wirbelklammern durch ein Verbindungsteil miteinander verbunden sind, das durch Gewinde in der Länge verstellbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weiteres Implantat vorzuschlagen, dessen Länge einstellbar und fixierbar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im ersten Schutzanspruch beschriebene Implantat gelöst. Die abhängigen Ansprüche geben bevorzugte Ausführungen des erfindungsgemäßen Implantats an.

Im Gegensatz zu den bekannten Implantaten, die lediglich aus einem Stab bestehen, ist das erfindungsgemäße Implantat aus zwei Teilen zusammensetzbar. Das erste Teil enthält eine Hülse, die mit einem Innengewinde versehen ist. Das zweite Teil umfaßt einen Körper, an dem ein Gewindestab angebracht ist. Der Gewindestab läßt sich in das Innengewinde einschrauben. Vorzugsweise weist der Körper zumindest in dem an den Gewindestab angrenzenden Teil eine Zylinderform auf, wobei der Durchmesser des Zylinders dem Außendurchmesser der Hülse entspricht .

Die Länge des erfindungsgemäßen Implantats läßt sich damit in einfacher Weise einstellen, indem die beiden Teile so lange gegeneinander verdreht werden, bis die gewünschte Länge erreicht wird. Die einstellbare Länge wird dabei lediglich durch

die Länge des Innengewindes und die Länge des Gewindestabes begrenzt. Die Einstellung kann während der Operation in situ vorgenommen werden; eine Messung des Abstandes zwischen den Knochenschrauben, die Übertragung des gemessenen Abstands auf einen Stab und das Absägen des Stabes entfällt.

Das erfindungsgemäße Implantat trägt in zusammengesetztem Zustand an seinen beiden Enden Elemente, über die es sich an den Knochenschrauben fixieren läßt.

Werden die bekannten, im Kopf mit Schlitzen versehenen Knochenschrauben verwendet, können diese Elemente aus kurzen Stababschnitten bestehen. Die Stababschnitte lassen sich im Kopf der Knochenschrauben beispielsweise durch die aus der eingangs erwähnten EP 0 443 892 Al beschriebenen Verschlußelemente fixieren. Prinzipiell möglich, jedoch weniger bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Stababschnitte mit einem Außengewinde versehen und wie in der eingangs erwähnten Technischen Information mit Kontermuttern an den geschlitzten Knochenschrauben fixiert werden. Mit solchen Elementen und den hieran angepaßten Knochenschrauben wird ein völlig starres Fixationssystem hergestellt.

Eine Langzeitbeobachtung von solchen, nach Abschluß der Operation starren Fixationssystemen hat gezeigt, daß das Einwachsen der Schrauben und der Verbund zwischen Schraube und Knochen stark von der Belastung der Schrauben abhängt. Besonders schädlich für die Haltbarkeit der Verbindung sind Rotationsund Druck/Zug-Wechselbelastungen durch die Bewegung des Patienten. Bevorzugt werden daher solche Elemente, die das erfindungsgemäße Implantat nicht starr, sondern in gewissem Ausmaß beweglich mit den Knochenschrauben verbinden.

Über das erfindungsgemäße Implantat kann eine fixierende Verbindung zwischen zwei Wirbeln hergestellt werden, die nicht absolut starr ist, sondern in einem gewissen, vorbestimmbarem

Ausmaß eine Drehbewegung und eine Verschiebung der beiden verbundenen Wirbel gegeneinander zuläßt, wenn die Elemente, mit denen das Implantat mit den Knochenschrauben verbunden wird, als Stababschnitt mit einer Verdickung am freien Ende ausgeführt wird. Die Verdickung kann die Form einer Kugel aufweisen.

Hierfür werden ebenfalls geschlitzte Knochenschrauben verwendet. Im Kopf der Knochenschrauben braucht nur ein Schlitz vorhanden sein, wenn die Schrauben im Fixationssystem endständig angebracht sind; andernfalls sind zwei Schlitze erforderlich. Der Kopf der Knochenschrauben enthält eine Ausnehmung, in die die Verdickung eingelegt wird. Der angrenzende Teil des Stababschnitts ragt durch den Schlitz hervor. Der Schlitz ist dabei schmaler als der Durchmesser der Verdickung, so daß diese im Kopf der Schraube fixiert ist. Die Beweglichkeit der beiden verbundenen Wirbel gegeneinander wird hauptsächlich durch die Länge und Breite des Schraubenkopfschlitzes im Verhältnis zum Durchmesser des Stababschnitts bestimmt.

Eine solche, nicht völlig starre Verbindung ist besonders bei Patienten mit einer degenerierten, jedoch nicht völlig zerstörten Bandscheibe indiziert. In diesem Fall wird die Funktion der degenerierten Bandscheibe durch das erfindungsgemäße Implantat unterstützt. Wegen der teilweisen Beweglichkeit des Implantats werden die auf den Knochen übertragenen Kräfte reduziert.

Die Ausnehmung im Kopf der Schraube kann, nachdem der Stababschnitt mit der Verdickung eingelegt ist, mit einer Verschlußschraube verschlossen werden, wenn die Ausnehmung zylinderförmig und mit einem Innengewinde versehen ist. Der obere Rand der Schraube kann mit einer Fase und der Kopf der Verschlußschraube kann mit einer Hinterschneidung versehen werden, damit der geschlitzte Schraubenkopf beim Festziehen der Verschlußschraube nicht aufgeweitet wird. Die Ver-

schlußschraube weist eine solche Gewindelänge auf, daß die Schlitze auf einer vorgegebenen Länge, die mindestens dem Durchmesser des Stababschnitts entspricht, freibleiben. Mit der Verschlußschraube kann die Verdickung in der Ausnehmung gesichert werden.

Ein besonderer Vorzug eines solchen Fixationssystems besteht darin, daß sich die beiden verbundenen Wirbel völlig starr fixieren lassen, wenn z. B. die Degenerierung der Bandscheibe nach dem Anbringen des teilweise beweglichen Systems voranschreitet und eine starre Verbindung indiziert ist. Hierbei müssen die Knochenschrauben nicht ausgetauscht werden; sie lassen sich auch zur starren Fixierung verwenden, so daß kein schwerwiegender, risikoreicher Eingriff notwendig ist. Da in diesem Fall in der Regel seit dem Setzen der Schrauben eine geraume Zeit vergangen ist, sind die Knochenschraubenschrauben bereits fest eingewachsen und können die höheren Kräfte, die bei einem starr angebrachten Implantat auf die Knochenschrauben einwirken, besser auf den Wirbel übertragen.

Zur Herstellung einer starren Verbindung zwischen den beiden verbundenen Wirbeln müssen lediglich die Verschlußschrauben ausgetauscht werden. Für diesen Fall sind die Verschlußschrauben so ausgelegt, daß sie nach dem Einschrauben und Festziehen die Verdickung blockieren. Die Blockierung erfolgt z. B. durch die Verwendung eines längeren Gewindes.

Der Kopf der Pedikelschraube kann als Sechskant und der Kopf der Verschlußschraube kann als Innensechskant ausgebildet sein, damit das Fixationssystem leichter implantierbar ist.

Wenn das Element, über das das erfindungsgemäße Implantat mit den Knochenschrauben verbunden ist, aus einem Stababschnitt mit am freien Ende angebrachter Kugel besteht, läßt sich das erfindungsgemäße Implantat in der Weise ausgestalten, daß die Länge des Implantats in besonders kleinen Schritten einstell-

bar ist. Wegen der Kugelsymmetrie muß die Verdickung im Kopf der Knochenschraube keine vorgegebene Stellung einnehmen.

Dieses Implantat ist in der Figur dargestellt.

Am Rand der mit dem Innengewinde versehene Hülse des ersten Teils 1 sind in gleichen Abständen mindestens eine, vorzugsweise mehrere, z. B. vier Zungen 4 angebracht, die parallel zur Achse der Hülse verlaufen. An ihrem Ende sind die Zungen 4 vorzugsweise in Richtung auf die Achse der Hülse abgewinkelt. Der Körper des zweiten Teils 3 ist zumindest in dem an den Gewindestab angrenzenden Teil zylindrisch geformt; in diesem Teil sind entsprechend viele Längsnuten 5 angebracht, in die die Enden der Zungen 4 eingreifen, wenn die beiden Teile 1 und 3 in der entsprechenden Stellung stehen.

Die Länge der Längsnuten 5 auf dem Körper und ihre Lage wird entsprechend dem gewünschten Verstellbereich des Implantats gewählt. Damit die Enden der Zungen 4 bei den entsprechend gegeneinander verdrehten Teilen 1 und 3 zuverlässig in die Längsnuten 5 einrasten, sind die Zungen vorzugsweise in der Weise federnd gestaltet, daß sie auf den Körper des zweiten Teils 3 einen Druck ausüben.

Vor dem Einsetzen des Implantats in die Knochenschrauben sind die Längsnuten 5 mit verlorenen Nutfüllungen 6 abgedeckt. Die Nutfüllungen 6 haben eine solche Form, daß die Längsnuten ausgefüllt sind und die Zylinderform des Körpers hergestellt wird. Vorzugsweise sind die Nutfüllungen an einem Ende über einen Streifen miteinander verbunden. Die Nutfüllungen und ggf. der sie verbindende Streifen können aus einem körperverträglichen Kunststoff bestehen.

Nach dem Setzen der Knochenschrauben wird das Implantat durch Verdrehen der beiden Teile 1 und 3 auf die richtige Länge gebracht, so daß es sich in die Köpfe der Knochenschrauben ein-

legen läßt. Hierbei gleiten die Zungen 4 über die Nutfüllungen 6 hinweg. Sind die endständigen Kugeln 7 in die Köpfe der Knochenschrauben eingesetzt, werden die Nutfüllungen 6 entfernt. Das Entfernen wird vereinfacht, wenn die Nutfüllungen 6 wie beschrieben miteinander durch einen Streifen verbunden sind. Danach werden die beiden Teile 1 und 3 gerade soweit verdreht, bis die Zungen 4 in die nächstgelegenen Längsnuten 5 einrasten. Damit ist das Implantat gegen Verdrehen der Teile 1 und 3 gesichert, so daß sich seine Länge im Lauf der Zeit durch die Bewegungen des Patienten nicht mehr verändern kann.

Die Länge des Implantats läßt sich dabei in sehr kleinen Schritten einstellen. Beträgt die Gewindesteigung von Gewindestab und Hülse z. B. 0,5, so ergibt sich bei vier Zungen 4 und vier Längsnuten 5 eine Einstellmöglichkeit in Schritten von 0,125 mm.

Das erfindungsgemäße Fixationssystem kann prinzipiell aus jedem körperverträglichen Material bestehen, das die notwendige Festigkeit aufweist. Bevorzugt wird Edelstahl, Titan oder ein ähnlich inertes Metall bzw. eine ähnlich inerte Metallegierung verwendet.

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Claims (4)

1. „1. Implantat zur Stabilisierung von Wirbeln

   a) das aus aus wenigstens zwei Teilen (1, 3) zusammensetzbar ist, wobei

   b) das erste Teil (1) eine mit einem Innengewinde versehene Hülse trägt, an der mindestens eine Zunge (4) angebracht ist,

   c) das zweite Teil (3) einen Körper und einen in das Innengewinde einschraubbaren Gewindestab umfaßt,

   d) am Körper des zweiten Teils (3) mindestens eine parallel zum Gewindestab verlaufende Nut angebracht ist, in die
   die Zunge (4) eingreifen kann,

   e) an beiden Teilen (1, 3) jeweils ein in der Weise angebrachtes und gestaltetes Element (7) vorgesehen ist, daß sich das Implantat im zusammengesetzten Zustand zwischen zwei Knochenschrauben fixieren läßt.
2. 2. Implantat nach Anspruch 1, bei dem das Element eine endständig an einem Stababschnitt angebrachte Verdickung darstellt.
3. 3. Implantat nach Anspruch 2 mit einem kugelförmigen Element
   (7).
4. 4. Implantat nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Zunge
   federnd ist und die Nut mit einer abziehbaren, die Nut ausfüllenden Abdeckung ausgefüllt ist.