DE69837626T2

DE69837626T2 - Platte mit Verriegelungsmechanismus für die vordere Halswirbelsäule

Info

Publication number: DE69837626T2
Application number: DE69837626T
Authority: DE
Inventors: Gary Karlin Los Angeles Michelson
Original assignee: Warsaw Orthopedic Inc
Current assignee: Warsaw Orthopedic Inc
Priority date: 1997-02-11
Filing date: 1998-02-11
Publication date: 2007-12-20
Anticipated expiration: 2018-02-12
Also published as: JP2008086827A; US6193721B1; US6712818B1; JP2006116349A; ES2268267T3; CA2279936A1; EP1006913B2; ATE383828T1; DE69832389T3; US20050038436A1; EP1006913A4; US6454771B1; ATE332669T1; US20040236334A1; US6916320B2; DE69835244D1; US6428542B1; ES2283708T3; JP2006075618A; US6936050B2

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Platte gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Somit betrifft die vorliegende Erfindung im Allgemeinen Implantate und Instrumentation für die Fusion der menschlichen Halswirbelsäule von dem anterioren Aspekt, und insbesondere Plattensysteme zum Ausrichten und Halten benachbarter Halswirbel in einer ausgewählten räumlichen Beziehung während der Wirbelsäulenfusion dieser Wirbel.
Beschreibung des Stands der Technik
Eine Platte der eingangs genannten Art ist zum Beispiel aus US-A-5 364 399 bekannt (der Oberbegriff von Anspruch 1 basiert auf diesem Dokument).
Im Stand der Technik ist es gängige Praxis, für diesen Zweck Halswirbelsäulen-Plattierungssysteme zu verwenden. Derartige Systeme sind im Wesentlichen aus Platten und Schrauben zusammengesetzt, zum Ausrichten und Halten von Wirbelkörpern in einer gewünschten Position relativ zueinander. Die frühsten von derartigen Vorrichtungen bestanden aus rostfreien Stahlplatten und Schrauben und erforderten, dass die Schrauben vollständig durch den Wirbelkörper und in den Spinal-Kanal hinein passierten, um in das feste Knochengewebe (den posterioren Cortex) von den Wirbelkörpern einzugreifen. Dieses erforderte die Möglichkeit, diesen Bereich röntgenologisch zu überwachen oder zu visualisieren, was nicht immer möglich ist, insbesondere in der unteren Halswirbelsäule, in der die Wirbelkörper röntgenologisch durch die Schultern verdeckt sein können.
Um Löcher in den Wirbelkörpern zum Einsetzen von jeder Schraube auszubilden, wurde eine Bohrung durchgeführt, gefolgt von einem Gewindeschneiden. Jeder dieser Vorgänge umfasste die Passage eines Instrumentes vollständig durch den assoziierten Wirbelkörper und in die Wirbelsäule. Damit kamen diese Instrumente in enge Nähe zu dem Rückenmark und dem Duralsack, welche in enger Nähe zu der hinteren Fläche des Wirbelkörpers sind. Jede Prozedur, welche ein Objekt in den Spinalkanal einführt, birgt ernsthafte Risiken, welche den Chirurgen betreffen.
Die konventionelle Technik des Ausbildens eines Knochenschrauben-Aufnahmelochs in Wirbelkörpern durch Bohren weist eine Anzahl von signifikanten Nachteilen auf. Zum Beispiel entfernt das Bohren Knochenmaterial, hinterlässt eine Lücke und erzeugt einen Verlust von Knochenmaterial. Das Bohren verursacht ebenfalls Mikrofrakturen des Knochens an der Bohrer-Knochen-Schnittstelle und die resultierenden Frakturlinien neigen dazu, sich in Richtungen senkrecht zur Wand des Lochs auszubreiten. Insbesondere ist das Knochenmaterial im Wesentlichen eine Art Keramik, welche ein sprödes Muster von Frakturausbildungen und -ausbreitungen in Antwort auf das Bohren zeigt. Außerdem erzeugt das Bohren Wärme, welche eine Thermalnekrose des Knochenmaterials genau an der Schnittstelle zwischen dem Knochen und einer anschließend installierten Schraube ergeben kann, wo eine Nekrose sehr gesundheitsgefährdend ist. Jeder Knochen, welcher einer Nekrose ausgesetzt ist, wird anschließend durch den Körper als ein Teil des Knochen-Wiederherstellungsprozesses resorbiert werden und dieses kann zum Lösen der Schraube führen.
Ein anderes Problem mit dem Bohren ist, dass der Pfad des Bohrers schwierig zu steuern ist und dass, da der Bohrer durch Rotation arbeitet, eher Weichgewebe auf der assoziierten Platte aufwickeln kann. Zusätzlich kann, solange nicht mit großer Sorgfalt vorgegangen wird, der Bohrer signifikant hinter den posterioren Cortex getrieben werden und irreparable Verletzungen innerhalb des Spinal-Kanals verursachen. Schließlich kann ein Bohrer innerhalb des Wirbelkörpers verklemmen und brechen und kann dann ernsthafte Verletzungen verursachen, da der weiterhin rotierende Bereich des Bohrers in die Wunde hinein passiert, während der Bereich des Bohrers, welcher abgebrochen ist, weiterhin gefährlich von dem Wirbelkörper vorstehen kann oder bündig mit der oberen Oberfläche des Körpers abbrechen kann, so dass er unwiederbringlich darin eingebettet ist. In jedem Fall werden die Schritte, die durchgeführt werden müssen, um den abgebrochenen Bereich des Bohrers zu entfernen, zwangsläufig die chirurgische Prozedur verlängern und komplizieren.
In bekannten Plattierungssystemen gab es Probleme mit dem Lösen und dem Versagen der Beschläge, dem Brechen von Schrauben und Platten und dem Zurückziehen von Schrauben in den Kehlenbereich des Patienten. Diese Vorkommnisse erfordern im Allgemeinen weitere chirurgische Eingriffe, um die gebrochenen Teile und die Platten und Schrauben vollständig zu ersetzen und jeden Schaden zu reparieren, der verursacht wurde.
Andere Probleme, welche bei bekannten Systemen anzutreffen waren, ergaben sich aus dem Versagen der Schrauben, einen ausreichenden Halt im Knochen zu erzielen, und damit aus dem Ablösen der Schrauben.
Ebenfalls kann die Verwendung bekannter Plattierungssysteme einen Verlust der Lordose ergeben, welche von der Seite aus gesehen die normale Krümmung der Halswirbelsäule ist.
Bekannte Plattierungssysteme können zusätzlich Probleme im Zusammenhang mit solchen Prozeduren haben, bei denen Knochenimplantate zwischen Wirbelkörpern platziert werden, um eine Zwischenkörper-Fusion zu erzielen, welche aufgrund eines Prozesses heilen, der "schleichender Ersatz" genannt wird. In diesem Prozess wird Knochen an der Fläche zwischen dem Implantat und einem Wirbelkörper durch einen biologischen Prozess entfernt, welcher die Produktion von starken Säuren und Enzymen umfasst, als ein Vorspiel zu dem Eindringen von lebendem Gewebe in die Schnittstelle und der Ablagerung oder dem Wachstum von neuem Knochen. Während die Platten eine genaue Ausrichtung der Wirbelkörper und deren feste Fixierung erlauben, können sie gleichzeitig unglücklicherweise die Wirbelkörper von einander weghalten, während die Resorbtionsphase des schleichenden Ersatz-Prozesses an der Fusionsstelle Lücken im Knochen ausbildet, mit dem Ergebnis, dass die gewünschte Fusion nicht eintritt. Dieses Versagen ist bekannt als Pseudoarthrose. Wenn ein derartiger Fehler auftritt, werden die Beschläge selbst üblicherweise brechen oder sich von der Wirbelsäule lösen und damit einen weiteren chirurgischen Eingriff erfordern, um die gebrochenen Komponenten zu entfernen, und einen anderen chirurgischen Eingriff, um wieder eine Fusion zu versuchen.
In Antwort auf die oben beschriebenen Probleme wurde eine zweite Generation von Plattierungssystemen entwickelt und/oder vorgeschlagen. Diese umfassen ein System, das im US-Patent Nr. 5,364,399 von Lowery und 5,423,826 von Morscher offenbart ist, sowie Halswirbelsäulen-Verriegelungs-Plattierungssysteme, die durch SYNTHES Spine angeboten werden, die DANEK ORION-Platte, die CODMAN SHURTLEFF-Platte und die SMITH NEPHEW RICHARDS-Platte, unter anderem. Die das System bildenden Elemente dieser zweiten Generation weisen eine Anzahl von allgemeinen Eigenschaften auf. Sie sind alle entweder aus einer Titan-Legierung oder purem Titan hergestellt, eher als aus rostfreiem Stahl, um eine ungünstige Gewebsreaktion zu minimieren, und sind MRT-kompatibel, was rostfreier Stahl nicht ist. Die Schrauben und Platten haben eine vergrößerte Dicke, um eine verbesserte Festigkeit zu erzielen. Die Schrauben haben einen größeren Durchmesser, um ihren Halt zu verbessern, ohne zu erfordern, dass sie in den posterioren Cortex der Wirbelkörper eingreifen. Eine sanfte Längs-Konturierung der Platten wurde entwickelt, um eine Lordose zu ermöglichen, und/oder eine begrenzte Gegen-Konturierung, um besser dem allgemein gekrümmten Aspekt der Vorderseite der Wirbelkörper zu folgen. Mechanismen zum Sichern der Wirbelkörperschrauben an ihren assoziierten Platten werden in einer Weise eingesetzt, die verhindert, dass sich die Schrauben zurückziehen. Während diese zweite Generation von Plattierungssystemen eine signifikante Verbesserung gegenüber früheren Systemen darstellen, bestehen weiterhin ernste existierende Probleme und neue Probleme wurden erzeugt.
Da sich die Schrauben nicht länger in den posterioren Cortex hinein erstrecken, ist es z. B. gewöhnlich für die Gewinde in dem Gewindeloch, dass sie verkürzt werden, und für die Schrauben, dass sie versagen, einen geeigneten Halt zu erzielen. Zusätzlich tritt weiterhin ein Brechen der Schrauben auf und dies üblicherweise an der Verbindungsstelle der Schraube mit dem posterioren Aspekt der Platte. Die Schrauben, die sowohl in dem Synthes-System und dem Smith Mathew Richards-System eingesetzt werden, sind insbesondere anfällig für dieses Problem, weil solche Schrauben in dem Abschnitt hohl sind, in dem sie an der Platte anliegen, um die innere Aufnahme von Verriegelungsschrauben zu ermöglichen.
Bei dem Bestreben, zu verhindern, dass die Schraube an der Verbindungsstelle zwischen Schraube und Platte bricht, weisen neuere Gestaltungen der Schrauben einen vergrößerten Schaft-Durchmesser von der Spitze bis zum Kopf auf, was soweit eine nahezu nutzlos stumpfe und untersetzte Schraube in der Nähe des Schraubenkopfes mit geringer Haltekraft und geringem taktilen Feedback für den Chirurgen ergibt, um das Abschließen des Festziehens vor dem Ablösen der Schraube innerhalb des Knochens anzuzeigen. Basierend auf empirischen Studien, die diese Schrauben aus dem Stand der Technik getestet haben, wurde herausgefunden, dass die Verwendung eines vorgeschnittenen Lochs eher als eine selbstschneidende Schraube für eine Herauszieh-Festigkeit bevorzugt wird, und damit wurden diese Schrauben nicht selbstschneidend und die Schraubenlöcher mussten vorgeschnitten werden. Da der Gewinde-Schneidbereich eines Gewindebohrers notwendigerweise scharf ist und rotiert wird, um zu arbeiten, gibt es ein ernstes Risiko der Beschädigung des umgebenden Weichgewebes, wenn er verwendet wird. Dies wird durch den Fakt verschlimmert, dass die Platten, die in diesen Systemen eingesetzt werden, keine ausreichend langen Achsen bereitstellen, die konturiert sind, um vollständig eine Lordose möglich zu machen, und die keine ausreichende Quer-Konturierung aufweisen, um ein Wackeln der Platte um ihre Längsachse zu verhindern und zu der anterioren Form der Wirbelkörper zu passen, so dass diese Platten nicht verhindern, dass Weichgewebe von den Seiten und unterhalb des Schraubenloches eindringt, womit dieses Gewebe einer Schädigung durch den Bohrer und den Gewindeschneider ausgesetzt ist. Während es möglich ist zum Zeitpunkt des chirurgischen Eingriffs einige Änderungen in der Kontur dieser Platten durchzuführen, ist dieses im Allgemeinen auf ein Konturieren der Längsachse beschränkt und verursacht häufig eine Verwindung der Knochenschrauben-Löcher der Platte und der Verbindungsbereiche zwischen Schraubenloch und Platte in einer Weise, welche einen nachteiligen Effekt auf die Schrauben-Platten-Verbindung hat. Ein Mangel an genauer Kontur verhindert, dass diese Platten ein optimales niedriges Profil relativ zur Wirbelsäule aufweisen.
In einigen der Halswirbelsäulen-Plattierungssystemen der zweiten Generation tritt weiterhin ein Schraubenlösen auf, weil diese Platten nicht so gestaltet werden können, dass sie das Verriegeln von allen Schrauben ermöglichen. Insbesondere, während die Konstrukteure dieser Platten die Wichtigkeit der Befestigung der Knochenschrauben an den Platten erkannt haben, waren sie nicht in der Lage, alle diese Schrauben zu verriegeln und mussten dazu übergehen, einige der Schrauben unverriegelt zu lassen.
Außerdem setzen einige von diesen Systemen der zweiten Generation winzige und delikate "Uhrmacher"-Teile ein, um eine Verriegelung zu erzielen. Diese Teile sind durch die Notwendigkeit gekennzeichnet, dass insbesondere delikate kleine Schraubendreher in sie eingreifen müssen. Diese Verriegelungskomponenten sind leicht ineffektiv durch den Aufwand, die Kontur einer Platte während eines chirurgischen Eingriffs zu ändern.
Neben der Verbesserung dieser Plattierungssysteme der zweiten Generation über den ersten Problemen treten weiterhin Probleme auf, von denen die Pseudoarthrose und insbesondere die "Distraktions-Pseudoarthrose" am wichtigsten ist. Obwohl diese Platten der zweiten Generation deutlich zu einer Verbesserung der Fusionsrate führen, ist es im Allgemeinen, wenn ein Fehler bei der Erzeugung einer Fusion auftritt, durch eine Knochenresorption entlang einer Linie an der Verbindungsstelle von Implantat und Wirbelkörper begleitet, was auf einem Röntgenbild zu sehen sein kann.
Im Fall der labilen Platten und Schrauben der ersten Generation konnten die Platten die Wirbelkörper im Abstand halten und eine Fusion verhindern, allerdings nur, solange die Beschläge brechen würden und damit die Distraktion erleichtern und anschließend ein Auftreten der Fusion ermöglichen würden. Die Plattensysteme der zweiten Generation sind zu fest, um dieses Auftreten zu ermöglichen, womit weitere chirurgische Eingriffe zum Korrigieren der Pseudoarthrose erforderlich werden.
Kompressionsplatten sind gut bekannt und werden weitreichend in der orthopädischen Chirurgie zum Stabilisieren von röhrenförmigen Knochen und manchmal auch flachen Knochen verwendet. Derartige Platten beruhen auf einigen externen Kompressionsmitteln oder können selbst-kompressiv sein, basierend auf der Fähigkeit des Schraubenkopfes, innerhalb eines schrägen Schlitzes zu gleiten, so dass das Festziehen der Knochenschrauben durch die Platte eine lineare Bewegung senkrecht zur Schraubenachse vermittelt. Das US-Patent Nr. 5,180,381 offenbart einen Ansatz, einen derartigen Mechanismus im Zusammenhang mit einer anterioren Wirbelsäulen-Fixation einzusetzen.
Jedoch wurde herausgefunden, dass alle vorgeschlagenen selbst-kompressiven Plattierungssysteme gemeinsam die Notwendigkeit für eine Schraube aufweisen, sowohl in einen proximalen als auch einen distalen Cortex einzugreifen (einem Knochengehäuse aus sehr dichtem Knochenmaterial), um die Schraubenspitze in einer Art und Weise zu verankern, die der Platte ermöglicht, sich relativ zur Schraube zu bewegen, wenn diese festgezogen wird, eher als der Platte zu ermöglichen, die Schraube von ihrer Achse wegzudrängen. Wie bereits früher hierin diskutiert, wenn eine Schraube in den posterioren Cortex des Wirbelkörpers eingreift, ist es jedoch für den Bohrer und den Gewindeschneider, welche das Schraubenloch ausbilden, sowie für die Schraubenspitze selbst notwendig, in den Spinalkanal einzutreten, wodurch das Rückenmark Verletzungen ausgesetzt wird.
Während das im US-Patent Nr. 5,180,381 offenbarte System die Gefährdung durch einen Eingriff in die Wirbelkörper-Endplatte anstelle des posterioren Wirbelkörper-Cortex vermeidet, ist der Pfad der Schraube notwendigerweise sehr kurz, so dass es für das Schraubengewinde sehr wenig Möglichkeit gibt, einen zusätzlichen Halt innerhalb des Wirbelkörpers zu erzielen. Es hat daher den Anschein, dass bis zu dem Maß, in dem die Vorrichtung, die im US-Patent Nr. 5,180,380 offenbart ist, in der Lage ist, ihre genannten Vorteile zu erzielen, würde sie die Vorderseite der Wirbelsäule stärker zusammenziehen als die Rückseite und würde nicht den Anschein haben, die Rückseite der Wirbelkörper überhaupt zusammenzudrücken, womit ein unerwünschter durch ärztliche Behandlung ausgelöster Verlust der normalen Halswirbelsäulen-Lordose erzeugt wird. Eine derartige Situation ist zerstörerisch für die normale Biomechanik der Halswirbelsäule und potentiell eher schädlich.
Die Erzeugung von Druck zwischen benachbarten Wirbelkörpern würde eine Anzahl von Vorteilen bieten, inklusive einer Reduzierung der Distraktions-Pseudoarthrose, eines vergrößerten Oberflächenkontaktbereichs zwischen dem Implantat und dem Wirbelkörper, da leicht inkongruente Oberflächen zusammengezwängt werden, einer verbesserten osteogenetischen Stimulation, da kompressive Lasten eine Knochenausbildung stimulieren, und einer verbesserten Fusions-Implantat-Wirbelsäulensegment-Stabilität.
Unter den neuen Problemen, die durch diese Systeme der zweiten Generation erzeugt werden, ist die Tendenz der kleinen "Uhrmacher"-Teile, die verwendet werden, um die Knochenschrauben an der Platte zu verriegeln, von dem Schraubendreher herunterzufallen, der zum Anbringen von solchen Teilen verwendet wird, oder aus den assoziierten Platten herauszufallen und in der Wunde verloren zu gehen. Zusätzlich sind solche kleinen Teile sehr fragil und erfordern spezialisierte zusätzliche Instrumente für ihr Einsetzen und/oder ihre Manipulation. Außerdem kann ein falsches Knochenschrauben-Platzieren relativ zur Achse des Plattenlochs dazu führen, dass der Schrauben-Verriegelungsmechanismus nicht funktioniert, oder kann verursachen, dass scharfe und gezackte Späne von Titan ausgebildet werden, wenn eine Verriegelungsschraube in Kontakt mit einer ungenau gesetzten Knochenschraube getrieben wird. Die Mittel zum Etablieren einer Ausrichtung der Knochenschraube zum Plattenloch und des Ansetzens sind eher nicht vertrauenswürdig. Außerdem mangelt es den meisten von diesen Systemen der zweiten Generation an einem zuverlässigen und effektiven Mittel zum Positionieren und Halten der Platte während des Anbringens.
Spezifische Merkmale von verschiedenen Systemen des Stands der Technik werden unten zusammengefasst.
Das in US-Patent Nummern 5,364,399 und 5,423,826 offenbarte System, das hierin früher genannt wurde, weist eine dünne rostfreie Stahlplatte auf, welche eine Seite-an-Seite- oder eine versetzte bikortikale Schraubenplatzierung ermöglicht, wobei die Platte eine Kombination von Schraubenlöchern und Schlitzen aufweist.
Das "Acromed"-System weist eine Titanplatte und Schrauben auf, welche ein bikortikales Schraubenplatzieren erfordern. Dieses System weist keine Verriegelungsmittel für die Knochenschrauben auf.
Das in US-Patent Nr. 5,180,381 offenbarte System, weist eine "H"-förmige Platte mit einer Kombination von geneigten Schlitzen und einem Loch auf, welche ein bikortikales Schraubenplatzieren in einem 45°-Winkel zu der Ebene der Platte erfordert. Dieses Patent offenbart, dass dieses winkelige Positionieren dem Erzeugen von Druck dient.
Das SYNTHES Morscher-Plattensystem setzt hohle, geschlitzte Schraubenköpfe ein. Die Schrauben werden uni-kortikal platziert, so dass die Köpfe, wenn sie genau ausgerichtet sind, in dem oberen Bereich der Plattenlöcher zu liegen kommen. Der obere Bereich von jeder Schraube hat ein Innengewinde, um eine dünne Schraube aufzunehmen, welche in den Knochenschraubenkopf eingeschraubt wird, um die wechselseitige Passung zwischen dem Knochenschraubenkopf und der Wand des assoziierten Plattenlochs zu verbessern.
Bei dem in den US-Patenten Nr. 5,364,399 und 5,423,826 offenbarten System werden Paare von uni-kortikalen Knochenschrauben verwendet, die an Ort und Stelle an beiden Enden der assoziierten Platte durch Verriegelungsschrauben verriegelt werden, welche einen Schaft mit kleinem Durchmesser und einem großen Kopf aufweisen. An jedem Ende einer Platte können zwei Knochenschrauben an Ort und Stelle durch eine einzelne Verriegelungsschraube verriegelt werden, welche zwischen den Knochenschrauben angeordnet ist. Im Allgemeinen ist die Platte zwischen ihren zwei Enden mit einem diagonalen Schlitz oder mit Schlitzen zum Aufnehmen von einer oder mehreren zusätzlichen Schrauben vorgesehen, wobei jede zusätzliche Schraube in einem Knochenimplantat oder einem jeweiligen Wirbelkörper sicherbar ist, welche von der Platte überspannt werden. Es gibt keine Verriegelungsschraube, die mit diesem zwischenliegenden Knochenschrauben assoziiert wäre, um die Knochenschrauben an der Platte zu verriegeln.
Das Codman Shurtleff-Plattierungssystem verwendet die Seite einer vorinstallierten Niete mit einem rotierbaren Kopf, um gegen die Seite des Kopfes von einer Knochenschraube zu drücken und damit diese eine Schraube an der Platte zu sichern. Die Platten dieses Systems sind ebenfalls mit Löchern zum Aufnehmen von zwischenliegenden Schrauben ausgestattet, allerdings sind diese Schrauben nicht mit irgendeinem Verriegelungsmittel assoziiert.
Während die Konstrukteure der zuletzt genannten Systeme die Wichtigkeit des Verriegelns der Knochenschrauben in Position auf ihren assoziierten Platten erkannt haben, haben sie keine Verriegelung der zwischenliegenden Knochenschrauben in ihren assoziierten Löchern bereitgestellt.
In einer früheren Version des Codman Shurtleff-Systems war der Verriegelungsmechanismus ein Hebel, der schwenkbar um einen Schaft ist, der vollständig durch die Platte passiert und dann gebördelt ist, um den Schaft innerhalb der Platte zu halten. Nachdem die Knochenschraube eingesetzt worden ist, wurde der Hebel so rotiert, dass er mit dem Kopf der Knochenschraube im Eingriff war und damit die Knochenschraube an der Platte gesichert hat.
Basierend auf einer Betrachtung der Merkmale aller der bekannten Halswirbelsäulen-Plattierungssysteme hat es den Anschein, dass ein Bedarf für ein verbessertes System bleibt, das die folgende Kombination von Merkmalen aufweist:

1. Die Platte sollte ausreichend steif sein, um ihre beabsichtige Funktion ohne mechanische Mängel auszuführen.
2. Die Platte sollte in drei Dimensionen vorgeformt sein, um anatomisch sowohl in der Längs- als auch der Quer-Ebene zu der anterioren Halswirbelsäule zu passen.
3. Die Platte sollte so konstruiert sein, dass alle Knochenschrauben im Allgemeinen senkrecht zur Platte sind, wenn sie von der Seite gesehen werden, allerdings sollten Schraubenpaare stark zu irgendeiner Wirbelkörper-Höhe korrespondierend konvergieren, wenn sie von unten oder einem Ende aus gesehen werden.
4. Jedes Paar von Schrauben greift in einen jeweiligen Wirbelkörper ein, und die hohe Konvergenz der Schrauben in einem Paar ermöglicht, dass der Abschnitt der Schrauben, welcher in den Knochen eingreift, länger ist, weiterhin innerhalb dieses Wirbelkörpers bleibt und einen sichereren und festeren Eingriff in den Wirbelkörper bereitstellt.
5. Das System sollte Knochenschrauben aufweisen, welche geeignet sind, einen verbesserten Halt innerhalb des Knochens von dem Wirbelkörper zu erzielen, ohne die Notwendigkeit, den posterioren Wirbelkörper-Cortex zu durchdringen und den Spinalkanal zu erreichen.
6. Es sollte eine Schraube verwendet werden, welche selbstschneidend ist, wodurch der Bedarf für einen separaten Gewindeschneid-Schritt eliminiert wird.
7. Ein zuverlässiges Mittel zum Eingreifen und Manipulieren der Platte während der Installation sollte bereitgestellt sein.
8. Die Platte sollte im Eingriff mit einem Instrumentenmittel sein können, welches zuverlässig Knochenschraubenlöcher erzeugen kann, welche koaxial zu den Schraubenlöchern in der Platte sind.
9. Es sollte möglich sein, den Wirbelkörperknochen zu präparieren, so dass er die Knochenschrauben aufnimmt und eine festere Verbindung und eine reduzierte Gefahr für ein Gewindelösen mittels eines Führungszapfen-Lochstempels zu erzeugt, der ein Führungsloch für die Knochenschrauben erzeugt.
10. Alternativ zu der Verwendung eines Führungszapfen-Lochstempels kann ein Bohrer mit einem relativ (verglichen mit dem Gesamt-Grunddurchmesser der Schraube) kleinen Durchmesser verwendet werden, um das Führungszapfen-Loch zu erzeugen.
11. Es sollten Mittel bereitgestellt werden zum Verriegeln von jeder und allen Knochenschrauben in Position relativ zur Platte, und die Verriegelungsmittel sollten eine ausreichende Größe und Festigkeit aufweisen, um zuverlässig ihre beabsichtigte Funktion auszuführen.
12. Knochenschrauben-Verriegelungsmittel sollten vorzugsweise von der Platte festhaltbar sein, vor dem Einsetzen der Knochenschrauben, oder sollten zuverlässig an einen Treiber anbringbar sein, um zu verhindern, dass irgendein kleines Teil in der Wunde verloren geht.
13. Das System sollte in der Lage sein, einen Druck auf die Wirbelkörpersegmente auszuüben, die fusioniert werden sollen, während es eine Lordose beibehält und/oder wiederherstellt.

Aufgaben der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes anteriores Halswirbel-Plattierungssystem bereitzustellen, welches viele der Nachteile der früheren bekannten Systeme vermeidet.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verriegelungsmechanismus bereitzustellen, wo eine Mehrzahl von Knochenschrauben, die zum Anbringen der Platte an die Wirbel verwendet werden, leicht und zuverlässig an Ort und Stelle gleichzeitig durch eine einzige Operation verriegelt werden können.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Wirbelkörperplatte bereitzustellen, bei welcher die Verriegelungsmechanismen zum Verriegeln der Knochenschrauben von einem Hersteller vor dem Einsetzen der Knochenschrauben durch den Arzt vorinstalliert werden können, so dass der Arzt nicht während einer Operation den Verriegelungsmechanismus als einen separaten Schritt an der Platte anbringen muss.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein anteriores Halswirbelplattierungssystem bereitzustellen, welches eine intersegmentelle Kompression des Wirbelsäulesegments (Kompression der benachbarten Wirbelkörper und des Fusions-Implantates im Bandscheibenraum zwischen den benachbarten Wirbelkörpern) bei einer Lordose und in gleicher Weise eine multisegmentelle Kompression erlaubt, wenn gewünscht.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, Platten bereitzustellen, welche texturiert oder anderweitig bearbeitet sind, um das Knochenwachstum von Wirbel zu Wirbel unter der Platte zu unterstützen.
Noch eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein System bereitzustellen, bei welchem die Knochenschrauben und Verriegelungsmechanismen, wenn sie vollständig installiert sind, ein geringes Profil haben.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein anteriores Halswirbelplattierungssystem bereitzustellen, welches zumindest teilweise bioresorbierbar ist.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein anteriores Halswirbelplattierungssystem bereitzustellen, das zumindest teilweise knochenverwachsende Materialien und Flächen aufweist.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein anteriores Halswirbelplattierungssystem bereitzustellen, das zumindest teilweise knochenwachstumsunterstützende Substanzen aufweist.
Die obigen und andere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden ersichtlicher aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen, welche Ausführungsformen der Erfindung ausschließlich durch nichtbeschränkende Beispiele illustrieren.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung schafft eine Platte mit den Merkmalen von Anspruch 1. Weitere Ausführungsformen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die Bodenfläche der Platte kann auch texturiert und/oder bearbeitet sein, um ein Knochenwachstum entlang der Bodenfläche der Platte zu induzieren, welche den Halswirbelköper berührt. Die Platte ist mit einer Mehrzahl von Knochenschrauben-Aufnahmelöchern versehen, welche sich von der oberen Fläche zu der Bodenfläche der Platte durch die Platte hindurch erstrecken, und zumindest das eine Verriegelungselement ist mit dem Knochenschrauben-Aufnahmeloch verbunden. Die Platte und ihre Komponententeile können aus irgendeinem Qualitäts-Implantatmaterial hergestellt sein, das geeignet zur Verwendung im menschlichen Körper ist, und die Platte und die assoziierten Komponenten können aus einem bioresorbierbaren Material hergestellt sein.
Die Knochenschrauben sind jeweils in ein Knochenschrauben-Aufnahmeloch zum Anbringen der Platte an einen Wirbelkörper einsetzbar. Ein Verriegelungselement kann in eine Verriegelungselement-Aufnahmevertiefung eingreifen und weist einen Kopf auf, der so ausgebildet ist, dass er die Knochenschrauben an der Platte verriegelt. In der bevorzugten Ausführungsform verriegelt ein einzelnes Verriegelungselement eine Anzahl von verschiedenen Knochenschrauben an Ort und Stelle. Die Verriegelungselemente sind vor einer Verwendung durch den Chirurgen in einer Art und Weise vorinstalliert, dass sie eine Installation der Knochenschrauben nicht behindern.
Als Ergebnis davor sind die Probleme eliminiert, die mit den vorangegangen Verrriegelungsschrauben des Typs assoziiert sind, die nach dem Einsetzen der Knochenschrauben angelegt werden, inklusive der Probleme der Instrumentation, um die Verriegelungsmittel zu positionieren und der Platte zuzuführen, einem Zurückziehen, einem Brechen, einem Lösen und einem Fehlschneiden, und die mit den empfindlicheren Verriegelungsschrauben aus dem Stand der Technik assoziiert sind, die "Uhrmacherteilen" gleichen.
In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung passt ein Verriegelungselement in ein jeweiliges Knochenschrauben-Aufnahmeloch, um jeweils eine der Knochenschrauben an Ort und Stelle zu verriegeln. Gemäß dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung ist jede der Knochenschrauben mittels eines einzelnen Verriegelungselements, welches an mindestens einem Abschnitt der Knochenschraube anliegt, an der Platte verriegelt. Da keine anderen Löcher in der Platte gebildet werden müssen, um die Verriegelungen an der Platte anzubringen, bleibt die Platte recht stark.
Die Verriegelungselemente können viele Formen haben, um ihre beabsichtigten Zwecke zu erfüllen, wie etwa, allerdings nicht darauf beschränkt, Schrauben, Gewindekappen, Nieten, Schraubensätze, vorstehende Elemente und dergleichen.
Das Plattierungssystem erfordert nicht, dass der Kopf der Knochenschraube hohl ist oder dass zusätzliche Löcher durch die Platte hindurch platziert werden, zusätzlich zu solchen, die für die Passage der Knochenschrauben vorgesehen sind. Es wird anerkannt werden, dass Knochenschrauben geschwächt werden, wenn ihre Köpfe hohl sind, und dass Platten geschwächt werden, wenn sie mit zusätzlichen Löchern ausgestattet sind.
Zusätzlich ermöglicht die Platte der offenbarten Systeme die genaue Ausrichtung der Löcher in der Platte für die Knochenschrauben und der Platte selbst, leicht an dem Wirbelkörper unter Druck angelegt zu werden. Die Platten weisen geeignete Schlitze und Eingriffsmittel für einen Eingriff eines Kompressions-Instrumentariums auf, das unten im Detail beschrieben wird, zum Anlegen einer Druckkraft zwischen benachbarten Wirbelkörpern, an welchen die Platte in einer zuverlässigen und leichten Art und Weise angebracht wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die in den 1-21, 24A-84E offenbarten Ausführungsformen sind keine Ausführungsformen der Erfindung.
1 ist eine perspektivische Draufsicht einer ersten Ausführungsform einer Halswirbelsäulen-Mehrfach-Verriegelungsplatte.
2 ist eine Draufsicht der Halswirbelsäulen-Mehrfach-Verriegelungsplatte aus 1.
3 ist eine Seitenansicht der Halswirbelsäulen-Mehrfach-Verriegelungsplatte aus 1.
4 ist eine Endansicht der Halswirbelsäulen-Mehrfach-Verriegelungsplatte aus 1.
5 ist eine Bodenansicht der Halswirbelsäulen-Mehrfach-Verriegelungsplatte aus 1.
6 ist eine Draufsicht der Halswirbelsäulen-Mehrfach-Verriegelungsplatte aus den 1-5, mit Verriegelungselementen, die in einer offenen Konfiguration installiert sind.
7 ist eine Draufsicht einer Modifikation der Platte aus den 1-6 mit einem Verriegelungselement für vier Knochenschrauben in Position.
8 ist eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform einer Halswirbelsäulen-Verriegelungsplatte aus 1, mit einem länglichen zentralen Schlitz für verbesserte Kompressions-Fähigkeiten.
9 ist eine Draufsicht eines Verriegelungselementes zur Verwendung mit den Platten der 1-6.
10 ist eine Draufsicht eines Verriegelungselementes zur Verwendung mit der zentralen Öffnung der Platte der 7 und 22.
11 ist eine Draufsicht einer Verriegelungskappe zur Verwendung in den Endöffnungen, die in den 1, 6 und 7 dargestellt sind.
12 ist eine Seitenansicht des Verriegelungselementes aus 16.
13 ist eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform des Verriegelungselementes aus 16.
14 ist eine perspektivische Draufsicht einer alternativen Ausführungsform einer Halswirbelsäulen-Mehrfach-Verriegelungsplatte zur Verwendung mit Verriegelungsnieten.
15 ist eine Bodenansicht der Halswirbelsäulen-Mehrfach-Verriegelungsplatte aus 14.
16 ist eine Draufsicht eines Verriegelungselementes für zwei Knochenschrauben.
17 ist eine Draufsicht einer alternativen Ausführungsform eines Verriegelungselementes für vier Knochenschrauben, das Kopfschlitze für eine verbesserte Flexibilität der Verriegelungslaschen aufweist.
18 ist eine Bodenansicht eines Niet-Typ-Verriegelungselementes zur Verwendung mit der zentralen Öffnung der Platte aus 14.
19 ist eine Seitenansicht eines Niet-Verriegelungselementes.
20 ist eine perspektivische Draufsicht des Bodenbereichs von dem Kopf der Niete aus 19, entlang der Linie 20-20 gesehen.
21 ist eine perspektivische Draufsicht des Kopfbereichs eines Verriegelungselementes für drei Knochenschrauben.
22 ist eine perspektivische Draufsicht einer dritten Ausführungsform einer Halswirbelsäulen-Mehrfach- Verriegelungsplatte, die Verriegelungselemente in der Form von Gewindekappen verwendet.
23 ist eine Seitenansicht eines Verriegelungselementes zur Verwendung mit der Platte aus 22.
24A ist eine Seitenansicht einer Knochenschraube gemäß der vorliegenden Erfindung.
24B ist eine vergrößerte Seitenansicht der Knochenschraube aus 24A.
25 ist eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform einer Knochenschraube gemäß der vorliegenden Erfindung.
26 ist eine Endansicht der Knochenschraube aus 24A von unten.
27 ist eine Endansicht der Knochenschraube aus 24A von oben.
28 ist eine perspektivische Draufsicht einer vierten Ausführungsform einer Halswirbelsäulen-Mehrfach-Verriegelungsplatte.
29 ist eine perspektivische Draufsicht eines Verriegelungselementes zur Verwendung mit der Platte aus 28.
30 ist eine Teilschnitt-Seitenansicht der Platte aus 28 entlang der Linie 30-30 mit einer Knochenschraube in Position.
31 ist eine perspektivische Draufsicht der Platte aus 1, die gegen den anterioren Aspekt von drei aufeinanderfolgenden Wirbelkörpern in der Halswirbelsäule positioniert ist, eines Plattenhalters und eines Instruments zum Ausbilden von Knochenschrauben-Aufnahmelöchern in den Wirbelkörpern.
32 ist eine Schnittansicht eines Bereiches der knochenbildenden Vorrichtung aus 31, entlang der Linie 32-32 gesehen.
33 ist eine Seitenansicht im Teilschnitt, die ein Kompressionsstab-Werkzeug und einen Kompressionsstab illustriert, der zum Einsetzen in einen Wirbelkörper im Eingriff mit diesem ist.
34 ist eine Seitenansicht im Teilschnitt von dem Kompressionsstab-Werkzeug, das zum Entfernen des Kompressionsstabes von dem Wirbelkörper im Eingriff mit diesem ist.
35 ist eine Boden-Endansicht des Kompressionsstab-Werkzeugs aus 34.
36 ist eine Seitenansicht eines Platten-Eingriffshakens zur Verwendung mit der Kompressionsvorrichtung aus 38.
37 ist eine Schnittansicht durch die Platte einer alternativen Ausführungsform eines lochbildenden Instrumentes in der Form einer Bohrerführung und durch einen Bohrer zur Verwendung während des Platten-Installationsvorgangs.
38 ist eine Seitenansicht, die eine intersegmentale Kompression der Wirbelsäule und eine Kompressionsvorrichtung zeigt.
39 ist eine Ansicht ähnlich der aus 38, die die Kompressionsvorrichtung in einem weiteren Zustand des Platten-Installationsvorgangs zeigt.
40 ist eine perspektivische Draufsicht, die das Verriegeln der Knochenschrauben an der Platte zeigt.
41 ist eine Teilschnitt-Seitenansicht eines Verriegelungselementes, das an einem Treiberinstrument angebracht ist.
42 ist eine Teilschnitt-Seitenansicht einer anderen Ausführungsform des Verriegelungselementes, das an einem Treiberinstrument angebracht ist.
43 ist eine Teilschnitt-Ansicht, die eine Halswirbelplatte, ein Verriegelungselement und Knochenschrauben zeigt, entlang der Linie 43-43 in 40.
44 ist ein vergrößerter Bereich eines Details entlang der Linie 44 in 43.
45 ist eine Seitenansicht im Teilschnitt von einem Plattenhalter, der an einer Platte angebracht ist.
46 ist eine Seitenansicht im Teilschnitt von einer anderen Ausführungsform eines Plattenhalters, der an einer Platte angebracht ist.
47 ist eine perspektivische Draufsicht einer ersten Ausführungsform einer einzelnen Verriegelungsplatte.
48 ist eine Draufsicht der Platte aus 47.
49 ist eine Seitenansicht der Platte aus 47.
50 ist eine Endansicht der Platte aus 47.
51 ist eine Draufsicht der Platte aus 47 von unten.
52 ist eine Draufsicht der Platte aus 47 von oben, mit Verriegelungselementen in Position.
53 ist eine Seitenansicht einer Knochenschraube, die mit der Platte aus 47 verwendet wird.
54 ist eine Endansicht der Knochenschraube aus 53 von oben.
55 ist eine Endansicht der Knochenschraube aus 53 von unten.
56 ist eine Draufsicht einer Verriegelungskappe für die Verwendung mit der einzelnen Verriegelungsplatte aus 47.
57 ist eine Seitenansicht der Verriegelungskappe aus 56.
58 ist eine Untersicht der Verriegelungskappe aus den 56 und 57.
59 ist eine perspektivische Untersicht der Verriegelungskappe aus 56-58.
60 ist eine perspektivische Draufsicht der einzelnen Verriegelungsplatte aus 47, wie sie von einem Plattenhalter gegen drei Wirbelkörper gehalten wird, mit dem lochbildenden Instrument zum Stanzen eines Führungslochs in die Wirbelkörper zum Aufnehmen einer Knochenschraube.
61 ist eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht des lochbildenden Instruments, das in ein Knochenschrauben-Aufnahmeloch eingeschraubt ist.
62 ist eine perspektivische Seitenschnittansicht des Bohrers und der Bohrerführung, die mit der Platte in Schraubeingriff stehen, um ein Loch zum Einsetzen einer Knochenschraube zu bohren.
63 ist eine perspektivische Draufsicht einer einzelnen Verriegelungsplatte, die entlang eines Segments der Wirbelsäule installiert ist, wobei zwei Verriegelungskappen in zwei Knochenschrauben-Aufnahmelöchern installiert sind.
64 ist eine teilweise Seitenschnittansicht einer Verriegelungskappe, die mit einem Treiber zum Installieren der Verriegelungskappe in Eingriff steht.
65 ist eine teilweise Schnittansicht der Platte, der Knochenschrauben und der Verriegelungskappen entlang der Linie 65-65 aus 63.
66 ist eine vergrößerte fragmentarische Ansicht des Bereichs 66 aus 65.
67 ist eine perspektivische Ansicht einer Halswirbel-Verriegelungsplatte, die von einem alternativen Plattenhalterinstrument gehalten wird.
68 ist eine Endschnittansicht, die den Plattenhalter aus 67 zeigt, der mit einer Platte in Eingriff steht.
69A ist eine Endschnittansicht einer alternativen Ausführungsform des Plattenhalters.
69B ist eine Endschnittansicht einer anderen alternativen Ausführungsform des Plattenhalters.
70 ist ein Plattenhalterinstrument mit einem versetzten und entfernbaren Handgriff.
71 ist eine perspektivische Draufsicht einer zweiten Ausführungsform einer einzelnen Halswirbel-Verriegelungsplatte mit einzelnen Verriegelungselementen zum Verriegeln jeder Knochenschraube.
72 ist eine perspektivische Draufsicht eines Gewinde-Verriegelungselements zur Verwendung mit der einzelnen Halswirbel-Verriegelungsplatte aus 71.
73 ist eine teilweise Seitenschnittansicht der Platte aus 71, entlang der Linie 73-73 gesehen, mit dem Verriegelungselement aus 72 in Position, um eine Knochenschraube zu halten, jedoch nicht vollständig befestigt.
74 ist eine perspektivische Draufsicht eines alternativen Verriegelungselements für die Verwendung mit einer ersten Modifikation der einzelnen Halswirbel-Verriegelungsplatte aus 71.
75 ist eine Seitenschnittansicht der ersten Modifikation der Platte aus 71 mit dem Verriegelungselement aus 74.
76 ist eine perspektivische Ansicht eines alternativen Verriegelungselements zur Verwendung mit der ersten Modifikation der Platte aus 71.
77 ist eine teilweise Seitenschnittansicht der ersten Modifikation der Platte aus 71 mit dem Verriegelungselement aus 76 in Position.
78 ist eine perspektivische Draufsicht eines anderen alternativen Verriegelungselements in der Form einer Niete zur Verwendung mit einer zweiten Modifikation der Verriegelungsplatte aus 71.
79 ist eine teilweise Seitenschnitt-Detailansicht der Platte aus 71, die zur Verwendung eines in Position gezeigten Verriegelungselement aus 78 modifiziert ist.
80 ist eine teilweise Schnittansicht einer Platte und einer Knochenschraube, wobei das Ende eines Werkzeugs zur Verwendung beim Einsetzen der Knochenschrauben und der Verriegelungskappen gezeigt ist.
81 ist eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform des Werkzeugs aus 80.
83 ist eine weitere Ausführungsform einer Halswirbelsäulen-Mehrfach-Verriegelungsplatte zur Verwendung beim Stabilisieren von mehrfachen Segmenten der Wirbelsäule.
Die 84A-84E sind verschiedene Ausführungsformen von Halswirbelsäulen-Mehrfach-Verriegelungsplatten zur Verwendung beim Stabilisieren eines einzelnen Segments der Wirbelsäule.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird in Verbindung mit der bevorzugten Ausführungsform des Plattensystems beschrieben, in welchem eine Mehrzahl von Knochenschrauben an Ort und Stelle mittels eines Verriegelungselements verriegelt werden. Dies wird als das Mehrfach-Verriegelungsplatten-System bezeichnet. Die Mehrfach-Verriegelungsplatten werden beschrieben, dann die Verriegelungselemente zum Verriegeln der Knochenschrauben an der Platte, dann die Knochenschrauben, die mit den Mehrfach-Verriegelungsplatten assoziiert sind, und letztendlich die Instrumentierung und das Verfahren des Installierens von Mehrfach-Verriegelungsplatten. Danach werden die Plattensysteme beschrieben, in welchen ein einzelnes Verriegelungselement eine einzelne Knochenschraube verriegelt. Dies wird als das Einzel-Verriegelungsplatten-System bezeichnet. Die Verriegelungselemente, die Knochenschrauben, die Instrumentation, und das Verfahren zur Installation, die mit der einzelnen Verriegelungsplatte assoziiert ist, werden dann diskutiert.
1. Mehrfach-Verriegelungsplatten-System
Die Ausführungsform der die anteriore Halswirbelsäule mehrfach verriegelnden Verriegelungsplatte 2 ist in den 1-5 dargestellt (hier als Beispiel zur Verwendung in einer zwei Ebenen-Fusion (drei benachbarte Wirbelkörper)). Die Platte 2 hat eine im Allgemeinen längliche Form, deren Außenlinie sich im Allgemeinen aufgrund der Anwesenheit von Flügeln oder lateralen Auskragungen 4 an den Ecken und in der Mitte der Seiten von der Platte 2 von rechteckig abhebt. Jeder Flügel 4 hat einen abgerundeten Außenrand und enthält jeweils ein kreisförmiges Knochenschrauben-Aufnahmeloch 6. Zwei zusätzliche zwischenliegende kreisförmige Knochenschrauben-Aufnahmelöcher 8 sind nach innen versetzt an den Seiten der Platte 2 angeordnet und auf der Längsmittellinie der Platte 2 zentriert. Die Flügel 4 geben der Platte 2 eine zusätzliche Festigkeit im Bereich, der jedes Knochenschrauben-Aufnahmeloch 6 umgibt. Es ist anerkannt, dass andere Formen für die Platte 2 eingesetzt werden können.
Die zwischenliegenden paarweisen Knochenschrauben-Aufnahmelöcher 8 sind für eine Verwendung bei einer zwei Ebenen (drei Wirbelkörper) Fusion. Die zwischenliegenden Knochenschrauben-Aufnahmelöcher 8 können für eine einzelne Ebene (zwei Wirbelkörper) Fusion weggelassen werden, oder zusätzliche zwischenliegende Knochenschrauben-Aufnahmelöcher 8 können hinzugefügt werden, wenn zusätzliche Ebenen fusioniert werden sollen.
Die Platte 2 ist ferner mit drei Verriegelungselement-Löchern 12 ausgestattet, von denen jedes in der bevorzugten Ausführungsform ein Innengewinde 3 aufweist und von einem oberflächlichen angesenkten Bereich 14 umgeben ist. Wie unten detaillierter beschrieben werden wird, werden in der bevorzugten Ausführungsform Knochenschrauben in die Knochenschrauben-Aufnahmelöcher eingesetzt und ein einzelnes vorinstalliertes Verriegelungselement, das mit jedem der Verriegelungselement-Löcher 12 assoziiert ist, verriegelt gleichzeitig eine Anzahl von Knochenschrauben 30 in Position.
Die Anzahl von paarweisen Knochenschraubenlöchern korrespondiert im Allgemeinen zu der Anzahl von Wirbelkörpern, die fusioniert werden sollen. Eine Platte für eine Ebenen-Fusion könnte allerdings ein einzelnes Verriegelungselementloch 12 aufweisen, während Platten zum Fusionieren von mehr als zwei Ebenen (drei Wirbelkörper) zusätzlich mittlere Verriegelungselementlöcher 12 aufweisen könnten, die zu den zusätzlichen Paaren von Knochenschraubenlöchern korrespondieren. In der in den 1-6 illustrierten Ausführungsform wird jedes Endverriegelungselement 20 drei Knochenschrauben 30 an Ort und Stelle verriegeln, während die Verriegelungsschraube 21 in dem mittleren Verriegelungsloch 12 zwei Knochenschrauben 30 an Ort und Stelle verriegelt. Wie in 7 dargestellt, kann ein mittleres Verriegelungselement 25 ebenfalls so konfiguriert sein, dass gleichzeitig vier Knochenschrauben 30 verriegelt werden.
Wie insbesondere in den 3, 4 und 5 dargestellt, ist die Platte 2 so geformt, dass ihre Bodenfläche 27 (die Fläche, welche im Kontakt mit den Wirbelkörpern sein wird) eine bikonkave Krümmung aufweist, sie also sowohl in der Längsebene (korrespondierend zu ihrer Länge) als auch in der Ebene quer dazu, korrespondierend zu ihrer Breite, konkav ist. Die konkave Krümmung in der Längsebene passt zu der genauen Form des anterioren Aspekts der Wirbelsäule mit in einer angemessenen Lordose ausgerichteten Wirbelkörpern. Diese Längskrümmung ist ein Bogen entlang des Umfangs von einem Kreis (hierin als der "Radius der Krümmung" bezeichnet) mit einem Radius von 15,0 cm bis 30,0 cm und insbesondere von 20,0-25,0 cm. Vom Ende aus gesehen in 4 weist die Platte 2 einen Radius der Krümmung von einem Kreis mit einem Radius von 15-25 mm auf, ist allerdings vorzugsweise 19-21 mm im Radius. Während die Platte 2 eine Dicke zwischen 2 bis 3 mm aufweisen kann, ist eine Dicke zwischen 2,25 und 2,5 mm bevorzugt.
Mit der Bodenfläche 27 der Platte 2 so konturiert, dass sie in der Lage ist, flach gegen die assoziierten Wirbelkörper anzuliegen, ist dieses in Kontrast zu konventionellen Platten, welche größere Radien der Krümmung haben, die die Wirbelkörper nur entlang der Längsmittellinie der Platte berühren, wodurch ein Seite-zu-Seite-Wackeln der Platte relativ zu den Wirbelkörpern ermöglicht wird. Die Kontur der Platte der vorliegenden Erfindung schafft einen effektiven Widerstand gegen das Wackeln der Platte 2 relativ zu den Wirbelkörpern um die Längsmittellinie der Platte, wodurch Spannungen an der Platte 2 und den Knochenschrauben 30 reduziert werden und verhindert wird, dass Weichgewebe unterhalb der Platte eingeklemmt wird.
Andere Vorteile, die durch die obige Krümmung erzeugt werden, sind, dass die Platte 2 enger zu der gegenüberliegenden Knochenfläche passt, dass die Platte 2 mit einem kleineren Abstand von der Wirbelsäule absteht, dass verhindert wird, dass Weichgewebe unter die Ränder der Platte 2 gleitet, wo es Gegenstand von Schädigungen sein kann, und dass der Winkel der Knochenschrauben 30, von der Seite aus senkrecht zur Platte gesehen, im Wesentlichen einen konvergierenden Winkel aufweisen wird, wenn diese installiert sind, womit der Wirbelkörper zwischen den Knochenschrauben 30 eingefangen wird, und damit die Platte an der Wirbelsäule fester verankert wird.
Wie in 5 dargestellt, weist die Bodenfläche 27 der Platte 2 vorzugsweise eine poröse, aufgeraute und/oder texturierte Oberflächenschicht auf und kann mit fusionsunterstützenden Substanzen (wie etwa knochenmorphogenetische Proteine) überzogen oder imprägniert sein oder diese enthalten, um das Wachstum von Knochen entlang der Unterseite der Platte 2 von Wirbelkörper zu Wirbelkörper zu unterstützen. Die texturierte Bodenfläche 27 schafft ebenfalls ein Medium für das Halten von fusionsunterstützenden Substanzen, mit welchen die Schicht der Bodenfläche 27 vor der Installation imprägniert sein kann. Der Bodenfläche 27 der Platte 2 kann die gewünschte poröse texturierte Form zum Beispiel durch Rauhstrahlen oder irgendeine andere konventionelle Technologie, wie etwa Ätzen, Plasmastrahlen, Sintern und Gießen, gegeben werden. Wenn die Bodenfläche 27 porös ausgebildet ist, weist sie eine Porosität oder eine Porengröße in der Größenordnung von 50-500 Mikrons und vorzugsweise von 100-300 Mikrons auf. Fusionsunterstützende Substanzen, mit welchen die poröse texturierte Bodenfläche 27 imprägniert sein kann, umfassen, sind allerdings nicht darauf beschränkt, knochenmorphogenetische Proteine, Hydroxyapatit oder Hydroxyapatittrikalziumphosphat. Die Platte 2 kann zumindest teilweise ein resorbierbares Material aufweisen, welches ferner mit dem Knochenwachstumsmaterial imprägniert sein kann, so dass die Platte 2 von dem Körper des Patienten resorbiert wird und das Knochenwachstumsmaterial aufgelöst wird, so dass es wie ein Zeit-Auflösemechanismus agiert. Mit der Platte 2 aus einem Material hergestellt, das resorbierbar ist, und mit knochenwachstumsunterstützendem Material anwesend, wird dem Wirbelkörper ermöglicht, in einer natürlicheren Art und Weise zu fusionieren, wenn die Platte progressiv weniger Last trägt, wodurch eine spätere Spannungsabschirmung der Wirbelsäule vermieden wird.
Wie ferner in den 4 und 5 dargestellt, weist zumindest das eine Ende der Platte 2 eine Aussparung 18 auf, die mit einer Kompressionsvorrichtung zusammenwirken kann, was später mit Bezugnahme auf die 36 und 38 detaillierter beschrieben wird.
6 ist eine Draufsicht der Platte 2 aus 1 mit Verriegelungselementen 20, 21, die in die Verriegelungselement-Aufnahmelöcher eingesetzt sind. In dieser Ausführungsform haben die Verriegelungselemente 20, 21 die Form von Schrauben, die mit dem Innengewinde 3 der Verriegelungslöcher 12 zusammenwirken. Jedes dieser Verriegelungselemente 20, 21 ist in seiner anfänglichen offenen Orientierung dargestellt, in der die Orientierung der Ausschnitte 22 im Kopf 23 von jedem Verriegelungselement 20, 21 so orientiert ist, dass es ein Einsetzen der Knochenschrauben 30 in benachbarten Knochenschrauben-Aufnahmelöcher 6, 8 ohne Wechselwirkung mit dem Kopf 23 des Verriegelungselementes 20, 21 ermöglicht. Es ist anerkannt, dass andere Konfigurationen des Kopfes 23 möglich sind, um ein Einsetzen der Knochenschraube in ein benachbartes Knochenschrauben-Aufnahmeloch ohne Wechselwirkung mit dem Kopf 23 zu ermöglichen.
8 ist eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform der Platte 2 aus den 1-5 und im Allgemeinen als Platte 120 bezeichnet. Die Platte 120 ist mit einem sich längs erstreckenden länglichen Schlitz 122 entlang ihrer Längsachse ausgestattet, welcher sich mit dem mittleren Verriegelungsloch 12 überschneidet. Der längliche Schlitz 122 ermöglicht eine zusätzliche Relativbewegung zwischen der Platte 120 und einem Kompressionsstab 54, der mit einem Kompressionswerkzeug während des Kompressionsvorgangs assoziiert ist, wie unten diskutiert werden wird.
Bezugnehmend auf die 14 und 15 ist eine alternative Ausführungsform einer Mehrfach-Verriegelungsplatte dargestellt, die durch die Ziffer 70 bezeichnet ist. Bei der Platte 70 ist eher als das Gewinde-Verriegelungsloch 12 eine zentrale Öffnung 200 zum Aufnehmen einer entfernbaren Niete 202 des in den 17-20 dargestellten Typs bereitgestellt. 15 ist eine Untersicht der Platte 70 aus 14. Die Kontur der Platte 70 ist die gleiche wie die der Platte 2, die in den 1-5 dargestellt ist. Die Niete 202 ist entfernbar und passt in die gewindelose Öffnung 200, die vergleichbar mit dem Verriegelungsloch 12 und dem Schlitz 122 ist, die oben beschrieben sind. Andere Ausführungsformen können eine Niete einsetzen, die nicht entfernbar ist, sondern als ein Teil der Platte 70 hergestellt ist, wie sie in den Endverriegelungslöchern 19 der 14 und 15 verwendet werden kann.
Bezugnehmend auf die 22 ist eine alternative Ausführungsform einer Mehrfach-Verriegelungsplatte dargestellt und im Allgemeinen mit der Ziffer 230 bezeichnet. Die Platte 230 verwendet zum Beispiel Gewindekappen, wie etwa die Kappe 300, die in den 9 und 23 dargestellt ist, für ein Verriegelungselement oder vorzugsweise eines mit Ausschnitten, wie beschrieben ist, mit einer Erscheinungsform in der Draufsicht wie etwa das Verriegelungselement in den 10-11. Das zentrale Verriegelungsloch 602 weist einen länglichen Schlitz 234 zum Bereitstellen einer verbesserten Kompressionsfähigkeit auf, wie ferner hierin diskutiert werden wird.
Bezugnehmend auf die 10-13 ist eine erste Ausführungsform eines Verriegelungselementes 20, 21, 25 in der Form von Verriegelungsschrauben zur Verwendung mit der Platte 2 dargestellt. 10 ist eine Draufsicht, welche den Kopf 23 des zentralen Verriegelungselementes 25 illustriert, das in 7 dargestellt ist. Der Schaft 46 des Verriegelungselementes 25 hat ein Gewinde 47, das zu dem Gewinde 3 innerhalb des assoziierten Verriegelungslochs 12 der Platte 2 passt. Wie in 21 dargestellt, weist jedes Segment 49 auf jeder Seite der Ausschnitte 22 des Verriegelungselements 21 eine Lagerfläche 48 auf, die an der unteren Fläche des Verriegelungselement-Kopfes 23 ausgebildet ist. Wie in 16 dargestellt, kann der Verriegelungselement-Kopf 23 mit zwei Schlitzen 42 zum Bereitstellen einer Flexibilität des Verriegelungselement-Kopfes 23 vorgesehen sein, um während der Halterungsaktion bei der Fähigkeit des Verriegelungselementes zu assistieren, über die Spitze des Knochenschraubenkopfes 32 zu gleiten, wenn das Verriegelungselement gedreht wird. Alternativ ist es anerkannt, dass die Lagerungsfläche gekrümmt, geneigt oder gefast sein kann. Die gekrümmten, geneigten oder gefasten Merkmale können ebenfalls mit den anderen Verriegelungselementen verwendet werden, die hierin beschrieben sind.
Bezugnehmend auf die 6 und 10-13 wird es anerkannt werden, dass, wenn die Verriegelungselemente 20, 21 im Uhrzeigersinn in Bezug auf die Ansicht der 6 gedreht werden, eine jeweilige Halterungsfläche 48 über die gekrümmte Kopffläche 39 eines jeweiligen Knochenschraubenkopfes 32 gleiten wird, um die assoziierten Knochenschrauben 30 und die Verriegelungselemente 20, 21 an Ort und Stelle formschlüssig zu verriegeln.
Alternativ kann, wie in 21 dargestellt, anstelle der Halterungsfläche 44 eine geneigte oder gefaste Fläche 44 verwendet werden, um die Kraft zu vergrößern, die an dem Knochenschraubenkopf 32 angelegt wird. Wenn verriegelt, würde das führende Ende des geneigten Bereichs des Verriegelungselements niedriger als die Erhebung des Knochenschraubenkopfs 32 sein, so dass mehr Kraft nötig ist, um das Verriegelungselement anzuheben und es zu lösen, als für das Verriegelungselement notwendig ist, um fest und verriegelt zu bleiben. Jedoch braucht der Verriegelungselement-Kopf 23 nicht Schlitze zu haben, gekrümmt zu sein oder eine geneigte Fläche zu haben, um das Verriegeln der Knochenschraube 30 an Ort und Stelle zu erzielen. Druck, Reibung, Presspassung oder andere Eingriffsmittel, die geeignet sind zum Verhindern, dass sich das Verriegelungselement von seiner verriegelten Position wegbewegt, können eingesetzt werden.
Die Niete 202, die in den 17-20 dargestellt ist, ist zur Verwendung in Assoziation mit der Platte 70 beabsichtigt, die in den 14-15 dargestellt ist, und ist im Detail im Querschnitt in den 19 und 20 gezeigt. Die Niete 202 weist einen Kopf 204, einen Schaft 206 und ein längliches Bodensegment 208 zum Zusammenpassen innerhalb der korrespondierenden Öffnung 200 in der Platte 70 auf. Die untere Fläche 210 des Kopfes 204 der Niete 202 hat eine irreguläre Fläche, welche gekrümmt sein kann, wie etwa am Boden des Verriegelungselements 20, 21, zum Eingriff in die Oberfläche 39 des Knochenschrauben-Kopfs 32. Zur Verwendung in den Endverriegelungslöchern 19 kann die obere Fläche des länglichen Bodensegments 208 eine irreguläre Fläche zum Zusammenwirken mit der irregulären Fläche des Bodens der Platte 70 aufweisen, um die Niete 202 in der verriegelten Position gegen den Knochenschrauben-Kopf 32 zu halten, wie in 15 dargestellt. Während die Niete aus 18 eine separate, entfernbare Komponente von der Platte ist, können Nieten und insbesondere solche zur Verwendung mit den Endverriegelungslöchern während des Herstellungsprozesses der Platte als Teil der Platte ausgebildet sein, und eine Niete kann nicht entfernbar sein.
Jede der obigen Ausführungsformen schafft ein enges Anbringen des Verriegelungselementes relativ zu der Knochenschraube 30 und einer entsprechenden Platte.
In der alternativen Ausführungsform der Mehrfach-Verriegelungsplatte 23 in 22 kann das Verriegelungselement in der Form einer Gewinde-Verriegelungskappe 300 sein, wie in 23 dargestellt. Die Gewinde-Verriegelungskappe 300 weist ein Gewinde 302 an ihrem äußeren Umfang korrespondierend zu dem Gewinde 303 an dem inneren Umfang der Verriegelungselement-Vertiefungen 304 in der Oberseite der Platte 230 aus 22 auf. Die Verriegelungskappe 300 ist relativ dünn, insbesondere verglichen mit ihrer Breite. Die Oberseite 305 der Verriegelungskappe 300 ist mit einem nichtkreisförmigen Durchgangsloch 306 zum Aufnehmen eines ähnlich konfigurierten Treibwerkzeugs ausgestattet.
Bezugnehmend auf die 28, 29 und 30 sind eine andere Ausführungsform der Mehrfach-Verriegelungsplatte, die im Allgemeinen durch die Ziffer 400 bezeichnet ist, und ein Verriegelungselement in der Form eines dünnen Verriegelungselementes 412 gezeigt. Die Platte 400 weist eine Öffnung in ihrer Oberfläche zum Einsetzen des dünnen Verriegelungselementes 412, eine Aussparung 402, die mit jedem der Knochenschrauben-Aufnahmelöcher 408 assoziiert ist, und einen Schlitz 410 in der Seitenwand der Knochenschrauben-Aufnahmelöcher 408 auf, um dem dünnen Verriegelungselement 412 zu ermöglichen, eine Reihe von dünnen Auskragungen oder Flügeln 414 aufzuweisen, die dünner als der Schlitz 410 sind, was diesem Verriegelungselement 412 ein Erscheinungsbild ähnlich dem eines Propellers verleiht. Das dünne Verriegelungselement 412 ist in der Lage, innerhalb der Platte rotiert zu werden, so dass es die Knochenschrauben-Löcher nicht abdeckt, womit dem dünnen Verriegelungselement 412 ermöglicht wird, vor der Installation der Knochenschrauben durch den Chirurgen vorinstalliert zu werden. Eine eingeschränkte Rotation des dünnen Verriegelungselementes 412 ermöglicht, dass die Flügel 414 sich durch den Schlitz 410 hindurch erstrecken und einen Bereich der Oberseite der assoziierten Knochenschraube 30 abdecken. Die Flügel 414 des dünnen Verriegelungselementes 412 sind flexibel und gleiten, wenn diese rotiert sind, über die Oberfläche 39 des Knochenschrauben-Kopfs 32, um die Knochenschraube 30 an Ort und Stelle zu verriegeln. Wie bei den anderen Ausführungsformen diskutiert, ist jede der Ausführungsformen des Verriegelungselements geeignet, mehr als eine Knochenschraube zu verriegeln. Es ist anerkannt, dass die verschiedenen Mehrfach-Verriegelungsplatten und Verriegelungselement-Kombinationen geeignet sind, nicht weniger als vier Knochenschrauben auf einmal zu verriegeln, allerdings genauso wirksam sind, eine geringere Anzahl oder überhaupt keine zu verriegeln, das heißt, sich selbst an der Platte zu sichern.
Es wird angemerkt, dass es eine Charakteristik von jeder der oben beschriebenen Verriegelungselement-Ausführungsformen ist, ein Treiber-Eingriffsmittel aufzuweisen, in diesen Fällen zum Beispiel eine Aussparung 24 so groß wie die Aussparung 34 in den Knochenschrauben 30, so dass das gleiche Werkzeug verwendet werden kann, um sowohl die Knochenschrauben 30 als auch die Verriegelungselemente zu drehen. Ebenfalls sind die Verriegelungselemente ausreichend steif und haben eine geeignete Masse, um in der Lage zu sein, ein Verriegeln auszuhalten, ohne zu brechen.
Alle gezeigten Beispiele der Mehrfach-Verriegelungselemente, die eine Anzahl von Ausschnittsbereichen aufweisen, haben einen Bogen mit einem Radius, der größer als der des Knochenschraubenkopfes ist. Außerdem ist der Kopf 23 jedes Verriegelungselements 20, 21 in seinem Zentrum mit einer nichtkreisförmigen Aussparung 24 versehen, wie etwa in 9 dargestellt, in welche ein geeignetes Manipulationswerkzeug eingreifen kann, wie etwa in den 40-42 dargestellt ist. In der in 9 gezeigten Ausführungsform des Kopfs 23 würde das assoziierte Werkzeug einen hexagonalen Kopf aufweisen, allerdings können, wie mit Bezug auf die 80 und 81 diskutiert ist, andere Formen von Aussparungen in dem Kopf 23 verwendet werden. Das Gewinde von jedem Verriegelungsloch 12 und jedem Verrieglungselement 20, 21 weist eine enge Toleranz auf, sodass sie zuverlässig ihre Orientierungen beibehalten werden, um ohne Beeinträchtigung ein Einsetzen der Knochenschrauben 30 in die Knochenschrauben-Aufnahmelöcher 6, 8 zu ermöglichen.
Es ist anerkannt, dass, während verschiedene Formen von Verriegelungselementen offenbart wurden, im Lichte der Lehre andere äquivalente Mittel für den Zweck des Verriegelns der Knochenschrauben 30 an Ort und Stelle verwendet werden können. In 83 ist eine alternative Mehrfach-Verriegelungsplatte 990 mit zusätzlichen zwischenliegenden Knochenschrauben-Aufnahmelöchern 980 und assoziierten Verriegelungselementen 960 zum Verriegeln der Knochenschrauben 30 an Ort und Stelle dargestellt. Die Platte 990 ermöglicht einen engeren Abstand und mehrere Paare von Knochenschraubenlöchern als die Anzahl von Wirbelkörpern, in die eingegriffen wird.
In den 84A-84E sind verschiedene Platten 700a-g dargestellt, die für die Fusion einer einzelnen Ebene verwendet werden. Jede dieser Platten 700a-g ist so gestaltet, dass sie ein Wirbelsegment bestehend aus einem Bandscheibenraum und zwei benachbarten Wirbelkörpern (enthaltend das Knochenimplantat) überspannen, und haben Knochenschrauben, die in das Ende der Wirbelkörper durch die Knochenschrauben-Aufnahmelöcher 6 hindurch eingesetzt sind, die mit den zwei benachbarten Wirbelkörpern assoziiert sind und dann an Ort und Stelle verriegelt sind. Wie in den 84A-84E dargestellt, können ein Verriegelungselement 710 oder zwei Verriegelungselemente verwendet werden, um vier Knochenschrauben an Ort und Stelle zu verriegeln. In den 84A-84B ist jede der Platten 700a-e mit den Verriegelungselementen in ihrer offenen Orientierung dargestellt, bevor diese rotiert werden, um die Knochenschrauben zu verriegeln.
Jede der oben beschriebenen Platten kann die gleiche allgemeine bikonkave Kontur aufweisen, wie sie bereits für das Zusammenpassen mit dem anterioren Aspekt der Wirbelsäule beschrieben wurde.
Die 24A und 24B bilden eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer Knochenschraube 30. 27 ist eine Draufsicht der Knochenschraube 30. Im Zentrum des Knochenschraubenkopfs 32 ist eine profilierte Aussparung, welche die gleiche Form wie die Aussparung 24 jedes Verriegelungselements 20, 21 aufweisen kann, in welchem Falle sie mit dem gleichen Werkzeug gedreht werden kann, wie das, das zum Drehen der Verriegelungselemente 20, 21 eingesetzt wird. Es ist anerkannt, dass der Treiber-Eingriffsbereich der Knochenschraube 30 geschlitzt und entweder männlich oder weiblich sein kann (wie dargestellt ist).
In der Ausführungsform der Knochenschraube 30, die in den 24A und 24B dargestellt ist, ist der Knochenschraubenkopf 32 gestuft, wobei der erste niedrigere Kopfbereich 35 benachbart zu dem Schraubenschaft 33 ist und einen kleineren Durchmesser als der obere Bereich des Knochenschraubenkopfs 32 aufweist. Wenn diese Ausführungsform der Knochenschraube 30 eingesetzt wird, weist jedes Knochenschrauben-Aufnahmeloch 6, 8 der Platte 2 einen eingesenkten Bereich 14 auf, der zu dem Durchmesser des oberen Bereichs des Knochenschraubenkopfs 32 passt und für einen Presssitz dimensioniert ist. Der untere Bereich 35 des Knochenschraubenkopfs 32 ist so dimensioniert, dass er einen Presssitz mit seinem assoziierten Bereich der Knochenschrauben-Aufnahmelöcher 6, 8 erzielt. Der obere Bereich des Knochenschraubenkopfs 32 mit dem größerem Durchmesser stellt sicher, dass die Knochenschraube 30 nicht vollständig durch die Knochenschrauben-Aufnahmelöcher 6, 8 der Platte 2 hindurch vorgeschoben werden kann. Die Knochenschraube 30 passiert vollständig die obere Fläche der Platte 2, ohne in die obere Fläche in irgendeiner Weise einzugreifen.
Wie in 44 dargestellt, passiert der Kopf 32 der Schraube 30 ungehindert die obere Fläche der Platte, bis die untere Fläche des vergrößerten Schraubenkopfs 32 in Eingriff mit der oberen Fläche des verjüngten Schraubenkopf-Aufnahmebereichs in der Mitte oder unterhalb der Mitte der Platte kommt. Dies wird als optimal betrachtet, um die größte Schraube-zu-Platte-Stabilität zu ermöglichen, sogar ohne die Verriegelung gegen alle Kräfte außer solchen, die zu dem Einsetzungspfad entgegengesetzt wirken, während weiterhin die größte Plattenfestigkeit neben dem Knochenschraubenkopf 23 bereitgestellt wird. Das heißt, da die Platte nur im Allgemeinen 2-3 mm dick ist, ist eine rein vertikale Umfangswand am besten in der Lage, die Bewegung einer Schraube einzuschränken, wenn der Kopf ähnlich konfiguriert ist und zwischen den beiden eine geringe Toleranz besteht. Ein Platzieren der Abstützung des Kopfes in der Nähe der mittleren Dicke der Platte ist bevorzugt, da es ermöglicht, dass der Kopf groß bleibt, um die Aussparung für den Treiber unterzubringen, ohne geschwächt zu sein, während ein Platzieren der Abstützung des Kopfes weg von der oberen Fläche der Platte ermöglicht, dass der Schraubenkopf tief in der Platte ist. Ein Platzieren der Abstützung des Kopfes bei in etwa der mittleren Dicke der Platte stellt sicher, dass viel von dem Plattenmaterial neben dem Kopf ist, um diesen abzustützen, während eine adäquate Kopflänge über und unter dem Kontaktpunkt bereitgestellt wird, um zu verhindern, dass der Kontaktpunkt wie ein Hebelpunkt durch Bereitstellen von adäquaten Hebelarmen fungiert, und um eine ungewollte Bewegung zu verhindern.
In der alternativen Ausführungsform der Knochenschraube 30', die in 25 dargestellt ist, ist der Knochenschraubenkopf 32' in Richtung von der Oberseite des Knochenschraubenkopfs 32' zur Schraubenspitze 36' hin spitz zulaufend. Wieder ist der Knochenschraubenkopf 32' so dimensioniert, dass er eine Presspassung in dem assoziierten Knochenschrauben-Aufnahmeloch 6, 8 erzielt, wenn die Knochenschraube 30' vollständig installiert wurde. Wenn diese Ausführungsform der Knochenschraube 30' eingesetzt wird, brauchen die Knochenschrauben-Aufnahmelöcher 6, 8 nicht mit einem angesenkten Bereich 4 ausgestattet zu sein.
In jeder der obigen Ausführungsformen der Knochenschrauben präsentieren die Knochenschrauben 30 und 30' eine einzigartige Kombination eines spitz zulaufenden Schraubenschafts 33 und eines spiralförmigen Gewindes 31. Der Durchmesser des Schraubenschafts 33 wird im Allgemeinen von einem distalen Bereich des Schafts in der Nähe der Schraubenspitze 36 in Richtung des proximalen Bereichs des Schafts in der Nähe des Schraubenkopfs 32 größer. In der bevorzugten Ausführungsform ist die Rate der Vergrößerung im Durchmesser in der Nähe des Knochenschraubenkopfs 32 ebenfalls größer. Eine derartige Form verhindert Spannungsstufen und stellt eine erhöhte Festigkeit an dem Schraube-Platte-Verbindungsbereich bereit, wo er am meisten benötigt wird. Das Spitzzulaufen des Schraubenschafts 33 kann eine konkave Form aufweisen, wie in 24A dargestellt ist, oder kann linear sein. Der distale Bereich des Schraubenschafts 33 kann einen konstanten Durchmesser annehmen.
Wieder bezugnehmend auf die 24A und 24B, weist das Gewinde 31 der Knochenschraube 30 einen im Wesentlichen konstanten äußeren oder Scheiteldurchmesser „d" von dem proximalen Bereich des Schafts unterhalb des Knochenschraubenkopfs 32 zu dem distalen Bereich des Schafts in der Nähe der Knochenschraubenspitze 36 hin auf. In der Schraubenspitze 36 kann der Scheiteldurchmesser des Gewindes 31 für vorzugsweise einen oder zwei Umdrehungen reduziert sein, um das Einsetzen und Eindringen der Knochenschraube 30 in die Knochen zu erleichtern.
In der bevorzugten Ausführungsform weist das Gewinde 31 jeder Knochenschraube 30 einen äußeren Durchmesser auf, der etwas kleiner als der Durchmesser des untersten Bereichs 35 des Knochenschrauben-Kopfs 32 ist, welcher benachbart zu dem nachlaufenden oder oberen Ende des assoziierten Gewindes 31 ist. Zusätzlich ist das Gewinde 31 in Richtung der Längsachse der Schraube relativ dünn und nach außen zugespitzt und weist einen dreieckigen Querschnitt auf.
Ein Beispiel für die Dimensionen einer Knochenschraube zur Verwendung in einem chirurgischen Eingriff an einer menschlichen anterioren Halswirbelsäule zum Einsetzen in den Wirbelkörper ist wie folgt: Der Gewindebereich dieser Schraube hat eine Länge von etwa 10 mm bis etwa 22 mm (12-18 mm bevorzugt) und eine Kopflänge von etwa 1 mm bis etwa 3 mm (2-2,5 mm bevorzugt). Der Gewindebereich sollte einen maximalen Außendurchmesser von etwa 3,6 mm bis etwa 5,2 mm (3,8-4,5 mm bevorzugt) haben, und der Kopf weist einen Durchmesser von etwa 3,8 mm bis etwa 6 mm (4-5,5 mm bevorzugt) auf. Die Gewindesteigung ist von etwa 1,25 bis 2,5 mm (1,5-2 mm bevorzugt) und weist ein scharfes und dünnes Gewindeprofil auf. Der Scheitelpunkt der beiden Flächen des Gewindes weist einen Winkel von weniger als etwa 21 Grad (15 Grad bevorzugt) auf, und die Basis des Gewindes ist weniger als etwa 0,60 mm dick (0,25 mm-0,35 mm bevorzugt). Die Schraube hat einen Basisdurchmesser, der von proximal oberhalb der Spitze des Schafts entlang der Längsachse zu proximal unterhalb des Kopfbereichs der Schraube ansteigt. Vorzugsweise ist die Spitze der Schraubenspitze mit zumindest einem ausgeschnittenen Abschnitt gerillt, um die Schraube selbstschneidend zu machen.
Obwohl das Gewinde 31 der Knochenschraube 30 ein dünnes Profil aufweist, wird das Gewinde nichtsdestoweniger fester als der Knochen sein, in welchen es eingeführt wird, so dass dieses Gewinde effizient eine dünne spiralförmige Kerbe in das Knochengewebe schneiden wird. Das Volumen des Knochens, das durch die Dicke des Gewindes verdrängt wird, ist aufgrund der dünnen Form des Gewindes minimiert, wobei sogar der wesentliche Scheiteldurchmesser des Schraubengewindes den Oberflächenbereich des Gewindes im Kontakt mit dem Knochen maximiert. Während ein Vergrößern des Durchmessers des Schraubenschafts 33 in der Nähe des Knochenschrauben-Kopfs 32 dessen Festigkeit vergrößert, wo es notwendig ist, ermöglicht ein Reduzieren des Durchmessers des Schraubenschafts 33 von dem Knochenschrauben-Kopf 32 weg, wo eine derartige Festigkeit nicht erforderlich ist, einen maximalen Eingriffsbereich für das Gewinde 31 in den Knochen.
In der bevorzugten Ausführungsform, wie in den 24A und 26 dargestellt, ist die Knochenschraubenspitze 36 mit Schneid-Rillen 38 ausgestattet, um die Knochenschraube 30 selbstschneidend zu machen. Anders als die Knochenschrauben im Stand der Technik, die für einen chirurgischen Eingriff an der anterioren Halswirbelsäule eingesetzt werden, welche nicht selbstschneidend sind, ist die Gewindeform selbst eher wie ein Gewindebohrer als eine konventionelle Schraube dadurch, dass das Gewinde sehr scharf und gerillt ist. Zusätzliche Ausführungsformen der Knochenschrauben 30 sind in den 53-55 dargestellt.
Als Beispiele sind Platten zum Fusionieren von drei benachbarten Wirbelkörpern (2 Zwischenräume oder zwei Spinalsegmente) dargestellt. Jeder Satz der Knochenschrauben-Aufnahmelöcher, der mit einem Wirbelkörper assoziiert ist, wird als ein Segment der Platte betrachtet, so dass zum Beispiel in 1 drei Segmente dargestellt sind, ein oberes, ein mittleres und ein unteres Segment. Während die aktuelle Diskussion im Zusammenhang mit den Platten zur Verwendung beim Fusionieren von drei Wirbelkörpern über zwei Zwischenräume hinweg steht, versteht es sich, dass längere und kürzere Platten mit der entsprechenden Anzahl und Anordnung von Knochenschrauben-Aufnahmelöchern korrespondierend zu der Anzahl der Wirbelkörper, die fusioniert werden sollen, in Erwägung gezogen sind und die Form der Platten annehmen würden, die mit weniger oder mehr zwischenliegenden Segmenten dargestellt sind, wie etwa dem Segment entlang der Linie 9 aus 1 oder den zwischenliegenden Segmenten der Platten, die in den 82-84F dargestellt sind.
Bezugnehmend auf die 31-42 wird ein Überblick über die Schritte des Verfahrens zum Installieren der Platten gemäß der vorliegenden Erfindung unten fortgesetzt. Eine detaillierte Beschreibung der Instrumentation und des Verfahrens zum Installieren der Platten gemäß der vorliegenden Erfindung folgt dem Überblick.
Schritt 1
Nachdem die Zwischenkörperfusionen abgeschlossen sind, entfernt der Chirurg irgendwelche Knochensporen oder lokalisierte Irregularitäten entlang der Vorderseite der Wirbelsäule in dem Bereich, der fusioniert werden soll.
Schritt 2
Die Platte mit korrekter Länge wird von dem Chirurgen durch Messen des Abstands auf der Wirbelsäule mittels Messschieber, Maßstab, einer Schablone oder dergleichen ausgewählt. Diese Platte weist eine Länge auf, die ausreichend ist, um den Abstand der Wirbelsäule, der fusioniert werden soll, zu überspannen und insbesondere einen Bereich von jedem der End-Wirbelkörper zu überlappen, die fusioniert werden sollen.
Schritt 3
Verwenden eines Plattenhalters, wobei die Platte in der Wunde platziert und positioniert wird, um zu dem Positionieren, der Länge und der Schraubenlöcherausrichtung relativ zu den Segmenten der Wirbelsäule zu passen, die fusioniert werden sollen.
Schritt 4
Wie in 31 dargestellt, kann mit der derart positionierten und sicher gehaltenen Platte die Platte an jeden der Wirbelkörper angebracht werden, die fusioniert werden sollen (nur als Beispiel, hier als der oberste Wirbelkörper dargestellt).
Unterschritt 4A
Der Führungs- (Ausrichtung) Lochstempel 60 wird an der Platte 2 wie in 32 angebracht, oder alternativ kann die nichtbevorzugte Bohrerführung aus 37 verwendet werden. In jedem Falle ist das führungslochbildende Mittel fest zu der Plattenwand des Knochenschrauben-Aufnahmelochs ausgerichtet und gehalten.
Unterschritt 4B
Das Führungsloch wird dann durch Zusammenpressen des Führungslochstempels aus 32 oder durch Bohren mit dem Bohrer aus 37 ausgebildet. In der nichtbevorzugten Alternative kann die Ausbildung des Führungslochs ohne all dieses bewerkstelligt werden, und die ausgewählte richtige Schraube, die eine Länge aufweist, die entlang ihres Pfades geringer als der Abstand zu dem posterioren Wirbelkörper-Cortex ist, kann direkt eingesetzt werden.
Die Bestimmung der geeigneten Schraubenlänge wird durch Messen oder Schablonieren von Röntgen-, MRT- oder CT-Aufnahmen gemacht oder direkt durch Messen der Tiefe des Bandscheibenraums bestimmt.
Schritt 5
Die richtige Schraube wird dann an dem Schraubendreher angebracht, welcher unabhängig von der spezifischen Form des Schraubendrehereingriffsmittels so gestaltet ist, dass er eine Presspassung aufweist, so dass die Schraube während des Transports zu der Einsetzstelle fest mit dem Dreher verbunden ist. Die 41, 42, 63, 64, 80 und 81 zeigen verschiedene Wege zum Erzielen einer derartigen Passung des Schraubendrehers und der Schraube. Zusätzlich zu einer Keilverbindung an der Schrauben-Schraubendreher-Schnittstelle sind Clips und Federn und andere Mittele zum temporären und reversiblen Sichern der Schraube an dem Schraubendreher gut bekannt, wie etwa in 80 dargestellt ist, in der eine geschlitzte, nach innen federnde Hülse eine Gewindekappe am Umfang hält, bis sie, wenn sie in die Platte geschraubt wird, automatisch zurückgedrückt wird und die Gewindekappe freigibt.
Sobald eine erste Knochenschraube vollständig in einen Wirbelkörper durch die Platte hindurch eingesetzt ist, ist es bevorzugt, die andere des Querpaares in der durch 33 bereits gezeigten Art und Weise einzusetzen.
In einer ähnlichen Art und Weise ist es möglich, die verbleibenden Knochenschrauben je nach den Vorlieben des Chirurgen in jeden der Wirbelkörper, der in die Fusion einbezogen wird, nur in die Endwirbelkörper des Fusionskonstruktes einzusetzen oder alternativ Schrauben in die Fusionsimplantate zu platzieren.
Jedoch ist es, wie in den 33, 34, 38 und 39 dargestellt, nach Meinung des Chirurgen möglich, irgendeinen Bereich oder alle des Fusionskonstruktes unter Druck zu platzieren und dieses intersegmentiell oder quer zur gesamten Länge des Fusionskonstruktes zu tun, sogar wenn dieses multi-segmentiert ist.
Es ist anerkannt, dass den gleichen Vorgang im Allgemeinen für irgendeines der in dieser Beschreibung offenbarten Plattensysteme eingesetzt werden kann.
Wie in 31 dargestellt, sind die Wirbelkörper 50a-c durch Fusions-Implantatblocks 51 voneinander separiert, welche vorher in den Bandscheibenraum zwischen benachbarten Wirbelkörpern 50 installiert wurden, und bilden ein Fusions-Knochenimplantat-Konstrukt. Die Platte 2 ist in 31 mit entfernten Verriegelungselementen 20, 21 dargestellt, um die Illustration zu vereinfachen. Es versteht sich, dass jedoch in der bevorzugten Ausführungsform die Verriegelungselemente 20, 21 in die Positionen, die in 6 dargestellt sind, vor dem Positionieren der Platte 2 über den Wirbelkörpern der Wirbel 50 vorinstalliert sein können und vorzugsweise sind, wodurch dem Chirurgen Zeit und Mühe erspart wird.
Die Platte 2 kann durch irgendein bekanntes Platten-Haltemittel gehalten werden, allerdings vorzugsweise durch die Haltewerkzeuge, die in den 45, 46 oder 70 dargestellt sind, durch die Kerben 142 in den Seiten der Kompressionsarme 104, 130 eines Wirbel-Druckwerkzeuges 100, das in 39 dargestellt ist, oder als eine weitere Alternative durch den einheitlichen Plattenhalter, der ähnlich zu dem Design in 70 ist.
Wie in 45 gezeigt, weist der Plattenhalter 870 ein hohles röhrenförmiges Gehäuse 872 mit einer zentralen Stange 874 auf, die an dem einen Ende ein Gewinde 878 zum Eingriff in eines der Gewindeverriegelungslöcher 12 in der Platte 2 hat. Das untere Ende des Gehäuses 872 hat Auskragungen 880, 882, die sich nach außen erstrecken und dann nach unten, um in die Knochenschrauben-Aufnahmelöcher 8 der Platte 2 zu passen und zu verhindern, dass das Gehäuse 872 rotiert. Die zentrale Stange 874 ist in dem Gehäuse 872 derart angeordnet, dass sie durch Rotieren eines Handgriffs (nicht dargestellt) rotiert werden kann, welcher an dem oberen Ende der zentralen Stange 874 fixiert ist.
In 46 ist eine alternative Ausführungsform des Plattenhalters 890 dargestellt. Ein einzelnes solides Element 890 hat eine Gewinde-Auskragung 894 an ihrem unteren Ende zum Anbringen an dem mittleren Gewindeverriegelungsloch 12 in der Platte. Die untere Fläche des Halters 890 dieser Ausführungsform ist so konturiert, dass sie zu der Kontur der Oberfläche der Platte benachbart zu dem Verriegelungsloch 12 passt und ist als eine Vertiefung 14 dargestellt.
Bezugnehmend auf die 67-68 ist eine Ausführungsform eines Plattenhalters zum Halten jeder der Platten, wenn sie an den Wirbeln positioniert werden, dargestellt und im Allgemeinen durch die Ziffer 800 bezeichnet. Der Plattenhalter 800 weist ein hohles röhrenförmiges Gehäuse 802 mit einer zentralen Stange 804 auf, die an dem einen Ende einen Handgriff 806 und an ihrem anderen Ende ein Gewinde 808 für den Eingriff in eines der Gewindeverriegelungslöcher 12 in der Platte 600 hat. Das untere Ende des Gehäuses 802 weist Auskragungen 810, 812 auf, die sich nach außen erstrecken und dann nach unten 814, 816, um entlang des Seitenrandes der Platte 2 zwischen das Ende und die zwischenliegenden Flügel 4 zu passen und zu verhindern, dass das Gehäuse 802 rotiert. Die zentrale Stange 804 ist in dem Gehäuse 802 derart angeordnet, dass sie durch Rotieren des Handgriffs 806 rotiert werden kann, welcher an dem oberen Ende der zentralen Stange 804 fixiert ist. Diese zentrale Stange 804 kann auch an dem Gehäuse 802 derart angebracht werden, dass sie sich in gewissem Maße durch irgendeine Anzahl von herkömmlichen Art und Weisen auf und ab bewegen kann, wie etwa dadurch, dass die zentrale Stange 804 eine ringförmige Vertiefung mit einer Länge von etwa 3-5 mm und eine Stellschraube hat, die von dem Gehäuse nach innen vorsteht, um in die zentrale Stange 804 einzugreifen. Sobald die Platte 600 an der richtigen Stelle ist und die Platte an einem der Wirbel mittels Knochenschrauben 80 angebracht ist, wird die zentrale Stange 804 von der Öffnung in der Platte 600 getrennt, und der Halter 800 wird entfernt.
69A ist eine alternative Ausführungsform des Plattenhalters 850. Ein einzelnes festes Element 852 weist an seinem unteren Ende eine Gewindeauskragung 854 zum Anbringen in dem zentralen Gewindeverriegelungsloch 12 in der Platte auf. Das feste Element 852 könnte auch in ein Knochenschrauben-Aufnahmeloch 6 eingeschraubt werden. Die Bodenfläche des Halters 850 dieser Ausführungsform ist derart konturiert, dass sie mit den Konturen der oberen Fläche der Platte benachbart zu dem Verriegelungsloch 12 zusammenpasst, das als eine Vertiefung 14 dargestellt ist.
69B ist eine andere Ausführungsform des Plattenhalters 850'. Ein Gehäuse 851' mit einem Ende 853', das derart konfiguriert ist, dass es in ein Knochenschrauben-Aufnahmeloch 6 eingreift, nimmt eine Stange 855' mit einem ungleichmäßigen Durchmesser und einem Gewindeabschnitt 857' auf. Wenn die Stange 855' durch einen Handgriff ähnlich dem Handgriff 806 aus 68 rotiert wird, schraubt sich die Stange 855' nach unten in das Gehäuse 851' in die passenden Gewinde 858'. Wenn das Ende der Stange 855' nach unten getrieben wird, spreizt es Abschnitte 859a' und 859b' (859c' und 859d' sind nicht dargestellt) und klemmt den Plattenhalter 850' in ein Knochenschrauben-Aufnahmeloch der Platte. Der Plattenhalter 850' wird am besten mit Knochenschrauben-Aufnahmelöchern ohne Gewinde verwendet, funktioniert jedoch für alle Arten von Knochenschrauben-Aufnahmelöchern.
Bezugnehmend auf 70 ist eine alternative Ausführungsform des durch die Ziffer 800' bezeichneten Plattenhalters dargestellt, in welcher ein entfernbarer Handgriff 860 vorgesehen ist, der zunächst zum Anbringen des Plattenhalters 800' an die Platte durch Rotieren des Schaftes 804 und dann zum Weghalten des Plattenhalters 800' zu der Seite durch eine Verlängerung 864 während des Anbringungsvorgangs verwendet wird, was die Wechselwirkung des Plattenhalters 800 mit dem chirurgischen Eingriff reduziert.
Bezugnehmend auf 38 ist ein Kompressionswerkzeug 100 mit einer Zahnstange 102 dargestellt, die einen ersten Kompressionsarm 104 an ihrem freien Ende befestigt hat. Der Kompressionsarm 104 weist an seinem distalen Ende eine Bohrung 106 zum entfernbaren Halten von entweder einem Platten-Eingriffselement 108, das in 36 dargestellt ist, und einen Haken 110 an einem Ende zum Eingriff in eine Vertiefung oder Kerbe 18 in dem Ende der Platte 2 auf, oder zum entfernbaren Halten eines Kompressionsstabes 54, der in den 33-34 dargestellt ist. Wie in 36 dargestellt, weist das Platten-Eingriffelement 108 einen Schaft 112, der in die korrespondierende Bohrung 106 des Kompressionsarms 104 eingesetzt wird, und einen Flansch 115 zum Abstützen gegen die Bodenfläche der Bohrung 106 auf, um genau die Einsetztiefe des Platten-Eingriffselements 108 in der Bohrung 106 zu begrenzen. Eine Ringfeder 128, vorzugsweise aus Metall, ist in einer kreisförmigen Vertiefung des Schafts 112 zum Halten des Platten-Eingriffselements 108 in der Bohrung 106 angeordnet.
Bezugnehmend auf die 38-39 weist das Kompressionswerkzeug 100 einen zweiten bewegbaren Kompressionsarm 130 auf, der entlang der Zahnstange 102 parallel zum ersten Kompressionsarm 104 bewegbar ist. Das distale Ende des zweiten Kompressionsarms 130 weist ebenfalls eine Bohrung 132 auf, die gleich der Bohrung 106 ist und die einen entfernbaren Stab 134 aufnehmen kann. Die Bohrungen 106 und 132 sind gleich, so dass jeder Kompressionsarm 104, 130 verwendet werden kann, um den entfernbaren Stab 134 zu halten, was dem Kompressionswerkzeug 100 ermöglicht, in irgendeiner Orientierung verwendet zu werden. Dadurch, dass dem Platten-Eingriffselement 108 und dem Kompressionsstab 54 ermöglicht wird, sich in den Bohrungen 106, 132 der beiden Kompressionsarme 104, 130 sowohl zu drehen als auch zu gleiten, und der Platten-Eingriffshaken 110 in der Lage ist, sogar in einem Winkel zu der Platte zu arbeiten, wird der Vorrichtung ermöglicht, mittels des Kompressionsstabs 54 und der Platte leicht an der Wirbelsäule anbringbar zu sein.
Der Kompressionsarm 130 weist eine Antriebsanordnung mit einem Zahnrad (nicht sichtbar) auf, welches mit der Zahnstange 138 der Stab-Zahnstange 102 im Eingriff ist und mit dem Kompressionsarm 130 derart verbunden ist, dass der Kompressionsarm 130 entlang der Länge der Zahnstange 102 über die Rotation des Handgriffs 140 bewegbar ist, welcher mit dem Zahnrad verbunden ist. Wenn der Handgriff 140 in Richtung des in 38 dargestellten Pfeils gedreht wird, bewegt sich der Kompressionsarm 130 in Richtung des Kompressionsarms 104. Die Antriebsanordnung weist einen Selbstverriegelungs-Lösemechanismus auf, wodurch die Bewegung der beiden Kompressionsarme 104, 130 voneinander weg ohne die Betätigung der Freigabe verhindert wird. An dem innenliegenden distalen Ende jedes Kompressionsarms ist an gegenüberliegenden Seiten eine Kerbe 142 oder Aussparung zum Halten der Platte 2 entlang ihrer Seiten zwischen den zentralen Flügeln 4 und den Endflügeln 4, wie in 37 dargestellt ist.
Während die Zahnstange 102 und die Kompressionsarme 104, 130 als gerade beschrieben wurden, ist es möglich, dass die Zahnstange 102 und die Kompressionsarme 104, 130 gebogen oder anderweitig geformt sind, um eine Lordose in den Wirbelkörpern zu induzieren, wenn es so gewünscht ist.
Wie in 31 dargestellt, werden in dem Falle, dass das Kompressionswerkzeug 100 verwendet wird, um die Platte 2 zu halten, die Enden 144 der Kompressionsarme 104, 130 in einer Linie mit dem Fusions-Implantatskonstrukt 51 angeordnet sein, welches in dem Bandscheibenraum platziert wurde, wenn die Platte 2 genau positioniert ist. Zwischen der Platte 2 und jedem Fusions-Implantatskonstrukts 51 wird eine Lücke existieren, die einen Raum schafft, um die freien Enden der Arme 104, 130 aufzunehmen, sollten diese sich über die Bodenfläche der Platte 2 hinaus erstrecken. Wie unten beschrieben werden wird, kann das gleiche Kompressionswerkzeug 100 ebenfalls zum Zusammendrücken einer Mehrzahl von Halswirbelsäulen-Wirbelkörpern, zwischen denen Knochenimplantate angeordnet sind, während des Anbringens der Platte 2 an dem Wirbelkörper 50 verwendet werden.
Bezugnehmend auf 31 wird die Platte 2 durch einen geeigneten Halter gehalten, in diesem Fall als die Kompressionsarme 104 und 130 dargestellt. Sobald die Platte 2 mit angemessener Länge genau positioniert wurde, so dass die Knochenschraubenaufnahmelöcher 6 zu den jeweiligen Wirbelkörpern 50a-c ausgerichtet sind, die fusioniert werden sollen, ist der nächste Schritt die Ausbildung der Knochenschrauben-Aufnahmelöcher 6 vor der Installation der Knochenschrauben 30 selbst in dem Wirbelkörper 50a. Während der Vorgang so beschrieben wurde, dass zunächst die Platte 2 an dem oberen Wirbelkörper 50a angebracht wird, kann die Platte 2 an jedem der Wirbelkörper in irgendeiner Reihenfolge angebracht werden. Platten mit unterschiedlicher Größe werden verwendet, so dass, wie oben indiziert, der Arzt die Platte mit der angemessenen Größe auswählen wird, bei welcher die Knochenschrauben-Aufnahmelöcher 6, 8 zu den drei benachbarten Wirbelkörpern 50a, 50b und 50c ausgerichtet sind. Führungslöcher werden durch eine führungslochbildende Vorrichtung 60 gebildet, die in den 31 und 32 dargestellt ist. Im Gegensatz zum Stand der Technik und den Schrauben-Plattierungssystemen können die Knochenschrauben 30 eingesetzt werden, ohne vorher ein Loch in dem Wirbelkörper auszubilden, da die Knochenschrauben 30 vorzugsweise scharf zugespitzt und selbstschneidend sind und an ihrer Spitze einen abnehmenden Hauptdurchmesser aufweisen, um das Eintreten und Hineinziehen der Schrauben in den Knochen zu unterstützen. Während ein Loch in den Knochen des Wirbelkörpers vor dem Schraubeneinsetzen ausgebildet sein kann, ist es allerdings bevorzugt, dass das Loch einen kleineren Durchmesser als den Fußdurchmesser der Schraube aufweist und für einen anderen Zweck als im Stand der Technik ist. Im Stand der Technik muss das gebohrte Loch einen Durchmesser haben, der gleich, aber vorzugsweise größer als der (kleinere) Fußdurchmesser der Schraube ist, da die Schrauben nicht selbstschneidend sind. Es ist wünschenswert, Führungslöcher zu erzeugen, um sicherzustellen, dass ein genauer Pfad für die Knochenschrauben 30 beibehalten wird, und um auch zu verhindern, dass Schäden an dem Wirbelkörperknochen während des Einsetzens der Knochenschrauben 30 entstehen. Zusätzlich erzeugt die führungslochbildende Vorrichtung 60 eine kompaktere Wirbelkörper-Knochenmasse zum Aufnehmen der selbstschneidenden Knochenschraube 30, die bei diesem Einsetzen verwendet wird.
Wie in den 31 und 32 dargestellt, weist die führungslochbildende Vorrichtung 60 ein hohles zylindrisches Gehäuse 62 mit einem Boden auf, der mit einem Durchgangsloch 63 versehen ist. Das Gehäuse 62 enthält einen zentralen Schaft 64, welcher sich durch das Durchgangsloch 63 in den Boden des Gehäuses 62 erstreckt. Das Führungsende 66 des Schafts 64 läuft graduell in eine scharfe Spitze 65 spitz zu. Der Schaft 64 ist mit einem Ringelement 73 ausgestattet, das einen Durchmesser aufweist, welcher eng zu dem Innendurchmesser des Gehäuses 62 korrespondiert, um die Bewegung des Schafts 64 innerhalb des Gehäuses 62 zu führen. Eine Druckfeder 67 ist zwischen dem Ringelement 73 und dem Boden des Gehäuses 62 angeordnet. Die Kompressionsfeder 67 schafft eine Vorspannkraft, welche normalerweise die scharfe Spitze 65 in eine zurückgezogene Position innerhalb des Gehäuses 62 drängt. Das obere Ende des Schafts 64 hat einen vergrößerten Kopf 68, der sich außerhalb des Gehäuses 62 erstreckt und welcher beabsichtigt ist, manuell gedrückt oder durch ein Schlaginstrument getroffen zu werden, um die scharfe Spitze 65 aus dem Gehäuse 62 heraus und in den Wirbelkörper 50a zu treiben. Der Schaft 64 hat eine Länge, die die Länge der Feder 67 berücksichtigt, die diese haben wird, wenn sie vollständig zusammengedrückt ist, um die maximale Tiefe des Führungslochs zu bestimmen, das in dem Wirbelkörper ausgebildet wird. Die Tiefe wird ausgewählt, um sicherzustellen, dass das Führungsloch nicht den posterioren Cortex des Wirbelkörpers erreicht, welcher den Spinalkanal abgrenzt.
Bestimmte strukturelle Merkmale der lochbildenden Vorrichtung 60 sind detaillierter in 32 dargestellt. Insbesondere kann gesehen werden, dass das untere Ende des Gehäuses 62 einen vorstehenden Bereich 69 aufweist, der so dimensioniert ist, dass er präzise in ein Knochenschrauben-Aufnahmeloch 6 oder 8 der Platte 2 passt. Der Boden 71 des vorstehenden Bereichs 69 ist flach in einer Ebene senkrecht zur Achse des Gehäuses 62. Wenn der vorstehende Bereich 69 des Gehäuses 62 angenehm in ein Knochenschrauben-Aufnahmeloch 6, 8 eingesetzt ist und der flache Boden 71 glatt gegen die obere Fläche der Platte 2 platziert ist, ist sichergestellt, dass das Führungsende 66 des Schaftes 64 ein Führungsloch in dem Wirbelkörperknochen ausbilden wird, das eine Achse senkrecht zur Ebene des assoziierten Bereichs der Platte 2 hat, wodurch sichergestellt wird, dass die Knochenschraube 30 anschließend so installiert wird, dass ihre Achse ebenfalls senkrecht zur Ebene ist, welche parallel zu der oberen und unteren Fläche des assoziierten Bereichs der Platte 2 ist.
Wenn eine Platte verwendet wird, welche ein Gewinde-Knochenschrauben-Aufnahmeloch aufweist, wird das untere Ende der führungslochbildenden Vorrichtung 60 derart eingeschraubt, dass sie in das Gewinde des Knochenschrauben-Aufnahmelochs 6, 8 eingreift, wodurch die Platte und die führungslochbildende Vorrichtung aneinander befestigt werden, was eine stabile Passung zwischen der führungslochbildenden Vorrichtung und der Platte 2 sicherstellt. Es wird angemerkt, dass der Durchmesser des Führungsendes 66 des Schafts 64 klein ist, da er in den geringen Raum passen muss, der zwischen der Innenwand der führungslochbildenden Vorrichtung bleibt. Da es nur ein Führungsloch für eine selbstschneidende Knochenschraube 30 ist, das ausgebildet wird, ist der kleine Durchmesser befriedigend.
Bezugnehmend auf 37 kann, wenn es aus irgendeinem Grund gewünscht sein sollte, das Führungsloch in dem Wirbelkörper 50 eher durch Bohren als durch die Verwendung der führungslochbildenden Vorrichtung 60 auszubilden, eine Bohrerführung 80 verwendet werden, die ein unteres Ende aufweist, wie in 37 gezeigt ist. Die Bohrerführung 80 besteht aus einem röhrenförmigen Element 82 und einem unteren Ende 84 mit kleinem Durchmesser, welches dimensioniert ist, um eine präzise Presspassung in dem assoziierten Knochenschrauben-Aufnahmeloch 6, 8 der Platte 2 zu erzielen. Entlang dem unteren Ende 84 mit kleinem Durchmesser weist die Bohrerführung 80 eine axiale Endfläche in einer Ebene senkrecht zur Längsachse der Bohrerführung 80 auf, so dass, wenn der Bereich 84 mit kleinem Durchmesser in das Knochenschrauben-Aufnahmeloch 6 eingepasst wird und die Fläche, die den Bereich 84 mit kleinem Durchmesser umgibt, flach gegen die obere Fläche der Platte 2 anliegt, die Achse der Bohrerführungsbohrung 86 in der Bohrerführung 80 präzise senkrecht zur oberen und unteren Fläche des assoziierten Bereichs der Platte 2 sein wird. Wie in dem oben beschriebenen Fall kann das untere Ende der Bohrerführung 80 ein Gewinde aufweisen, um mit der Gewindeöffnung der Platte 2 im Eingriff zu sein.
Nachdem die Knochenschrauben-Aufnahmelöcher 6, 8 in dem Wirbelkörper 50a durch die oberen beiden Knochenschrauben-Sicherungslöcher 6 der Platte 2 mittels entweder der lochbildenden Vorrichtung 60 oder der Bohrerführung 80 ausgebildet sind, werden die Knochenschrauben 30 in den Wirbelkörper 50 eingeschraubt, während die Platte 2 fest gegen den Wirbelkörper 50 mit dem Kompressionswerkzeug 100 oder dem Plattenhalter 800 gehalten wird. Dies verriegelt die Platte an dem Wirbelkörper 50a.
Es ist dann möglich, wenn gewünscht, das Fusionsimplantat in dem nächsten benachbarten Wirbelkörper 50b vor dem Anbringen der Knochenschrauben 30 an dem benachbarten Wirbelköper 50b durch die mittleren Knochenschrauben-Aufnahmelöcher der Platte 2 zusammenzudrücken. Sobald die anfänglichen Knochenschrauben in dem Wirbelkörper 50a in Position sind, kann der Plattenhalter 100 oder 800 von der Platte 2 entfernt werden. Die Kompression des Fusionsimplantatkonstrukts zwischen den beiden benachbarten Wirbelkörpern 50a und 50b wird wie folgt erzielt:
Der Kompressionsstab 54 wird durch das mittlere Verriegelungsloch 12 der Platte 2 mittels eines Einsetzwerkzeugs 90, das in den 33, 34 und 35 dargestellt ist, in die Wirbelknochen des Wirbelkörpers 50b getrieben, wo er in einem anschließenden Schritt verwendet wird, um eine Kompressionskraft zwischen den Wirbelkörpern 50a und 50b anzulegen. Der Kompressionsstab 54 besteht aus einem Schaft 56 mit einer scharfen Spitze 57 an seinem unteren Ende, einem vergrößerten zentralen Kragen 58, welcher als ein Tiefenstopp dient, und einer Umfangskerbe 59 in der Nähe seines oberen Endes, die einen vergrößerten Kopf 55 definiert.
Das Kompressionsstab-Einsetzwerkzeug 90 besteht aus einem Schaft 92 mit einem geschlossenen hohlen Bereich 94 an seinem unteren Ende 96 zum Aufnehmen des Kompressionsstabs 54 und einer vergrößerten Schlagkappe 98 an seinem anderen Ende. Das Kompressionsstab-Einsetzwerkzeug 90 weist auch in seinem unteren Ende 96 eine zweite Öffnung 95 mit einer Aussparung 99 in ihrer Innenwand auf, um einen Eingriff des vergrößerten Kopfs 55 an dem Kompressionsstab 54 innerhalb der Vertiefung 97 zu ermöglichen. Die zweite Öffnung 95 ist in Kommunikation mit dem hohlen Bereich 94 des Einsetzwerkzeugs 90, wie in 35 dargestellt ist.
Bezugnehmend auf 38 wird die Bohrung 132 in dem zweiten Kompressionsarm 130 des Kompressionswerkzeugs 100 dann mittels des Kompressionsstabs 54 an den Wirbelkörpern 50b angelegt, und das Platten-Eingriffselement 108 wird in die Bohrung 106 des ersten Kompressionsarms 104 des Kompressionswerkzeugs 100 eingesetzt. Der Haken 110 des Platten-Eingriffselements 108, in 36 dargestellt, wird in die Kerbe 18 am Ende der Platte 2 eingesetzt, welche durch die Knochenschrauben 30 fixiert ist, die in den Wirbelkörper 50a eingesetzt sind, wie in 38 dargestellt ist. Wie oben indiziert, kann jedoch das Kompressionswerkzeug 100 gedreht werden, so dass der erste Kompressionsarm 104 nun am Boden ist und in der Lage ist, mittels des Kompressionsstabs 54 in den Wirbelkörper 50c zu passen.
Da die Platte mittels Knochenschrauben 30 an dem Wirbelkörper 50a angebracht ist und der Kompressionsstab 64 an dem benachbarten Wirbelkörper 50b fixiert ist, ergibt eine Bewegung des ersten und des zweiten Kompressionsarms 104 und 130 in Richtung des Wirbelkörpers 50a durch Rotation des Handgriffs 140 eine Kompression des Knochenimplantatkonstruktes 51 zwischen den benachbarten Wirbelkörpern 50a und 50b. Der Abstand von einigen Millimetern ist ausreichend für eine Kompression des Knochenimplantatkonstruktes 51. Sobald die gewünschte Kompression erreicht ist, können Knochenschrauben-Führungslöcher in dem Wirbelkörper 50b mittels einer führungslochbildenden Vorrichtung 60 wie oben beschrieben zum Einsetzen von Knochenschrauben 30 in die Knochenschrauben-Aufnahmelöcher 8 der Knochenplatte 2 ausgebildet werden, womit die Platte 2 an dem benachbarten Wirbelkörper 50b fixiert wird. Das Kompressionswerkzeug 100 kann dann durch Betätigen der Freigabe abgezogen werden.
39 illustriert die Verwendung des Kompressionswerkzeugs 100, um einen Druck zwischen den unteren beiden Wirbelkörpern 50b und 50c zu induzieren, nachdem die Knochenschrauben 30 in dem mittleren Wirbelkörper 50b wie gerade beschrieben installiert wurden. Wie in 39 zu sehen, verbleibt der Kompressionsstab 64 an Ort und Stelle in dem mittleren Wirbelkörper 50b, und ein zusätzlicher Kompressionsstab 54 wird in den unteren Wirbelkörper 50c mittels eines führungslochbildenden Werkzeugs 60 distal zu der Platte selbst in der Aussparung zwischen den Endauskragungen 4 getrieben, um dem unteren Kompressionsstab 64 zu ermöglichen, sich in Richtung des Wirbelkörpers 50b, wie gezeigt, nach oben zu bewegen. Der ursprüngliche Kompressionsstab 64 wird in die Bohrung 106 in dem ersten Kompressionsarm 104 eingesetzt, und der zusätzliche Kompressionsstab 54 wird in die Bohrung 132 des zweiten Kompressionsarms 130 des Kompressionswerkzeugs 100 eingesetzt. Wiederum wie oben diskutiert, ergibt das Drehen des Handgriffs 140, dass sich die beiden Kompressionsarme 104, 130 in Richtung aufeinander zu bewegen, was wiederum ergibt, dass sich der Kompressionsstab 54 in dem Wirbelkörper 50c in Richtung des oberen Kompressionsstabs 54 in dem Wirbelkörper 50b bewegt, und damit wird das Fusionsimplantatkonstrukt 51 zwischen den Wirbelkörpern 50b und 50c zusammengedrückt. Der obere Kompressionsstab 54 in dem Wirbelkörper 50b kann sich nicht bewegen, da der Wirbelkörper 50b durch das Einsetzen der Knochenschrauben 30 in die Knochenschrauben-Aufnahmelöcher 8 der Platte 2 fixiert wurde. Damit können sich nur der untere Kompressionsstab 54 und der Wirbelkörper 50c bewegen. Wie vorher sind die Führungslöcher assoziiert mit dem Wirbelkörper 50c ausgebildet, und die Knochenschrauben 30 werden durch Knochenschrauben-Aufnahmelöcher 6 eingesetzt. Das Kompressionswerkzeug 100 wird dann entfernt. Der Kompressionsstab 54 wird dann von dem Wirbelkörper durch dessen Einsetzen in die zweite Öffnung 95 des Kompressionsstab-Einsetz-/Entfernungs-Werkzeugs 90 extrahiert, so dass er mit dem vergrößerten Kopf 55 des Endes des Kompressionsstabs 54 in die Vertiefung 97 eingreift, wie in 34 dargestellt ist.
Es wurde erkannt, dass andere Variationen zum Zusammendrücken eingesetzt werden können. Zum Beispiel kann während des Zusammendrückens des Fusionsimplantatkonstrukts 51 zwischen den Wirbelkörpern 50b und 50c der Haken 110 des Kompressionswerkzeugs 100 im Eingriff mit der Kerbe 18 in dem Ende der Platte 2 sein, und der andere Kompressionsarm des Kompressionswerkzeugs 100 kann im Eingriff mit dem Kompressionsstab 54 in dem dritten benachbarten Wirbelkörper 50c sein. Es wird ebenfalls angemerkt, dass die Platte 2 einen Aussparungs-End-Ausschnittsbereich zwischen den Flügeln am Ende der Platte zum Einsetzen des Kompressionsstabs 54 in den Wirbelkörper aufweist. Anderenfalls kann dort kein Raum unter dem Ende der Platte 2 zum Einsetzen des Kompressionsstabs 54 sein.
Es wird angemerkt, dass der oben beschriebene Vorgang mit den vollständig in die Wirbelkörper 50a, 50b und 50c eingesetzten Knochenschrauben 30 durchgeführt werden wird und eine Lordose während des Zusammendrückens des Knochenimplantatkonstrukts 51 beibehalten wird.
Wie oben indiziert, wurde der Vorgang zum Anbringen der Platte 2 an den Wirbelkörpern 50a, 50b und 50c ohne die Verriegelungsschrauben 20, 21 an Ort und Stelle auf der Platte 2 illustriert. 40 ist eine perspektivische Ansicht, die die Platte 2 aus den 1-5 in einem Zustand eines chirurgischen Eingriffs darstellt, wenn die Knochenschrauben 30 vollständig in drei benachbarte Wirbelkörper 50a, 50b und 50c installiert wurden und Verriegelungsschrauben 20, 21 um einen Winkel von etwa 90° gedreht wurden, um drei Knochenschrauben 30 an Ort und Stelle zu verriegeln, die linke Verriegelungsschraube 20, wie gesehen, um einen Winkel von etwa 60° gedreht wurde, um drei Knochenschrauben 30 an Ort und Stelle zu verriegeln, und die mittlere Verriegelungsschraube 21 um einen Winkel von etwa 90° gedreht wurde, um zwei andere Knochenschrauben 30 an Ort und Stelle zu verriegeln. Zu diesem Zeitpunkt ruht eine der Kurvenflächen 44 jeder Verriegelungsschraube 20, 21 auf dem Schraubenkopf 32 einer jeweiligen Knochenschraube 30.
Die Installation der Verriegelungskappe 300 kann ebenfalls mit einem Werkzeug 220 durchgeführt werden, wie in den 41 und 42 dargestellt ist, das eine geeignet geformte Spitze 222 mit einer Länge aufweist, die zu der Tiefe des Lochs 306 in einer Verriegelungskappe 300 korrespondiert. Das Ende 222 des Werkzeugs 220 ist gerade proximal zu dem distalsten Ende gebördelt, so dass es eine Reibpassung mit der Schraubenkappe 300 zum Erleichtern einer Manipulation erzeugt und verhindert, dass die Schraubenkappe 300 von dem Werkzeug 200 abfällt.
43 ist eine Schnittansicht in der Ebene in der Mitte der beiden Endverriegelungsschraubenlöcher 6 der Platte 2 mit zwei Knochenschrauben 30 in ihren installierten Positionen und dem Verriegelungselement 21 in seiner Verriegelungsposition. 44 ist eine vergrößerte Ansicht einer der Knochenschrauben 30 in der Platte 2 aus 43. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Achse jeder Schraube 30 im Allgemeinen senkrecht zu Tangenten der oberen und unteren Fläche der Platte 2 an Punkten, welche durch die Längsachse der assoziierten Knochenschraube 30 geschnitten werden. Damit können aufgrund der Krümmung der Platte 2 in der Ebene der 18 die Knochenschrauben 30 so ausgerichtet sein, dass sie mit einem gewünschten Winkel in Richtung aufeinander zu konvergieren. Die Achsen der beiden Knochenschrauben 30, die in 18 dargestellt sind, können sich in einem Winkel von etwa 45° schneiden. Alternativ kann die Krümmung der Platte von Seite zu Seite so sein, dass sie zu der Fläche des anterioren Aspekts der Halswirbelsäule eines erwachsenen Menschen passt, und die Achsen des Schraubenlochpaares können davon abweichend senkrecht zu der Ebene zu sein, von einem Ende aus gesehen, um eine optimale Konvergenz zu erzielen.
Da die Knochenschrauben 30, sobald sie eingesetzt sind, in der Platte verriegelt sind, wird eine "Klaue" einer festen dreieckigen Rahmenstruktur an jedem Paar von Knochenschrauben 30 derart erreicht, dass das Anbringen der Platte 2 an den Wirbelkörpern 50a, 50b und 50c aufgrund des Einfangens einer eingekeilten Masse von Knochenmaterial zwischen dem winkligen Knochenschraubendreieck in hohem Maße sichergestellt sein würde, sogar wenn irgendein Gewindelösen auftreten sollte. Die "Klaue" kann ferner durch drei abgewinkelte Knochenschrauben in einer dreibeinigen Konfiguration oder durch vier Knochenschrauben in einer vierseitigen Klauenkonfiguration ausgebildet sein.
Ein Plattierungssystem gemäß jeder der obigen Ausführungsformen kann in der gleichen Art und Weise, wie hier oben beschrieben, installiert werden, und die gleichen Instrumente und Werkzeuge können verwendet werden, wie oben in Bezug auf die erste Ausführungsform illustriert und beschrieben ist. Im Falle der in 22 gezeigten Ausführungsform würden die Kompressionsvorgänge mittels eines Schlitzes 604 anstelle des mittleren Verriegelungsschraubenlochs durchgeführt.
b) Die Einzel-Verriegelungsplatten-Systeme
Das Einzel-Verriegelungsplatten-System wird nun beschrieben. Die 47-52 sind Ansichten einer ersten Ausführungsform eines Einzel-Verriegelungsplatten-Systems. Die Kontur der Platte 600 ist die gleiche wie die Platte 2, die in den 1-5 gezeigt ist. Die Platte 600 enthält Knochenschrauben-Aufnahmelöcher 602, welche ein Innengewinde 603 zum Aufnehmen korrespondierender Verriegelungselemente in der Form einer Verriegelungskappe 610 hat, die in den 56-59 gezeigt ist. Zum Beispiel hat bei der Platte 600 das Knochenschraubenloch 602 einen Außendurchmesser von etwa 5 mm mit einem bevorzugten Bereich von 4-6 mm, und einen Gewindeinnendurchmesser von etwa 4,8 mm mit einem Bereich von 3,5-5,8 mm für diese Verwendung. Andere Befestigungsmittel als Gewinde können verwendet werden, wie etwa Befestigungselemente des Bajonett-Typs.
Der Boden jedes Knochenschrauben-Aufnahmelochs 602 weist einen nach innen gestuften Abschnitt mit passend ausgewählten Dimensionen zum Halten einer assoziierten Knochenschraube 170 auf, wie in den 53-55 dargestellt ist. Wie unten detaillierter beschrieben, ist in dieser Ausführungsform ein einzelnes Verriegelungselement in der Form einer Verriegelungskappe 610 mit Gewinden 608, die in den 56-59 dargestellt ist, mit jedem der Knochenschrauben-Aufnahmelöcher 602 assoziiert.
Der Unterschied zwischen der Knochenschraube 170, die in der Ausführungsform der Einzel-Verriegelungsplatte verwendet wird, und der Knochenschraube, die in Verbindung mit der Mehrfach-Verriegelungsplatte verwendet wird, ist wesentlich aufgrund der Tatsache, dass, während in der Ausführungsform der Mehrfach-Verriegelungsplatte die Verriegelungselemente über einen Abschnitt der Spitze 39 des Schraubenkopfs 32 gleiten, in der Ausführungsform der Einzelverriegelung die Verriegelungskappe 610 über den Kopf 172 der Knochenschraube 170 passt. Daher muss der Kopf 172 der Knochenschraube 170 der vorliegenden Ausführungsform nicht glatt sein. Dies ermöglicht, dass der Kopf 172 dieser Ausführungsform der Knochenschraube 170, dicker und stärker sein kann.
63 zeigt zwei Knochenschrauben 170 und assoziierte Gewindeverriegelungskappen 610 in ihren vollständig installierten Positionen. In diesen Positionen bilden Kopfabschnitte 174 und 176 jeder Knochenschraube 170 einen Presssitz mit korrespondierenden Abschnitten eines assoziierten Knochenschrauben-Aufnahmelochs 602. Der Rand 612 jeder Gewindeverriegelungskappe 610 bildet einen Presssitz mit einem oberen Abschnitt 178 des Kopfes ihrer assoziierten Knochenschraube 170. Da das Gewinde 608 jeder Verriegelungskappe 610 präzise mit dem Innengewinde in einem assoziierten Knochenschrauben-Aufnahmeloch 602 zusammenpasst, ist jede Gewindeverriegelungskappe 610 zusätzlich einer Klemmkraft zwischen dem assoziierten Kopfabschnitt 178 und den Innengewinden 603 des assoziierten Knochenschrauben-Aufnahmelochs 602 ausgesetzt. Der abgerundete Kopf 614 jeder Gewindeverriegelungskappe 610 stellt sicher, dass die Oberfläche eines montierten Plattierungssystems frei von scharfen Rändern oder Vorsprüngen ist.
Bezugnehmend auf die 80 und 81 sind Werkzeuge zur Verwendung beim Einsetzen sowohl der Knochenschrauben als auch der Verriegelungskappe in der einzelnen Verriegelungsplatte 600 dargestellt. In der ersten Ausführungsform des Treibwerkzeugs 1000, das in 80 dargestellt ist, weist das Werkzeug 1000 ein äußeres röhrenförmiges Gehäuse 1002 auf. In dem Gehäuse 1002 ist ein Treiber des Torks-Typs oder ein hexagonaler Treiber 1004, der ein vorstehenden Ende 1006 hat, das mit der Aussparung 306 in der Kappe 610 zum Eingriff mit der Kappe 610 korrespondiert. Wie oben indiziert, ist der Treiber 1004 derart konfiguriert, dass er eine feste Anbringung für die Verriegelungskappe 610 zum festen Halten der Verriegelungskappe 610 an dem Treiber schafft. Der hexagonale Treiber 1004 ist hohl, so dass er in der Lage ist, zu ermöglichen, dass der Schaft 1010 eines Phillips- oder Torks-Schraubendrehers durch den hohlen Abschnitt 1012 hindurch zum Eingriff über dessen Spitze 1012 mit der korrespondieren Aussparung 180 der Knochenschraube 170 zum Eingriff mit dem Ende 1006 des Treibers 1004 passt. Der Schaft 1010 des Treibers 1000 ist länger als das röhrenförmige Gehäuse, und der Treiber 1004 hat ein oberes Ende (nicht gezeigt), das sich von dem oberen Ende des röhrenförmigen Gehäuses 1002 derart erstreckt, dass es von dem Handgriff gedreht werden kann.
Das Gehäuse 1002 hat einen Durchmesser, der ermöglicht, dass die Verriegelungskappe 610 innerhalb des inneren Endes des röhrenförmigen Gehäuses 1002 durch eine Reibpassung oder mit dem Treiber 1004 gehalten werden kann. Es wird eingeschätzt, dass auch andere Verfahren zum Halten der Verriegelungskappe 610 innerhalb des Endes des röhrenförmigen Gehäuses 1000 angewendet werden können.
Wie in 80 dargestellt, ist der Betrieb der Knochenschraube/Verriegelungselement-Treibers 1000 wie folgt:
die Kappe 610 wird auf das Ende des Kappentreibers 1004 gesteckt, und dann passiert der Kappentreiber 1004 mit dem Schaft 1010 des Knochenschraubendrehers die zentrale Längsöffnung des Kappentreibers. Wie dargestellt, passiert der Knochenschrauben-Treiberschaft 1010 die Aussparung 306 in der Kappe 610 und greift in die Aussparung 180 in dem Kopf der Knochenschraube 170 ein. Die Knochenschraube 170 ist in einem Knochenschrauben-Aufnahmeloch in der Platte 600 installiert dargestellt. Der Handgriff (nicht gezeigt) des Knochenschraubentreibers wird gedreht, wodurch die Knochenschraube 170 an Ort und Stelle eingeschraubt wird. Da der Durchmesser des Knochenschraubentreibers geringer als die Breite der Aussparung 306 der Kappe 610 ist, ist der Knochenschraubentreiber 1010 in der Lage, sich ohne Drehung der Kappe 610 zu drehen.
Das hohle röhrenförmige Gehäuse 1002 stütz sich an der Oberfläche der Platte 600 ab und trägt zu der Ausrichtung des Schaftes 1010 in Beziehung zu der Platte bei. Sobald die Knochenschraube 170 eingesetzt ist, wird der Kappentreiber 1004 niedergedrückt, bis die Gewinde 608 an der Außenseite der Kappe 610 in die Gewinde 603 des Knochenschrauben-Aufnahmelochs eingreifen. Der Kappentreiber 1004 wird dann gedreht, bis die Kappe 610 an Ort und Stelle sicher verriegelt ist.
In 81 ist eine alternative Ausführungsform der Kombination des Knochenschraube/Verriegelungskappe-Treibers dargestellt. In dieser Ausführungsform wird kein Gehäuse verwendet. Stattdessen halt der Kappentreiber 1010 die Kappe 610 durch Reibung, und der Handgriff 620 für den Knochenschraubentreiber 1010 wird gedreht. Eine Anordnung einer Kugelfeder 622 hält den Kappentreiber 1002 oben, bis die Knochenschraube in das Knochenschrauben-Aufnahmeloch eingeschraubt wurde. Der Treiber 1010 weist einen verlängerten Abschnitt auf, der, sobald die Knochenschraube installiert wurde, die Kugelfeder 622 niederdrückt und den mit dem Kappentreiber assoziierten Handgriff 624 ermöglicht, sich zur Drehung der Kappe 610 abzusenken. Ein röhrenförmiges Gehäuse kann verwendet werden, um zur Ausrichtung der Kappe 610 in dem Knochenschrauben-Aufnahmeloch beizutragen, wie oben indiziert ist.
Die in den 80 und 81 dargestellten Treiber vereinfachen den Vorgang und reduzieren die Anzahl von Instrumenten, die während des Installationsvorgangs verwendet werden müssen. Der Vorgang ist schnell und zuverlässig und gibt dem Arzt mehr Sicherheit, dass kleine Uhrenteile nicht verloren gehen oder schwierig zu manipulieren sind.
52 ist eine Draufsicht der Platte 600, die teilweise installiert ist, wobei Gewindeverriegelungskappen 610 in Knochenschrauben-Aufnahmelöchern 602 installiert sind.
Die 54-56 zeigen eine Knochenschraube 170 zur Verwendung mit dem Einzel-Verriegelungsplatten-System. Die Knochenschraube 170 unterscheidet sich von der zuvor ausführlich beschriebenen Knochenschraube 30 nur hinsichtlich der gestuften Konfiguration des Kopfs 172. Vorzugsweise weist die Knochenschraube 170 einen unteren Abschnitt 174 auf, welcher benachbart zu dem Schraubenschaft ist und einen reduzierten Durchmesser gleich dem maximalen Durchmesser des Schafts 176 hat. Der Abschnitt 178 des Kopfs 172 hat auch einen kleineren Durchmesser als der untere Abschnitt 174. Das Gewinde 182 hat die gleiche Konfiguration bezüglich der oben diskutierten Knochenschraube 30. Jedoch kann jede Ausführungsform der Knochenschrauben mit irgendeiner der Platten verwendet werden.
Wie im Falle des oben beschriebenen Mehrfach-Verriegelungsplatten-Systems sind die Knochenschrauben 170 zur Verwendung in dem Einzel-Verriegelungsplatten-System vorzugsweise fest, wo die Schrauben an die untere Plattenfläche grenzen, während die im Stand der Technik verwendeten Schrauben meist anfällig gegen Brechen sind, wobei die einzige Aussparung in den Köpfen für den Eingriff der Spitze 222 des Treiberwerkzeugs 220 ist und wobei die Aussparung oberhalb des kritischen Bereichs liegt. Daher bleiben diese Knochenschrauben 170 robust. Die Schraubenköpfe sind nicht tief in die Abschnitte geschlitzt, und die Verriegelungskappen üben keine radiale äußere Kraft auf die assoziierten Knochenschraubenköpfe aus, so dass die Schraubenköpfe nicht derart wegspreizen, dass sie gespannt und geschwächt werden können.
Bezugnehmend auf die 71, 73 und 75 ist eine andere alternative Ausführungsform des Einzel-Verriegelungsplatten-Systems dargestellt und durch die Ziffer 500 bezeichnet. Die Platte 500 hat die gleiche Kontur wie die Platte 2, die in den 1-5 dargestellt ist, allerdings sind mit jeder der Knochenschraubenlöcher 502 Gewindelöcher 524 assoziiert, die von den Knochenschraubenlöchern 502 zum Aufnehmen des Verriegelungselements 506, 508 versetzt sind, das in den 72 und 74 als eine Gewindeverriegelungs-Stellschraube oder Kappe 506 oder Schraube 508 dargestellt ist.
Es wird eingeschätzt, dass andere Konfigurationen von einzelnen Verriegelungsplatten angewendet werden können. Bezugnehmend auf 82 ist eine einzelne Verriegelungsplatte 900 dargestellt, in welcher ein Paar von Knochenschrauben-Aufnahmelöchern 910 an ihren Enden 930 und eine Anzahl von Knochenschrauben-Aufnahmelöchern 950 entlang der Längsachse der Platte 900 sind. Die zusätzlichen Knochenschrauben-Aufnahmelöcher 950 ermöglichen einer einzelnen Platte, zu einer Anzahl von unterschiedlich großen Wirbelkörper-Bandscheibenräumen und Knochenfusionsimplantaten ausgerichtet zu werden. Wie oben indiziert, erfordert die Platte, die in den 1-5 dargestellt ist, dass eine Platte mit genauer Größe von dem Chirurgen ausgewählt wird, so dass jedes Paar von Knochenschrauben-Aufnahmelöchern 6, 8 mit dem geeigneten Wirbelkörper übereinstimmen. Dies erfordert eine Anzahl von Platten unterschiedlicher Größe, die für ein optimales Anbringen der Knochenschrauben-Aufnahmelöcher an jedem der Wirbelkörper verfügbar sein sollen. Mit der Platte 900 aus 82 ermöglicht der enge Abstand und die vergrößerte Anzahl von mittleren Öffnungen dem Chirurgen, zumindest eine geeignete Öffnung zu lokalisieren, die zu jedem der zwischenliegenden Wirbelkörper und/oder Knochenimplantate ausgerichtet werden kann.
Der Vorgang zur Installation der einzelnen Verriegelungsplatten ist im Wesentlichen der gleiche wie hierin für die mehrfachen Verriegelungsplatten ausführlich beschrieben ist. Der mittlere Längsschlitz 670 in den einzelnen Verriegelungsplatten wird für den Kompressionsvorgang verwendet. Die gleiche Instrumentation wird verwendet, um das Plattenloch entweder mittels eines Stempels oder eines Bohrers zu bilden. Die 60-69 zeigen die verschiedenen Schritte bei dem Vorgang zur Installation der einzelnen Verriegelungsplatten, die mit den Schritten vergleichbar sind, die bei der Installation der mehrfachen Verriegelungsplatten angewendet werden.
Bezugnehmend auf die 76-79 weisen die Köpfe 507 und 526 der Verriegelungselemente 508 und 522 eine Aussparung 510 und 524 auf, die mit dem Radius der Knochenschraubenlöcher 502 und 528 korrespondieren, so dass das Verriegelungselement 508 und 522 vor dem Einsetzen der Knochenschraube 170 in das Knochenschrauben-Aufnahmeloch 502 und 528 an Ort und Stelle installiert werden kann. Wenn die Verriegelungselemente 508 und 522 gedreht werden, erstreckt sich ein Abschnitt ihres Kopfs über die Spitze des Kopfs der Knochenschraube 170, um diese an Ort und Stelle zu verriegeln. Bezüglich der obigen Ausführungsformen kann die Bodenfläche der Verriegelungsschrauben 508 und 522 eine Kurven- oder andere Konfiguration zum Eingriff mit der oberen Fläche 39 der assoziierten Knochenschraube 170 aufweisen.
Während die Platteninstrumentation und das Verfahren im Zusammenhang mit dem Anbringen einer Platte an den Wirbelkörper der Wirbelsäule beschrieben wurde, sollte es anerkannt sein, dass die Platten für Anwendungen an anderen Teilen des Körpers angepasst sein können. Jedoch müssten die Dimensionen der Platte, die spezifischen Konturen und die Platzierung der Knochenschrauben-Aufnahmelöcher modifiziert werden.
Gleichermaßen könnten die Knochenschrauben, die in dieser Anmeldung beschrieben sind, in anderen Teilen des Körpers verwendet werden, allerdings wiederum so modifiziert, dass sie ihrem beabsichtigten Zweck dienen, in Abhängigkeit von der Größe des Körperteils, in welchem sie installiert werden sollen.
Während spezifische innovative Merkmale in Bezug auf spezifische Beispiele präsentiert wurden, sind sie lediglich Beispiele, und es versteht sich, dass verschiedene Kombinationen dieser innovativen Merkmale über diese speziell dargestellten hinaus derart gelehrt sind, dass sie nun leicht alternativ kombiniert werden können und hiermit vorweggenommen und beansprucht sind.

Claims

Platte (2, 120, 230), die derart angepasst ist, dass sie an der anterioren menschlichen Halswirbelsäule zum Berühren des anterioren Aspektes von zumindest zwei miteinander zu fusionierenden Halswirbelkörpern anwendbar ist, wobei die Platte (2, 120, 230) aufweist: eine Längsachse, eine Bodenfläche (27), die entlang eines wesentlichen Bereichs der Längsachse der Platte (2, 120, 130) konkav ist und die derart angepasst ist, dass sie die Halswirbelkörper berührt, und eine obere Fläche, die der Bodenfläche (27) gegenüberliegt; zumindest drei Knochenschrauben-Aufnahmelöcher (6, 8), die sich durch die Platte (2, 120, 230) von der oberen Fläche durch die Bodenfläche (27) hindurch erstrecken, wobei jedes der Knochenschrauben-Aufnahmelöcher (6, 8) eine Längsmittelachse und einen Radius hat, wobei jedes der Knochenschrauben-Aufnahmelöcher (6, 8) derart angepasst ist, dass es eine Schraube zum Ineinandergreifen der Platte (2, 120, 230) mit der Halswirbelsäule aufnimmt; und eine Verriegelungselement-Vertiefung (12, 14, 304), die derart angepasst ist, dass sie ein Verriegelungselement (20, 21, 25, 300) zum Verriegeln der Schrauben (30) an der Platte (2, 120, 230) aufnimmt, wobei die Verriegelungselement-Vertiefung (12, 14, 304) eine Längsmittelachse und einen Radius hat; dadurch gekennzeichnet, dass zumindest drei der Knochenschrauben-Aufnahmelöcher (6, 8) zu der Verriegelungselement-Vertiefung derart benachbart positioniert sind, dass ein Abstand zwischen der Längsmittelachse der Verriegelungselement-Vertiefung (12, 14, 304) und der Längsmittelachse jedes der Knochenschrauben-Aufnahmelöcher (6, 8) kleiner als die Summe der Radien der Verriegelungselement-Vertiefung (12, 14, 304) und der jeweiligen Knochenschrauben-Aufnahmelöcher (6, 8) ist, wobei die Verriegelungselement-Vertiefung (12, 14, 304) mit Gewinde versehen ist, um mit dem Verriegelungselement (20, 21, 25, 300) zusammenwirkend ineinander zu greifen.
Platte (2, 120, 230) nach Anspruch 1, wobei die Bodenfläche (27) eine zweite konkave Krümmung quer zu der Längsachse der Platte (2, 120, 230) aufweist, wobei die zweite konkave Krümmung einen Krümmungsradius zwischen etwa 15 mm bis 25 mm hat.
Platte (2, 120, 230) nach einem der obigen Ansprüche, wobei die Platte (2, 120, 230) eine im Allgemeinen rechteckige Konfiguration mit Laschen hat, die sich von zumindest den Ecken der Platte (2, 120, 230) erstrecken, und zumindest eines der Knochenschrauben-Aufnahmelöcher (6, 8) aufweist, das innerhalb einer der Laschen angeordnet ist.
Platte (2, 120, 230) nach einem der Ansprüche 1-3, wobei die Platte (2, 120, 230) eine minimale Länge hat, die größer als eine maximale Breite ist.
Platte (2, 120, 230) nach Anspruch 4, wobei die Platte (2, 120, 230) eine Länge hat, die ausreicht, um zumindest drei aufeinander folgende Wirbelkörper zu überspannen.
Platte (2, 120, 230) nach einem der obigen Ansprüche, wobei die Längsmittelachse jedes Knochenschrauben-Aufnahmelochs (6, 8) im Allgemeinen senkrecht zu der Bodenfläche (27) der Platte (2, 120, 230) ist.
Platte (2, 120, 230) nach einem der obigen Ansprüche, wobei zumindest ein Bereich der Platte (2, 120, 230) aus einem Material hergestellt ist, welches resorbierbar ist.
Platte (2, 120, 230) nach einem der obigen Ansprüche, wobei zumindest ein Bereich der Bodenfläche (27) derart texturiert ist, dass das Knochenwachstum unterstützt wird.
Platte (2, 120, 230) nach einem der Ansprüche 1-8, wobei die Bodenfläche (27) derart porös ist, dass das Knochenwachstum unterstützt wird.
Platte (2, 120, 230) nach einem der obigen Ansprüche in Kombination mit einem Knochenimplantat.
Platte (2, 120, 230) nach einem der obigen Ansprüche in Kombination mit einem knochenwachstumsunterstützenden Material.
Platte (2, 120, 230) nach Anspruch 11, wobei das knochenwachstumsunterstützende Material zumindest eines von Knochen, knochenmorphogenetischem Protein, Hydroxyapatit oder Hydroxyapatittrikalziumphosphat aufweist.