DE60019558T3

DE60019558T3 - Expandierbares zwischenwirbeldistanzstück

Info

Publication number: DE60019558T3
Application number: DE60019558T
Authority: DE
Inventors: Oren Globerman; Boaz Shenhav; Ronen Shavit
Original assignee: Disc O Tech Medical Technologies Ltd
Current assignee: Disc O Tech Medical Technologies Ltd
Priority date: 1999-01-27
Filing date: 2000-01-27
Publication date: 2010-09-30
Anticipated expiration: 2020-01-28
Also published as: EP1552797A2; US8728160B2; AU2316700A; JP4681123B2; ES2242595T5; IL128261A0; JP2002535080A; ES2242595T3; AU2126800A; JP4362235B2; ATE293412T1; ATE326926T1; DE60028186D1; WO2000044946A1; DE60019558D1; EP1148850A1; WO2000044319A1; DE60028186T2; EP1153147A1; US7097648B1

Description

ERFINDUNGSFELD
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf expandierbare Implantate insbesondere zur Verwendung für Wirbelsäuleprothesen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Das Vorkommen einer gebrochenen Bandscheibe ist ein geläufiges Krankenbild. Material, das aus der Bandscheibe austritt, drückt gegen das Rückenmark und verursacht starke Schmerzen. Eine gebrochenen Bandscheibe wird normaler Weise mit einem chirurgischen Eingriff behandelt, bei dem die beschädigte Bandscheibe teilweise oder gänzlich entfernt wird und eine Wirbelsäulenversteifung durchgeführt wird, bei der mindesten zwei der entfernten Bandscheibe anliegende Wirbel verbunden werden. Hinsichtlich der Wirbelsäulenversteifung gibt es verschiedene Ansätze. Bei einem Ansatz werden die beiden Wirbel mit einer Platte und/oder Schrauben verbunden. Bei einem anderen Ansatz wird ein Distanzstück (auch „Kardanfeststelleinrichtung” genannt) zwischen die zwei Wirbel eingeführt, damit durch Einwachsen des Knochens in die Stelle die beiden anliegenden Wirbel verbunden werden. Typischer Weise wird die Achse des Distanzstücks senkrecht zur Wirbelsäulenachse und Körperfläche angesetzt. Manchmal weist das Distanzstück zur Förderung des Knocheneinwachsens in das Distanzstück mehrere Löcher auf. Die Patentschrift WO 98/38918 beschreibt ein Distanzstück, das in einen eingeknickten Zustand eingeführt und dann expandiert wird, um den Zwischenwirbelraum auszufüllen. Eine andere Art von Distanzstück, dient in dem US-Patent 5,123,926 (und in anderen) als Beispiel für Pisharodi-Funktionen wie ein konkretes Ankerschraube, bei dem ein Teil des Distanzstücks, normalerweise ein Mittelstück, um eine relativ geringe Menge expandiert wird, um den anliegenden Wirbel in Eingriff zu nehmen.
Das US-Patent 5,800,549 beschreibt einen flexiblen Bandscheibenersatz, der mit Hilfe einer Spritze eingeführt wird. Dieser Ersatz verbindet jedoch die anliegenden Wirbel nicht, er ist vielmehr zum Ersatz der Form und Funktion einer entfernten Bandscheibe konzipiert.
Das US-Patent 5,059193 von Kulisch beschreibt eine expandierbares Wirbelsäulenimplantat.
Ein Nachteil der bekannten Versteifungsgeräte ist jedoch, dass ein relative großes Loch im Körper zur Einfuhr des Geräts erforderlich ist. Bei einigen ist eine Ablation von normaler Größe erforderlich. Andere erfordern nur eine minimale chirurgischen Eingriffsstelle in derselben Größe wie das Laparoskop, was normalerweise aber größer als das Versteifungsgerät ist.
Als weiterer Nachteil mancher bekannter Versteifungsgeräte gilt die relative Komplexität der Prozeduren zur Einführung des Gerätes.
Ein weiterer Nachteil mancher bekannter Versteifungsgeräte ist der Kompromiss, der hinsichtlich der Invasivität der Prozedur (z. B. muss der Wirbelprozess unterbunden oder der Unterleib geöffnet werden) und der Kontaktoberfläche zwischen dem Fusionsgerät und dem Knochen erforderlich ist. Im Allgemeinen bettet sich das Fusionsgerät bei einer kleinen Kontaktoberfläche in den Knochen ein und die Wirbelsäule schrumpft langsam.
Eine Ziel mancher bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist, ein Zwischenwirbeldistanzstück anzubieten, das mithilfe einer Nadel mit engem Durchmesser eingeführt werden kann.
Ein Aspekt bei manchen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist, dass ein Distanzstück mit einem ersten Durchmesser eingeführt wird und dann zu einem zweiten, viel größeren Durchmesser expandiert wird. Vorzugsweise ist der zweite Durchmesser dreimal, viermal, fünfmal so groß oder noch größer wie der erste Durchmesser. Demzufolge kann ein Distanzstück für einen Zwischenwirbelraum von 12 mm mit einer Nadel mit 4 mm (Innen-)Durchmesser eingeführt werden. In manchen Ausführungsformen der Erfindung wurde erst ein moderaterer Zuwachs des Durchmessers, beispielsweise zwischen 20%, 200% oder 300% erreicht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die radiale Expansion des Distanzstücks dazu benützt, um eine hohe Füllung der Zwischenwirbel ohne großen chirurgischen Eingriff zu erreichen. Vorzugsweise wird auch eine hohe Kontaktfläche zwischen dem Distanzstück und der Wirbelsäule erreicht.
Ein Aspekt bei manchen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung bezieht sich auf die Familie der geometrischen Strukturen, die für das Distanzstück nützlich ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt das Distanzstück ursprünglich eine Struktur mit niedrigem Durchmesser. Wenn das Distanzstück expandiert wird, erhöht sich der Durchmesser. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erhöht sich der Durchmesser des Distanzstücks auf Kosten der Länge des Distanzstücks, die sich verringert. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Distanzstück durch die Expansion eines langen und im Wesentlichen geraden Objekts in ein kürzeres Objekt mit wellenähnlichem Profil umgewandelt. Der tatsächliche Durchmesser des modifizierten Distanzstücks stellt den der Welle dar, der auch wesentlich größer als der anfängliche Durchmesser ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das Distanzstück aus einem hohlen Röhrchen bei dem auf der Oberfläche mehrere axiale Schlitze geformt sind. Vorzugsweise sind die Schlitze als Paare paralleler Schlitze angereiht, wobei jedes Par einen Dorn definiert, und Dorn vorzugsweise geformt wird, wenn das Material zwischen den Schlitzen senkrecht zu den Schlitzen gefaltet wird. Wenn das Röhrchen zusammengedrückt wird, entfalten sich die Dornen nach außen, vorzugsweise in Form eines umgekehrten „V”. Typischer Weise, wenngleich auch nicht bei allen Ausführungsformen der Erfindung, umfasst ein Dorn eine kurze Basis, ein oder mehr (gewöhnlich mindestens zwei) Schenkel oder Seiten und optional eine Spitze, die die Enden der Schenkel verbindet. Bei manchen Ausführungsformen, beispielsweise beim umgekehrten „V”, definiert der Dorn einen Spitzeneckpunkt anstatt oder zusätzlich zur Spitze.
Bei einer bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind mehrere Dome um den Röhrchenumfang definiert, damit das Röhrchen in alle Richtungen „expandieren” kann. Vorzugsweise weisen alle Dornen die gleiche Länge auf. Alternativ dazu kann die Länge des Dorns von der winkeligen Position des Dorns an dem Umfang abhängen. In einem Beispiel weist der Umfang acht Dornen pro axialer Längeneinheit des Röhrchen auf, wobei der Querschnitt des expandierten Röhrchens ein Viereck beschreibt, mit vier Dornen mit gleicher Länge, die sich in der Mitte von jeder Quadratseite befinden, und vier längeren Dornen, die sich an den vier Ecken des Quadrats befinden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Distanzstück mehrere konsekutive Röhrchensegmente, wobei jedes Segment ein oder mehr Dornen aufweist. Bei einem Beispiel wird ein rechteckiger Querschnitt durch alternativen Einsatz von Segmenten zweier Arten erreicht, wobei eine Art kürzere Dornen (an den Quadratseiten) und die andere längere Dornen (an den Quadratecken) hat. Alternativ dazu oder zusätzlich ist der Querschnitt nicht rotationssymmetrisch. Alternativ dazu oder zusätzlich ist die Dornlänge und/oder Geometrie unterschiedlich und als eine Funktion der axialen und möglicherweise auch der winkelige Position des Dorns am Distanzstück entlang zu sehen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Anreihung der Dornen und/oder deren Länge mit der erwarteten Form des Zwischenwirbelraumes konform.
Ein fertiges Distanzstück umfasst bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung mehrere Dornen, die in den Körper zum Erhalt der gewünschten geometrischen Form eingeführt werden, womit beispielsweise zwei Bandscheiben distanziert werden. Die Teilchen des Röhrchens, die sich nicht erweitern, dienen zur Einhaken der Dornen, um beispielsweise zu verhindern, dass diese verloren gehen und/oder zur Unterstützung der Führung oder Hilfe bei der endgültigen Platzierung der Dornen, damit die gewünschte Geometrie erreicht werden kann. Demzufolge können neben den Dornen auch andere geometrische Konstruktionen für denselben Effekt eingesetzt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird jeder Dorn durch zwei parallel gelegene Schlitze von gleicher Länge definiert. Alternativ dazu sind die Schlitze nicht von gleicher Länge. Alternativ dazu oder zusätzlich sind die Schlitze nicht parallel, sondern beispielsweise versetzt angeordnet. Alternativ dazu oder zusätzlich kann mindestens ein Dorn von mehr als zwei Schlitzen, beispielsweise von drei oder vier Schlitzen definiert werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Dornen parallel zur Röhrchenachse angelegt. Alternativ dazu oder zusätzlich sind mindestens einige Dornen oder einige Stiftpaare nicht parallel zum Röhrchen angelegt. Bei einer Ausführungsform der Erfindung definieren die Schlitze eine Spirale auf dem Röhrchen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stehen die ausgestreckten Dornen im Wesentlichen senkrecht zur Röhrchenachse. Alternativ dazu stehen mindestens einige Dornen in einem Winkel zur Achse. In einem Beispiel stehen die Außendornen nach außen gerichtet, um beispielsweise das Knochengewebe besser greifen zu können. In einem anderen Beispiel sind mindestens einige der Dornen nach innen gerichtet, um beispielsweise zusammendrückende Kräfte auf einen Knochen ausüben zu können, um beispielsweise einen gebrochenen Knochen, in den ein Distanzstück eingeführt wurde, zusammenzubringen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Dornen im Wesentlichen gerade. Alternativ dazu sind mindestens einige Dornen gekrümmt, beispielsweise in einer Ebene, die den Dorn und die Röhrchenachse einschließt und/oder außerhalb einer Ebene. Alternativ zur Krümmung weist mindestens ein Dorn mehrere gerade Teile auf, wobei jede Position im Winkel zu einer anderen Teil des Dornens steht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stehen die Dornen im Wesentlichen senkrecht zur Röhrchenoberfläche. Alternativ dazu steht mindestens ein Dorn nicht senkrecht zur Röhrchenoberfläche. In einem Beispiel ragen die Dornen parallel oder beinahe parallel zur Röhrchenoberfläche aus dieser heraus.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung definiert das expandierte Distanzstück eine hauptsächlich zylindrische Form, wobei dessen Achse mit der Achse des Röhrchens übereinstimmt. Bei anderen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beschreibt der Durchmesser des expandierten Distanzstücks keinen Kreis (z. B. ein Rechteck), vorzugsweise stimmt die Hauptachse des expandierten Distanzstücks mit der Achse des Röhrchens überein. Bei anderen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung stimmt die Hauptachse des expandierten Distanzstücks nicht mit der Achse des Röhrchens überein. In einem Beispiel sind die Achsen parallel, wenn beispielsweise bei Querschnittsbetrachtung des Distanzstücks alle Dornen auf einer Seite länger sind als die auf der gegenüberliegenden Seite. In einem anderen Beispiel können die Achsen nicht parallel und nicht einmal planar sein. Nicht planare Achsen sind in der Situation nützlich, wenn das Distanzstück zwischen die Wirbel in einem abgestuften Winkel (z. B. in einer posterio lateralen Richtung) eingeführt wird. Bei einer derartigen Einführung ist es dennoch erwünscht, dass das expandierte Distanzstück parallel zu den Wirbelendflächen liegt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Dornlängen des Distanzstücks in der Weise arrangiert, dass bei der Einführung des Distanzstücks in einem abgestuften Winkel, die Achse des expandierten Distanzstückprofils im Wesentlichen mit einer der Achsen des Körpers angepasst liegt. In einigen Fällen werden zwei Distanzstücke in verschieden abgestuften Winkeln eingeführt, damit diese den Zwischenwirbelraum besser ausfüllen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Querschnittsfläche des Röhrchens kreisförmig. Alternativ dazu ist die Querschnittsfläche die eines Polygons, beispielsweise ein Quadrat oder ein Dreieck und vorzugsweise mit ebenso vielen Seiten, wie es Dornen auf dem Röhrchenumfang gibt.
Alternativ zu den Dornen, die sich auf der Oberfläche eines hohlen Röhrchens geformt sind, kann das Röhrchen selbst (was auch nicht hohl sein muss) oder ein Band, sich verzerren und eine wellenförmiges Profil aufweisen
Ein Aspekt bei manchen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung bezieht sich auf die Röhrchenbildung aus einem Material, was eine unebene Dicke und/oder mechanische Eigenschaften ausweist. Bei manchen Ausführungsformen werden die mechanischen Eigenschaften des Distanzstücks modifiziert, nachdem das Distanzstück (oder das Röhrchen, wovon es abgeschnitten wurde) hergestellt wurde. In anderen Ausführungsformen werden solche mechanischen Eigenschaften zumindest teilweise vor der Formung des Distanzstücks modifiziert. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist wird eine erhöhte Dicke und/oder Stärke an Punkten oder Stellen angebracht, wo sich Kräfte konzentrieren, wenn Druck auf die Dornen bei einem expandierten Distanzstück ausgeübt wird. Alternativ dazu oder zusätzlich wird eine erhöhte Dicke und/oder Stärke an Punkten oder Stellen angebracht, wo sich Kräfte konzentrieren, wenn Druck auf die Dornen bei einem expandierten Distanzstück ausgeübt wird. Alternativ dazu oder zusätzlich werden eine erhöhte Dicke und/oder ein oder mehrere Vorsprünge an einem oder mehreren Dornen angebracht, um damit mechanisch nach der Expansion des Röhrchens das Einknicken der Dornen zu blockieren. In einem Beispiel, in dem das Distanzstück unterschiedliche Segmente mit Dornen enthält, kann ein Segment ein oder mehrere Vorsprünge enthalten, die die Dornen eines anliegenden Segments verstärken. Alternativ dazu oder zusätzlich wird eine geringere Stärke und/oder vorab Ziehen bei Teilen des Röhrchens notwendig, die sich bei der Expansion des Röhrchens einfalten (oder ausweiten) sollen. Alternativ dazu oder zusätzlich definieren unterschiedliche Dicken und/oder Stärken und/oder Elastizitäten Positionen des Distanzstücks, damit diese sich besser dem umliegenden Gewebe anpassen können. Bei manchen Ausführungsformen der Erfindung entspricht das Distanzstück der Geometrie des umliegenden Gewebes. Bei anderen Ausführungsformen werden die mechanischen Charakteristika des Distanzstücks dem umliegenden Gewebe angepasst, indem beispielsweise weniger Spannung dort herrscht, wo das Distanzstück an einem harten Knochen anliegt.
Ein Aspekt bei manchen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung bezieht sich auf Zwischenwirbeldistanzstück mit hervorstehenden Dornen, wobei mindestens einige der Dornen keine „V-Form„ aufweisen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung haben die Dornen eine flache Spitze, möglicherweise mit kleinen aufgebauten Vorsprüngen, damit die Dornen sich nicht in dem Wirbel vergraben. Alternativ dazu oder zusätzlich besitzen die Dornen konkave Seiten, damit Sie sich unter Belastung nicht zusammenfalten.
Ein Aspekt bei manchen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung bezieht sich auf die Expansion des Distanzstücks. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vollzieht sich die Expansion des Distanzstücks von einem Ende bis zum anderen Ende, wobei die Dornen in einem Segment des Distanzstücks voll expandiert sind, bevor die Dornen eines anliegenden Segments expandieren. Alternativ dazu können alle Dornen gleichzeitig expandieren. Alternativ dazu verläuft die Reihenfolge der Expansion völlig unkontrolliert. Alternativ dazu expandiert teilweise zuerst eine erste Gruppe von Dornen und dann, nachdem andere Dornen teilweise expandiert haben, expandieren die Dornen der ersten Gruppe noch weiter. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Expansion des Distanzstücks von einem formgebenden Element gesteuert, was auch eingeführt wird und/oder durch einen Außenstellring, der den Fortsatz der Dornen begrenzt oder blockiert. Möglicherweise besitzt das Distanzstück ein Innengewinde, um damit das formgebende Element in Eingriff zu nehmen. Alternativ dazu oder zusätzlich wird die Expansion durch die mechanischen Stärken verschiedener Teile des Distanzstücks gesteuert, so dass bei einer Expansion die schwächeren Teile zuerst expandieren.
Ein Aspekt bei manchen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung bezieht sich auf die Begrenzung der Fortsatzdimension der Dornen. Im Allgemeinen wird ein Dorn durch zwei Seiten eines gefalteten Materialstreifens definiert, die, zusammen mit der Basis, die als einen Bereich des Röhrchens (oder dessen Achse) definiert ist, eine Dreieck (oder andere Formen, wie weiter unten beschrieben) bilden. Da die Länge der zwei Materialseiten des Dorns allgemein durch die Schlitze auf eine bestimmte Menge festgelegt werden, ist die endgültig ausgefahrene Länge des Dorns (d. h. der Höhe des Dreiecks) im ungekehrten Verhältnis zur Länge der Basis. In manchen Ausführungsformen der Erfindung ist das Distanzstück axial zusammengedrückt, so dass die Basislänge im Wesentlichen (einschließlich der Dicke des Dorns) Null darstellt. Alternativ dazu wird in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die axiale Verdichtung des Röhrchens beschränkt, so dass die Länge der Basis nicht unwesentlich ist. Vorzugsweise definiert ein Vorsprung auf dem Dorn oder auf einer oder zwei Seiten des Dorns, eine minimale Distanz zwischen den Seiten und dadurch eine Basis von minimaler Größe und einem Spitze von maximaler Länge. Alternativ dazu kann das Röhrchen selbst eine mechanische Beschränkung der Kontraktion besitzen. In einem Beispiel definieren zwei Schlitze einen Materialbereich, welcher bei der Expansion des Röhrchen (und des axialen Zusammendrückens) sich selbst zusammenfaltet oder verschwindet in das Röhrchen, anstatt nach außen als ein Dorn zu stehen. Die axiale Kontraktion wird durch die Stärke des gefalteten Materials beschränkt, oder dadurch, dass das Material gegen die Innenseite des Röhrchens stößt.
Alternativ zu einem Dorn, der durch zwei Schenkel definiert wurde, kann ein Dorn auch nur drei oder mehrere Schenkel, die nicht Planar sind, definiert werden. In einem Beispiel formen die drei Schenkel und die Basis einen Dorn mit einer vierflächigen Form. Alternativ dazu können zwei Schenkel und die Spitze (eher als die Basis) dazu verwendet werden, um einen Dorn zu definieren, der ein rechteckiges Profil oder das Profil eines umgekehrten Dreiecks hat.
Ein Aspekt von manchen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung bezieht sich auf aus dem Röhrchen ausgeschnittene Sektionen, um damit die Charakteristika des Distanzstücks zu kontrollieren. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die fehlenden Sektionen dazu benutzt, die Geometrie eines expandierten Distanzstücks zu definieren. In einem Beispiel ist eine Sektion auf dem Röhrchen, die einen Dorn definiert, auf dem Distanzstück nicht vorhanden. Wenn das Distanzstück expandiert ist (und axial zusammengedrückt wurde), stoßen die beiden Seiten der fehlenden Sektion aneinander und eine weitere axiale Kontraktion wird unmöglich oder findet einen größeren Widerstand vor. In einem anderen Beispiel macht eine fehlende Sektion auf dem Röhrchen eine Seite des Distanzstücks schwacher und verursacht dadurch, dass das Distanzstück sich in diese Richtung biegt, wenn es expandiert.
Alternativ dazu oder zusätzlich können fehlende Sektionen auf dem Distanzstück (Röhrchen und/oder Dornteil) vorkommen, um das Knochenwachstum innerhalb des Distanzstück zu fördern.
Alternativ dazu oder zusätzlich zu den fehlenden Sektionen eines Distanzstücks können ein oder mehrere Schlitze im Distanzstück definiert sein, um die Geometrie bei der Expansion zu beeinflussen, beispielsweise die Geometrie der Röhrchensektion, und möglicherweise unabhängig von der Geometrie des Dorns.
Ein Aspekt bei manchen bevorzugten Ausführungsformen bezieht sich auf Distanzstücke, die Streben beinhalten, wobei jede Strebe vorzugsweise zwei oder mehr Dornen verbindet, wenn das Distanzstücke angewendet wird. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, werden die Streben von der Oberfläche des Röhrchens geformt, die auch die Dornen formt. Alternativ dazu werden die Streben durch eine zweite Materialschicht gebildet, die sich über oder unter der Schicht befindet, die die Dornen formt. Die zweite Schicht wird bei manchen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung mit der ersten Schicht nur an Punkten befestigt, an denen sich die Streben bei einem expandierten Distanzstück mit den Dornen verbinden sollen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung haken sich die Streben mit den Dornspitzen ein. Alternativ oder zusätzlich dazu können die Streben sich mit Dornseiten einhaken, beispielsweise an ihrem Mittelteil. Alternativ dazu oder zusätzlich können die Streben Seiten mit Spitzen verbinden. Alternativ dazu oder zusätzlich können die Spitzen Spitzenteile mit dem Röhrchen selbst verbinden. Vorzugsweise, wenngleich das nicht erforderlich ist, formen die so verbundenen Dornen und Streben dreieckige oder vielflächige Formen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verbindet sich eine einzelne Strebe mit zwei Dornen. In manchen Ausführungsformen kann eine einzelne Spitze zu mehr als einer Strebe verbunden werden, beispielsweise, in einem Distanzstück, welches vier Dornen auf seinem Umfang hat, können vier Streben angebracht werden, um einen Ring zu formen, der den Querschnitt des Distanzstücks umfasst. Alternativ dazu oder zusätzlich zu radial verhakenden Dornen können die Streben axial mit den Dornen verhaken werden, um zum Beispiel einer Reihe von Streben zu bilden, die parallel zu der Achse des Distanzstücks verläuft. Im Wesentlichen kann jegliches Muster von ineinander verhackten Dornen verwendet werden, beispielsweise ein spiralförmiger Strebenpfad, welcher Dornen miteinander verhackt, um einen spiralförmiges Muster auf dem expandierten Distanzstück (z. B. um die Achse des Distanzstücks) zu bilden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung befinden sich die Streben parallel zum Querschnittumfang des Distanzstücks und definieren beispielsweise ein Dreieck, wenn das Distanzstück einen dreieckigen Querschnitt aufweist. In anderen Ausführungsformen ist jedoch eine derartige Parallelität nicht erforderlich. Beispielsweise können die Streben ein Rechteck definieren, was um 45 Grad relativ zum Querschnitt des Distanzstücks gedreht wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Streben in einer radialen Symmetrie angebracht. Alternativ dazu oder zusätzlich werden die Streben in einer axialen Symmetrie angebracht. Alternativ dazu werden die Streben asymmetrisch angebracht. Vorzugsweise ist das Muster der Strebenasymmetrie gleich oder dem Muster der Asymmetrie der Dornen angeglichen. Alternativ dazu sind die Muster nicht gleich und/oder auch nicht angeglichen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung begrenzen die Streben von der Struktur her die relative Bewegung zwischen den Dornen und/oder den Teilen des Distanzstücks, vorzugsweise durch Widerstand der Bewegung von zwei Punkten, die von zwei Dornen verbunden sind, aufeinander zu (oder voneinander weg). Alternativ dazu oder zusätzlich können die Streben andere strukturelle Unterstützung leisten, beispielsweise, zur Einschränkung der relativen Bewegung von zwei Punkten nach außen, zur Einschränkung der Expansion von einem Teil des Distanzstücks, zur Einschränkung bestimmter Deformierungen eines Distanzstücks unter Krafteinwirkungen und/oder zur Einschränkung des Dornfortsatzes.
Alternativ dazu oder zusätzlich zur Verwendung von Streben kann eine oder mehrere dieser Funktionen der Streben durch Litzendrähte erreicht werden. Soweit sie hier verwendet werden, unterscheiden sich Drähte und Streben, (wobei beide Beispiele von einhakenden Elementen darstellen) in ihrer relativen Starrheit und Dicke. Außerdem behalten Streben in der Regel dieselbe feste Konfiguration, wenn das Distanzstücke expandiert wurde und wenn es eingeknickt wird (oder an vorbestimmten Punkten sich zusammenfaltet), während Drähte ihre Konfiguration ändern können, beispielsweise wenn sie gefaltet werden, wenn das Distanzstück einknickt, oder vorstehen, wenn das Distanzstücke expandiert. Alternativ dazu oder zusätzlich zu diesen Strukturfunktionen können Streben und Drähte verwendet werden, um eine gewünschte Kontaktfläche zu erhalten, beispielsweise zur Unterstützung der Fusion mit dem Knochen oder der Einschränkung der Einbettung oder Eingrabungen der Dornen in den umliegenden Knochen.
In einer bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung besitzen die sich verhakenden Elemente einen festen Querschnitt. Alternativ dazu können der Querschnitt und/oder die mechanischen Eigenschaften hinsichtlich der Länge, Breite oder Dicke der verhakenden Elemente unterschiedlich ausfallen. Möglicherweise haben verschiedene verhakende Elemente (z. B. unterschiedliche Streben) auch unterschiedliche Geometrien und Materialeigenschaften.
Ein Aspekt bei manchen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung bezieht sich auf den Verschlussmechanismus für axial sich zusammenziehende Distanzstücke. In einer vorgezogenen Ausführungsform der Erfindung macht der Verschlussmechanismus einen inneren Bolzen des Distanzstücks mit einem äußeren Teil des Distanzstücks fest. Vorzugsweise wird der Verschluss durch Einziehen eines Teils, was zum Zusammenziehen des Distanzstücks verwendet wird, aktiviert. Alternativ dazu wird der Verschluss durch Vorziehen und/oder Rotieren des Teils aktiviert. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Verschlussmechanismus und auch der Freistellungsmechanismus durch das Distanzstücke aktiviert, das seine axiale Kontraktion vollzieht.
Ein Aspekt von manchen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung bezieht sich auf ein Gewebe ausgrabendes Werkzeug, was sich insbesondere zum Entfernen der Bandscheibe eignet. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das Werkzeug aus einem verlängerten Teil, was an seinem Ende ein ausführbares Teil aufweist, der mehrere Dornen besitzt. Dieses Werkzeug kann in die Wirbelsäule mit einem kleinen Durchmesser eingeführt werden, und die Dornen werden dann ausgefahren. Das Ausgraben des Gewebes wird vorzugsweise durch Rotation des Werkzeugs ausgeführt, damit die Dornen das Gewebe der Bandscheibe abtrennen. Vorzugsweise ist das Werkzeug hohl, damit das ausgegrabene Gewebe darin aus dem Zwischenwirbelbereich herausgesaugt werden kann. Alternativ dazu oder zusätzlich kann das Werkzeug gebogen werden, um so vom Eintritt des Werkzeugs schräg entfernte Orte erreichen zu können. Alternativ dazu oder zusätzlich kann in den Hohlraum des Werkzeugs ein Führungsstab eingeführt werden, um es so an verschiedene Orte im Zwischenwirbelbereich zu führen. Das Werkzeug wird vorzugsweise aus Metall bebildet, es kann aber auch aus anderen Materialien wie z. B. Kunststoff gebildet werden. Die Rotationsgeschwindigkeit des Werkzeugs kann einen niedrigen, beispielsweise 100 UPM oder hohe, beispielsweise 3000 UPM betragen. In manchen Ausführungen weisen die Dornen scharfe Enden auf, während in anderen Ausführungen solche scharfen Enden nicht erforderlich sind oder nicht gestellt werden.
Ein Aspekt bei manchen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung bezieht sich auf die Verwendung von einer expandierbaren Röhrchen- und Dornstruktur für andere Verwendungen, wie beispielsweise für die Verankerung von Knochen, das Implantieren von Zähnen und zur Unterstützung von Knochenbrüchen, einschließlich beispielsweise lange, kurze und verbogene Knochen als Knochenanker, (vorzugsweise innerhalb des Knochenmarkkanals), für ein Gelenk, wie ein Hüft- oder Fingergelenk und oder für sich langsam verändernde Knochenstrukturen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Distanzstücke in den Knochen, der modifiziert oder unterstützt werden soll, mit einer Nadel eingeführt. In einem Beispiel wird das Distanzstück in nicht expandierter Konfiguration eingeführt und wenn sich die Knochensegmente angeglichen haben, beispielsweise mithilfe von Röntgenbildtechnik, wird das Distanzstücke expandiert, um die Knochensegmente zu greifen und möglicherweise zusammenzuführen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Distanzstück entfernt werden, sobald der Knochen verbunden ist, indem das Distanzstück einknickt und mit einer dünnen Kanüle entfernt wird.
Ein Aspekt bei manchen bevorzugten Ausführungen vor der Erfindung bezieht sich auf die Steuerung der Konfiguration eines implantierten Distanzstücks mithilfe von extern ausgeführter Energie- bzw. Lenkungsmechanismen. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die Expansion des Distanzstücks erhöht und/oder verringert, was durch die von außen ausgeführten Energie- oder Steuersignale geleitet wird. Vorzugsweisen wird eine derartigen Erhöhung oder Verringerung der Expansionen dazu verwendet, um Knochen, in welche das Distanzstück implantiert ist, zu krümmen, auszurichten, zu verlängern, zu verkürzen, zu verdrehen oder anderweitig zu modellieren, wie beispielsweise Rippen- oder Beinknochen. In einem Beispiel werden Knochen mithilfe eines Distanzstücks, dessen Krümmung im Verhältnis zu seiner Achsenlänge steht, gekrümmt oder ausgerichtet. Vorzugsweise weitet sich ein Distanzstück für die Knochenmodellierung aus oder zieht sich automatisch um eine vorbestimmte Menge jeden Tag zusammen, als Antwort auf einem von außen kommenden Befehl oder Mithilfe eines Sperrklinkenmechanismus.
Ein Aspekt bei manchen bevorzugten Ausführungen der Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines implantierten Distanzstücks zur Berichterstattung von internen physiologischen Parametern. In einem Beispiel dokumentierte ein Distanzstück den Grad des Knocheneinwuchses, wodurch der behandelnde Arzt den Heilungsprozess genau beobachten kann. In einem anderen Beispiel dokumentierte das Distanzstück bestehende Drehungen und Druckausrichtungen, wodurch der behandelnde Arzt in der Lage ist, strukturelle Probleme des Knochens oder des Distanzstücks zu messen. In einer bevorzugten Ausführungen der Erfindung wird ein Sensor, (beispielsweise ein Silikondruck- oder Belastungssensor) in das Distanzstücke integriert. Alternativ dazu kann der Körper des Distanzstücks selbst zumindest einige Funktionen des Sensors übernehmen, beispielsweise durch einen Vibrationsmodus des Distanzstücks, was auf Knochenwachstum reagiert und/oder durch Aufzeichnung (mithilfe von medizinischen Bildtechniken) der Veränderungen in der Konfiguration des Geräts und besonders der Veränderungen der Konfiguration an bestimmten, drucksensitiven Teilen davon. Ein derartiger drucksensitiver Teil kann beispielsweise in der Form einer hohlen Metallblase vorkommen, die durch externe Kräfte des wachsenden Knochens zusammengedrückt wird. Die Form der Blase kann genau bestimmt werden, beispielsweise mithilfe von Röntgentechnik oder durch Analyse der Resonanzcharakteristika des Distanzstücks.
In Einklang mit einer bevorzugten Ausführung der Erfindung gibt es ein expandiertes Distanzstück, das Folgendes umfasst:
ein axiales Röhrchen mit einer Oberfläche, einem proximalen Ende, einem distalen Ende und einer Länge,
wobei die Oberfläche mehrere Schlitze definiert, die mindestens zwei axial verschobene Fortsätze so definieren, dass sie, wenn das Röhrchen axial zusammengedrückt wird, die Fortsätze aus der Oberfläche heraus erstrecken und eine Geometrie eines expandierten Distanzstücks definieren.
Vorzugsweise gibt es mindestens zwei axial verschobene Fortsätze, die mindestens drei Fortsätze umfassen, die sich in mindestens drei verschiedenen Richtungen von dem Röhrchen aus erstrecken. Alternativ dazu oder zusätzlich gibt es mindestens zwei axial verschobene Fortsätze, die mindestens vier Fortsätze umfassen, die sich in mindestens vier verschiedenen Richtungen von dem Röhrchen aus erstrecken.
Bei einer bevorzugten Ausführungen der Erfindung sind die Schlitze gerade. Alternativ dazu oder zusätzlich sind die Schlitze gekrümmt.
Bei einer bevorzugten Ausführungen der Erfindung sind die Schlitze durch einen Schnitt in dem Röhrchen definiert.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Schlitze durch einen aus dem Röhrchen entfernten Abschnitt definiert.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung verlaufen diese Schlitze im Wesentlichen parallel zur Achse des Röhrchens.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung verlaufen diese Schlitze im Wesentlichen nicht parallel zur Achse des Röhrchens
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Schlitze in Paare mit der gleichen Länge angeordnet.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Schlitze in Paaren mit unterschiedlicher Länge angeordnet.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung überlappen axial die zu einem Fortsatz gehörenden Schlitze mit Schlitzen, die zu einem zweiten axial verschoben Fortsatz gehören.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung definiert das proximale Ende des Röhrchen eine proximale Endkappe, die außerhalb eines durch die Geometrie der ausgebreiteten Fortsätze definierten Volumens verläuft.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung definiert das distale Ende des Röhrchens eine distale Endkappe, die außerhalb eines durch die Geometrie der ausgebreiteten Fortsätze definierten Volumens verläuft. Alternativ dazu schließt mindestens einer der Fortsätze mit dem proximalen Ende des Röhrchens in gleicher Höhe ab. Alternativ dazu schließt mindestens einer der Fortsätze mit dem distalen Ende des Röhrchens in gleicher Höhe ab.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst das Distanzstück mindestens eine sich axial von dem Distanzstück aus erstreckende Spitze, die in an dem Distanzstück anliegendes Gewebe eingreift. Vorzugsweise umfasst die mindestens eine Spitze mindestens zwei Spitzen, die sich vom Distanzstück aus erstrecken.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst das Distanzstück einen Innenbolzen. Vorzugsweisen besitzt der Innenbolzen eine glatte Außenfläche. Alternativ dazu hat der Innenbolzen eine Außenfläche mit Gewinde.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung besitzt der Bolzen eine Basis, deren Außendurchmesser größer ist als ein Innendurchmesser des Röhrchens, sodass die Basis axiale Bewegungen des Röhrchens in einer Richtung im Verhältnis zu dem Bolzen einschränkt.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung besitzt der Bolzen einen Kopf, der an mindestens einem Ende des Röhrchens verriegelt ist, um eine axiale Expansion des Röhrchen zu verhindern. Vorzugsweise ist der Kopf so angepasst, dass er mindestens einen sich von dem Röhrchen aus zu dem Bolzenkopf hin erstreckenden Vorsprung in Eingriff nimmt. Vorzugsweise umfasst der Kopf mindestens einen sich von ihm aus zu dem Röhrchen hin erstreckenden Vorsprung, der das Röhrchen in Eingriff nimmt. Vorzugsweise umfasst der Kopf einen Flansch, der so aufgeweitet ist, dass er einen Außendurchmesser besitzt, der größer ist als der Innendurchmesser des Röhrchens.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Bolzen so angepasst, dass er während des Einsatzes des Distanzstücks ein Stangenelement zum Halten des Bolzens in Eingriff nimmt. Vorzugsweise hat der Bolzen für das in Eingriff nehmen des Stangenelements ein Innengewinde. Alternativ dazu nimmt der Bolzen das Stangenelement mechanisch in Eingriff, solange ein Kopf des Bolzens von dem Röhrchen eingespannt wird.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst das Distanzstück mehrere Segmente, wobei jedes Segment einen oder mehrere Fortsätze definiert, die sich von dem Distanzstück aus erstrecken. Vorzugsweise umfasst das Distanzstück mindestens zwei Segmentarten, wobei jede Segmentart Fortsätze definiert, die sich im Verhältnis zum Röhrchen in verschiedene Richtungen erstrecken. Vorzugsweise umfassen die zwei Segmentarten ein horizontales Segment, das zwei Fortsätze definiert, die sich an einer Linie entlang erstrecken, und ein Segment, das vier Fortsätze definiert, die sich in einem Winkel von etwa 45 Grad zu den beiden Fortsätzen erstrecken.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung verläuft die Fortsatzrichtung von mindestens einem der mindestens zwei Fortsätze senkrecht zu dem Röhrchen.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung definiert die Fortsatzrichtung von mindestens einem der zwei Fortsätze mit der Achse des Röhrchens in einer Ebene, die die Achse des Röhrchens enthält, einen spitzen Winkel.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung erstreckt sich mindestens einer der mindestens zwei Fortsätze nicht in einer senkrecht zu dem Röhrchen verlaufenden Richtung.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung besitzt mindestens einer der mindestens zwei Fortsätze in einer die Achse des Röhrchens enthaltenden Ebene ein Profil eines Dreiecks, wobei eine Spitze des Dreiecks von dem Röhrchen weg zeigt.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung besitzt mindestens einer der mindestens zwei Fortsätze in einer die Achse des Röhrchen enthaltenen Ebene ein gekrümmtes Profil.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung besitzt mindestens einer der mindestens zwei Fortsätze in einer die Achse des Röhrchen enthaltenen Ebene ein Profil, dass sich in einer Richtung von dem Röhrchen weg verengt und dann aufweitet.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung besitzt mindestens einer der mindestens zwei Fortsätze in einer zur Achse des Röhrchen senkrechten Ebene ein Profil, dass sich in einer Richtung von dem Röhrchen weg verengt.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung besitzt mindestens einer der mindestens zwei Fortsätze in einer zur Achse des Röhrchen senkrechten Ebene ein Profil, dass sich in einer Richtung von dem Röhrchen weg verengt und dann aufweitet.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung besitzt mindestens einer der mindestens zwei Fortsätze in einer zur Achse des Röhrchen senkrechten Ebene ein gleichförmiges Profil.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung besitzt mindestens einer der mindestens zwei Fortsätze ein Profil mit einem spitzen oberen Ende besitzt. Alternativ besitzt mindestens einer der mindestens zwei Fortsätze ein Profil, das im Wesentlichen die gleiche Größe als eine Basis des Fortsatzes aufweist. Alternativ dazu besitzt mindestens einer der mindestens zwei Fortsätze ein Profil, das im Wesentlichen größer als eine Basis des Fortsatzes ist.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Fortsätze ungleichmäßig an der Achse entlang verteilt. Alternativ dazu sind die Fortsätze gleichmäßig an der Achse entlang verteilt.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Fortsätze ungleichmäßig an einem Umfang des Röhrchens entlang verteilt. Alternativ dazu sind die Fortsätze gleichmäßig an einem Umfang des Röhrchens entlang verteilt.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung besitzen die verschiedenen Fortsätze unterschiedliche Geometrien. Alternativ dazu oder zusätzlich sind die Fortsätze in einem spiralförmigen Muster verteilt. Alternativ dazu oder zusätzlich ist die Achse des Röhrchens zu einer Achse der expandierten Geometrie koaxial.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Achse des Röhrchen zu einer Achse der expandierten Geometrie parallel.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Achse des Röhrchens nicht zu einer Achse der expandierten Geometrie parallel. Vorzugsweise sind die Achse des Röhrchens und die Achse der expandierten Geometrie für das schräge Einführen eines Distanzstückes ausgelegt, das in seinem expandierten Zustand mit dem Wirbel ausgerichtet werden soll.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Querschnitt der expandierten Geometrie des Distanzstücks ein Kreis.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Querschnitt der expandierten Geometrie des Distanzstücks ein Rechteck.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung verändert sich ein Querschnitt der expandierten Geometrie an einer Achse der expandierten Geometrie entlang.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung verändert sich ein Durchmesser des Querschnitts der expandierten Geometrien an einer Achse der expandierten Geometrie entlang. Vorzugsweise ist der Querschnitt rechteckig und der Durchmesser des Querschnitts vergrößert sich an der Achse der expandierten Geometrie entlang.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung verändert sich ein Durchmesser des Querschnitts des Röhrchen an einer Achse des Röhrchens entlang. Alternativ dazu oder zusätzlich verändert sich der Querschnitt des Röhrchens an einer Achse des Röhrchens entlang.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung besitzt das Röhrchen einen kreisförmigen Querschnitt.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung besitzt das Röhrchen einen elliptischen Querschnitt.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung besitzt das Röhrchen einen rechteckigen Querschnitts. Alternativ dazu oder zusätzlich ist die Achse des Röhrchens gekrümmt, wenn das Distanzstück nicht expandiert ist.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Achse des Röhrchens gerade, wenn das Distanzstück nicht expandiert ist. Alternativ oder zusätzlich dazu ist die Achse des Röhrchens gekrümmt, wenn das Distanzstück expandiert ist.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Achse des Röhrchens gerade, wenn das Distanzstück expandiert ist.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst das Distanzstück einen Speerklinkenmechanismus, der das Distanzstück in einer expandierten Konfiguration hält.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst das Distanzstück mindestens einen Teil, der das axiale Zusammenziehen des Distanzstücks verhindert. Vorzugsweise umfasst mindestens ein Distanzstückteil ein Paar Zungen, die aneinander anstoßen, wenn das Distanzstück axial zusammengezogen wird. Alternativ dazu und zusätzlich umfasst mindestens ein Distanzstückteil ein schmales Stück, das sich zusammenfaltet und eine Dicke zwischen zwei sich gegenüberliegenden Seiten des Distanzstücks bildet, die verhindert, dass die sich gegenüberliegenden Seiten zusammentreffen.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst das Distanzstück mindestens an einem der Fortsätze mindestens einen Vorsprung, der ein Ausknicken des Fortsatzes verhindert.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst das Distanzstücke an mindestens einem der Fortsätze mindestens einen Vorsprung, der die beiden Fortsätze miteinander verriegelt.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst das Distanzstücke mindestens ein Verbindungselement, das die Fortsätze miteinander verbindet, wenn sie expandiert sind. Vorzugsweise umfasst das Verbindungselement einen Litzendraht. Alternativ dazu umfasst das Verbindungselement eine im Wesentlichen starre Strebe.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst mindestens einer der Fortsätze ausschließlich Biegeverbindungsstellen.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst mindestens einer der Fortsätze mindestens eine Verdrehverbindungsstelle.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst mindestens einer der Fortsätze einen Aufklappfortsatz, bei dem ein wesentlicher axialer Abschnitt des Röhrchens von diesem abgehoben wird und die expandierte Geometrie bildet.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst mindestens einer der Fortsätze mindestens zwei Schenkel, die durch einen oberes Ende des Fortsatzes aneinander befestigt sind.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst mindestens eine der Fortsätze mindestens drei Schenkel, die durch einen oberes Ende des Fortsatzes aneinander befestigt sind.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst mindestens einer der Fortsätze mindestens vier Schenkel die durch einen oberes Ende des Fortsatzes aneinander befestigt sind.
Alternativ dazu oder zusätzlich umfasst mindestens einer der Fortsätze mindestens zwei Schenkel, die mit der Achse des Röhrchens ausgerichtet sind. Alternativ dazu und/oder zusätzlich sind an dem Distanzstück mehrere geglühte bzw. getemperte Stellen bereitgestellt, die die Expansion des Distanzstücks unterstützen. Alternativ dazu oder zusätzlich sind bei dem Distanzstück mehrere geätzte Stellen bereitgestellt, die die Expansion des Distanzstücks unterstützen. Alternativ dazu oder zusätzlich sind bei dem Distanzstück mehrere Löcher bereitgestellt, die die Expansion des Distanzstücks unterstützen. Vorzugsweise verteilen die Löcher die Belastung in dem Distanzstück.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird das Distanzstück an eine Einheit geglüht bzw. getempert.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst das Distanzstück Mittel, mit denen die axiale Länge des Distanzstücks mit der Zeit verändert werden kann, wenn das Distanzstück implantiert worden ist. Alternativ dazu oder zusätzlich ist das Distanzstück aus Metall gebildet. Alternativ dazu ist das Distanzstück aus Kunststoff gebildet.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das Distanzstück aus einer Kombination verschiedener Zonen aus unterschiedlichen Materialien gebildet.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst das Distanzstück ein elastisches Material, dass durch die Verformung der Fortsätze elastisch geformt wird. Alternativ dazu oder zusätzlich umfasst das Distanzstück ein plastisches Material, dass durch die Verformung der Fortsätze plastisch verformt wird. Alternativ dazu oder zusätzlich umfasst das Distanzstück ein superelastisches Material, dass durch die Verformung der Fortsätze superelastisch geformt wird. Alternativ dazu oder zusätzlich umfasst das Distanzstück ein Formgedächtnismaterial.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das Distanzstück so angepasst, dass es unter axialen Drücken von mehr als 20 kg axial verformt wird. Alternativ dazu oder zusätzlich ist das Distanzstück so angepasst, dass es unter axialem Druck von mehr als 30 kg axial verformt wird. Alternativ dazu oder zusätzlich ist das Distanzstück so angepasst, dass es unter axialem Druck von mehr als 50 kg axial verformt wird. Alternativ dazu oder zusätzlich ist das Distanzstück so angepasst, dass es unter axialem Druck von mehr als 70 kg axial verformt wird. Alternativ dazu oder zusätzlich ist das Distanzstück so angepasst, dass es unter axialem Druck von mehr als 90 kg axial verformt wird
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das Distanzstück so angepasst, das es in einem Wirbel eines aktiven Menschen expandiert bleibt, wenn es so untergebracht ist, dass die Achse des Röhrchen senkrecht zur Wirbelsäule des Menschen verläuft. Alternativ dazu oder zusätzlich ist der Durchmesser des Querschnitts des Röhrchens kleiner als die Hälfte des maximalen Durchmessers des Querschnitts der expandierten Geometrie.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Durchmesser des Querschnitts des Röhrchens kleiner als ein Viertel des maximalen Durchmessers des Querschnitts der expandierten Geometrie.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die expandierte Geometrie so bemessen, dass sie zwischen zwei menschliche Wirbel passt.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung besitzen die Fortsätze Spitzen, und die Spitzen haben mit der Distanzstückgeometrie einen Oberflächenfüllfaktor von mindestens 20 Prozent in Bezug zu der Kontaktoberfläche eines Zielwirbels.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung besitzen die Fortsätze Spitzen, und die Spitzen haben mit der Distanzstückgeometrie einen Oberflächenfüllfaktor von mindestens 40 Prozent in Bezug zu der Kontaktoberfläche eines Zielwirbels.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung besitzen die Fortsätze Spitzen, die eine Oberfläche des Zielwirbels berühren und die Spitzen mit der Distanzstückgeometrie einen Oberflächenfüllfaktor von mindestens 60 Prozent in Bezug zu der Kontaktoberfläche eines Zielwirbels haben.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung deckt die expandierte Geometrie mindestens 40 Prozent der Oberfläche eines Zielwirbels ab, die bis dahin eine Bandscheibe berührt hat.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung deckt die expandierte Geometrie mindestens 60 Prozent der Oberfläche eines Zielwirbels ab, die bis dahin eine Bandscheibe berührt hat.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung deckt die expandierte Geometrie mindestens 80 Prozent der Oberfläche eines Zielwirbels ab, die bis dahin eine Bandscheibe berührt hatte.
Im Einklang mit einer Ausführung der Erfindung, gibt es ein Distanzstück, der einen länglichen Körper mit einer Oberfläche und einem maximalen Querschnitt an einem Teil davon umfasst, sowie eine Vielzahl von mindestens zwei axial verschobenen Fortsätzen, die sich radial von dem Körper aus erstrecken, wobei die Fortsätze an mindestens 40 Prozent des Körpers einschließlich des Teils axial dicht zusammengedrängt sind, sodass mindestens 50 Prozent eines Oberflächenbereichs des Körpers von Fortsätzen abgedeckt werden, wobei die dicht zusammengedrängten Fortsätze einen Querschnitt mit einem Durchmesser definieren, der mindestens zweimal so groß ist wie ein Durchmesser des Querschnitts des Körpers, und wobei die Fortsätze aus der Oberfläche gebildet werden. Vorzugsweise sind die Fortsätze an mindestens 50 Prozent des Körpers dicht zusammengedrängt. Alternativ dazu oder zusätzlich sind die Fortsätze an mindestens 70 Prozent des Körpers dicht zusammengedrängt. Möglicherweise kann das Distanzstück mit einer biologisch aktiven Beschichtung beschichtet werden. Vorzugsweise verzögert diese biologisch aktive Beschichtung das Einwachsen von Knochen. Alternativ dazu oder zusätzlich fördert die biologisch aktive Beschichtung das Einwachsen von Knochen. Wahlweise umfassen die Fortsätze Dornen. Und wahlweise besitzt mindestens ein erster der Fortsätze, der dafür ausgelegt ist, eine größere Belastung zu tragen, im Vergleich zu einem zweiten Fortsatz eine erhöhte Festigkeit. Wahlweise besitzt das Distanzstück eine Winkelausrichtung. Wahlweise sind mindestens zwei der mindestens zwei Fortsätze so ausgelegt, dass sie zwei Wirbel auseinander erhalten. Wahlweise ist das Distanzstück lordotisch. Wahlweise ist mindestens einer der Fortsätze so angepasst, dass er sich in Wirbelknochen einbettet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden detaillierten Beschreibungen der bevorzugten Ausführungen der Erfindung und durch die beigefügten Zeichnungen besser verstanden, demgemäß:
1A zeigt eine flache Projektion eines expandierten Distanzstücks, in einer nicht expandierten Konfiguration gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung.
1B zeigt eine perspektivische Ansicht eines Distanzstücks der 1A.
1C zeigt eine axiale flache Darstellung und eine flache Vorderansicht des Distanzstücks von 1 in einer expandierten Konfiguration.
1D zeigt eine perspektivische Ansicht eines Distanzstücks von 1A in einer expandierten Konfiguration.
2A–2D stellen den Prozess des Einführens und Expandierens eines Distanzstücks gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung dar.
2E–2G zeigen Kontrollmethoden einer Expansion eines Distanzstückes gemäß bevorzugten Ausführungen der Erfindung.
Die 2H–2J stellen entfernbare und/oder anpassbare Distanzstücke gemäß bevorzugten Ausführungen der Erfindung dar.
2K–2L stellen geformte Spitzen zur Steuerung der Expansion eines Distanzstücks gemäß bevorzugten Ausführungen der Erfindung gar.
2M ist ein ausgebreitetes Layout eines Distanzstücks einschließlich eines die Expansion beschränkenden Drahtes gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung.
2N ist ein ausgebreitetes Layout eines sich selbst biegenden Distanzstücks gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung.
2O stellt ein Distanzstück mit einer internen Endkappe gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung dar.
2P stellt ein Distanzstück dar, was eine ausgeknickte Achse aufweist, die gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung nicht parallel zu einer expandierten Achse des Distanzstücks verläuft.
3A–3E stellen axiale Ansichten von Distanzstücken mit Streben gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung dar
3F–3M stellen eine Methode des Anbringens von Streben zwischen den Dornen dar, in diesem Beispiel Streben, die das Distanzstück an den Dornenspitzen umringen.
4A zeigt eine flache Projektion eines Distanzstücks dar, was im expandierten Zustand ein rechteckiges Profil aufweist, in einer nicht expandierten Konfiguration gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung.
4B zeigt sowohl eine axiale Darstellungen als auch eine flache Darstellung der Ansicht eines Distanzstücks der 4A in einer expandierten Konfiguration.
4C ist eine perspektivische Ansicht eines Distanzstücks von 4A in einer expandierten Konfiguration.
4D stellt Variationen eines Distanzstücks von 4A–4C, in welchem sich die Dornen nur in sechs axialen Richtungen und nicht in acht gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ausstrecken.
4E zeigt eine Distanzstückkonfiguration, in welcher ein Distanzstück innerhalb eines anderen Distanzstücks expandiert ist.
5 stellt ein Distanzstück dar, auf welchem Schlitze auf dem Distanzstück in spiralförmigen Muster angebracht sind.
Die 6A–6V stellen Variationen von Dornen und/oder Dornenorientierungen gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung dar.
6W und 6X stellen Dornen dar, die Bereiche aufweisen, die sich bei der Expansion des Distanzstücks verdrehen.
Die 6XA–6XC stellen einen Dorn mit flacher Oberfläche gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung dar.
Die 6XD–6XL stellen einen Dorn mit flacher Oberfläche gemäß einer anderen bevorzugten Ausführung der Erfindung dar
Die 6XI–6XL stellen eine Methode zur Entfernung von Teilen auf dem Distanzstück zum Erhalt einer gewünschten Dornenform dar.
7 stellt Vorsprünge auf einem Teil des Distanzstücks gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung dar.
Die 8A–8B zeigen Distanzstücke, bei denen die axiale Einschränkung des Distanzstücks durch das Design eines Röhrchenteils auf dem Distanzstück gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung eingeschränkt ist
9A zeigt ein ausgrabendes Werkzeug gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung.
9B stellt das Werkzeug von 9A in einer gebogenen Konfiguration gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung dar.
Die 10A–10C stellen ein expandierbares Knochenimplantat gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung dar.
11 ist eine Explosionsdarstellung eines Zahnimplantats gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung.
Die 12A–12C stellen die Verwendung eines axial zusammenziehenden Gewebeverschlusses gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung dar.
Die 13A–13C stellen eine Methode zur Kontrolle der Expansion eines Distanzstücks gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung dar.
Die 14A–14B stellen einen auf Rippen basierenden Verschlussmechanismus dar, bei dem eine oder mehrere Verschlussrippen von einem Bolzen zur Eingriffnahme des Distanzstücks gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung herausragen.
15A und 15B stellen einen Verschlussmechanismus ähnlich dem der 14A–14B dar, der eine plastische Deformierung gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung verwendet.
Die 16A–16F stellen einen Verschlussmechanismus dar, der gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung einen expandierenden Flansch aufweist.
Die 17A–17C stellen einen alternativen Verschlussmechanismus dar, bei dem auf einem Distanzstück befindliche Rippen einen innerhalb des Distanzstücks befindlichen Bolzen gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung in Eingriff nehmen.
Die 18A–18D zeigen einen Verschlussmechanismus, beim welchem sich die Rippen auf einem Bolzen ausstrecken, wenn ein Stangenelement auf dem Bolzen gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung eingefahren wird.
Die 19A–19C zeigen einen auf einen Ring basierenden Verschlussmechanismus gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung.
20 zeigt einen Teil eines Distanzstückes, bei dem mehrere verbundene Stellen auf Stellen hinweisen, die geglüht bzw. getempert werden müssen, um die Expansion des Distanzstück gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung zu unterstützten.
Die 21A und 21B stellen Dornenentwürfe zur Verminderung der Spannung gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung dar.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN EINES BASISDISTANZSTÜCKS (KÄFIG)
1A zeigt eine flache Projektion eines expandierten Distanzstücks 20 in einer nicht expandierten Konfiguration gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung. 1B zeigt eine perspektivische Ansicht eines Distanzstücks 20, wobei das Distanzstück 20 ein verlängertes hohles Objekt 22 wie etwa ein Röhrchen ausweist, auf dem mehrere Dornen 24 (in einer abgeflachten Form) definiert sind, wobei jeder Dorn durch ein Paar Schlitze 26 definiert wird. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Querschnitt des Röhrchens 22 kreisförmig, wie es in der axialen Projektion 36 des Distanzstücks gezeigt wird. In der Ausführung, die in 1A gezeigt wird, enthält das Röhrchen 22 abwechselnd Dornensegmente 28 und nicht dornenartige Segmente 30. An einem Ende des Röhrchens ist vorzugsweise eine Endkappe 34 definiert. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Endkappe 34 hohl. Alternativ dazu ist die Endkappe 34 massiv, besteht aber vorzugsweise aus porösem Material oder weist Löcher auf, um damit das Einwachsen des Knochens zu fördern. Alternativ dazu oder zusätzlich zu der Endkappe 34, ist das Distanzstücke 20 an das Ende eines Röhrchens angebracht, sodass nur ein Teil des Röhrchens, vorzugsweise ein Endteil Schlitze definiert hat.
1C–1D zeigen ein Distanzstück 20 in einer expandierten Konfiguration, 1C zeigt dies in einer flache Projektion (seitlich und axial) und 1D zeigt eine perspektivische Ansicht. In einer expandierten Form strecken sich Dornen 28 aus und das Röhrchen 22 wird axial zusammengedrückt. Die nicht Dornen enthaltenden Segmente 30 und die Endkappe(n) 34 verzerren sich vorzugsweise nicht. Aus den Abbildungen wird ersichtlich, dass eine beträchtliche Expansion im Durchschnitt erreicht wurde, beispielsweise eine fünffache Expansion. Zusätzlich wurde eine beträchtliche axiale Kontraktion erreicht, was bei einem Vergleich der Dicke eines Domes 24 in 1C (38) mit 1A (28) ersichtlich wird.
Obwohl das Distanzstücke 20 derart beschrieben wurde, dass es Teile ohne Dornen enthält, ist es dennoch vorzuziehen, das in manchen bevorzugten Ausführungen der Erfindung keine Teile ohne Dornen definiert sind, beispielsweise wenn die Schlitze sich überlappen, was hier beispielhaft mit einer gepunkteten Linien 35 in 1A gezeigt wird.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weisen die Röhrchenschlitze 26 runde Löcher an ihren Enden auf, beispielsweise die Löcher 32. Vorzugsweise sind diese Löcher dafür definiert, um eine Vermehrung der Belastung und/oder mechanischer Fehler des Röhrchens 22 zu reduzieren. Alternativ dazu oder zusätzlich dienen die Löcher dazu, die Schlitzenden schwächer zu machen, sodass, wenn das Distanzstück 20 axial ausknickt, die Dornen 28 vorzugsweise an den Schlitzenden sich nach außen falten. Alternativ dazu oder zusätzlich können die Schlitze 26 die Löcher 33 in ihrer Mitte (die Spitze der Dornen 28) aufweisen, damit das Einfalten der Dornen an der Lochstelle gefördert wird.
Die obige Beschreibung stellt eine beschränkte Gruppe von Distanzstücken dar, und weiter unten werden weitere Variationen definiert.
BASISEINSATZMETHODE
Die 2A–D stellen den Prozess des Einführens und Expandierens des Distanzstücks 20 dar. In 2 befindet sich eine beschädigte Bandscheibe 54 in einem Zwischenwirbelraum 55 zwischen dem Wirbel 50 und dem Wirbel 52. Typischer Weise wird vor dem Einsetzen eines Distanzstücks zwischen zwei Wirbeln die Bandscheibe 54 teilweise oder gänzlich entfernt. Vorzugsweise wird die Bandscheibe 54 mit einem geringen chirurgischen Eingriff, vorzugsweise unter Verwendung von einer dünnen Nadel 56 entfernt, wie es z. B. unten in Bezug auf 9A und 9B beschrieben wird. Alternativ dazu wird ein laproskopischer Ansatz verwendet, was beispielsweise in WO 98/38918 beschrieben wird, bevorzugt unter höchster Vorsicht, um das Trauma des Patienten zu minimieren.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die gesamte knorpelige Endplatte entfernt, wie es laut Stand der Technik bekannt ist, was jedoch nicht erforderlich ist. Alternativ dazu oder zusätzlich werden mehrere Löcher an der Endplatte und oder am Wirbel selbst angebracht, um das Einwachsen des Knochens zu fördern.
In 2B wurde die Bandscheibe entfernt und ein Distanzstück 20 in den Zwischenwirbelraum 55 in einer nicht expandierten Konfiguration eingesetzt. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird das Distanzstück 20 an ein verlängertes Teil 60 montiert oder an dessen Ende angebracht. Vorzugsweise wird das Distanzstück 20 mithilfe einer Spritze oder einer „Schutzröhre” eingesetzt, die später wieder entfernt werden kann, sobald das Distanzstück eingesetzt wurde. Alternativ dazu oder zusätzlich kann das Distanzstück 20 mithilfe einer Röntgenstrahlführung eingesetzt werden, um dadurch eine Verletzung des Rückenmarks zu verhindern.
In 2C befindet sich das Distanzstück 20 in dem Prozess radial expandiert zu werden (und damit axial verkürzt zu werden). Ein Teil 62 des Distanzstücks ist expandiert, während die Länge 64 des Distanzstücks 62 noch nicht expandiert ist.
In 2D wird das Distanzstücke 20 radial über seine gesamte Expansionslänge entlang expandiert und füllt den Zwischenwirbelraum 55 aus. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird ein Befestigungsmaterial wie etwa Knochenzement oder eine Befestigungsmischung in den Zwischenwirbelraum 55 eingefüllt, um damit die Fusion von Wirbel 50 und Wirbel 52 zu fördern. Im Fall von Knochenzement bestehend aus Knochensplitter oder Knochenpulver benötigt ein derartiger Einsatz ungefähr eine Woche Bettruhe. Vorzugsweise ist das Distanzstück 20 steif genug, um bis zur Knochenbefestigung seine Form zu halten, so dass wenig oder keine Bettruhe erforderlich wird. Alternativ dazu oder zusätzlich wird zumindest eine gewisse Starrheit durch das Befestigungsmaterial erreicht. Alternativ dazu oder zusätzlich dient das Befestigungsmaterial als Füllmittel für den Raum und verleiht Druckstärke. Alternativ dazu oder zusätzlich zur Injektion von Befestigungsmaterial oder als Teil des Befestigungsmaterials können auch Wachstumshormone, Enzyme, antibakterielle Pharmazeutika, entzündungshemmende Verbindungen und/oder andere biologisch aktive Materialien in den Zwischenraum 55 injiziert werden, damit die Fusion oder andere erwünschte Effekte erzielt werden. Vorzugsweise erfüllt das Filmmaterial den gesamten Raum 55 und den angrenzenden Raum aus.
OrthoLogic Inc. aus Tempe stellt ein Gerät mit Namen „SpinaLogic” her, was offenkundig die Heilung durch Generierung von magnetischen Feldern fördert. Bei mancher Ausführung der Erfindung umfasst das Distanzstück magnetisches Material, wie etwa Ferrit (vorzugsweise als Kapsel oder in beschichteter Form) zur Steuerung der Feldlinien des magnetischen Feldes. Alternativ dazu oder zusätzlich kann das Gerät SpinaLogic zur Förderung des Heilungsprozesses in der standardmäßigen Art und Weise verwendet werden.
Eine der Patentanmeldungen, die oben aufgeführt sind und die derzeit eingereicht werden, beschreibt ein Beispiel eines Bandscheibenzugangs und ein Einsatzsystem für ein Distanzstück.
STEUERUNG DES EINWACHSENS
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung besteht dieser Knochenzement aus Knochensplitter und aus beispielsweise sphärisch, kubisch oder flach rechteckig geformte Splitter. Derartige Splitter können beispielsweise mithilfe einer Oszilliersäge und/oder Osteotome generiert werden. Unter Verwendung einer pituitären Zange oder Knochenimpaktor-Halterung können die Knochensplitter durch eine Zulieferungsröhre, typischer Weise durch dasselbe Röhrchen gefüllt werden, durch welches das Distanzstück befördert wird, was aber nicht notwendig ist. In einer Beispielsanwendung hat das Röhrchen einen Innendurchmesser von 6 mm, und daher sollten die Knochensplitter keinen größeren Durchmesser als 5,9 mm aufweisen.
Als Quellen für die Knochensplitter können beispielsweise trikortikale, autologe Crista- oder Fibulaspanverpflanzungen oder Kadaverknochen dienen. Alternativ dazu oder zusätzlich kann das Knochenzement einen Netzgewebe, Hydroxylapatit oder ein die Ossifikation beschleunigendes Material enthalten, wie es laut neusten Stands der Technik bekannt ist. Die Knochensplitter können so ausgewählt werden, damit sie zwischen die Dornen oder durch die Dornenseiten eines bestimmten Distanzstücks passen.
Bei einer bevorzugten alternativen Ausführung der Erfindung wird das Befestigungsmaterial durch das Teil 60, anstatt durch eine ein geschlossenes Röhrchen befördert, wie das in anderen Ausführungen der Erfindung der Fall ist, sodass kein Außenröhrchen vorgesehen ist oder das Teil 60 anstelle des Außenröhrchens fungiert, zumindest für einige der im Rückgrad vorgenommenen Aktivitäten. Alternativ dazu wird das Material durch eine Spritze eingeführt. Aus der Ansicht der 1D wird ersichtlich, dass in einer expandierten Konfiguration das Distanzstück 20 beachtliche Löcher zur Einführung von Knochenzement aufweist (und/oder neuen Knochenzuwachses), der zwischen den Zwischenwirbelraum 55 und dem Innenraum des Distanzstücks 20 fließt. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird das Distanzstück 20 mit einem das Knochenwachstum fördernden Material, wie etwa ein Hormon, beschichtet. Alternativ dazu oder zusätzlich wird das Distanzstück 20 mit einem Material beschichtet, an welches sich neuer Knochenzuwachs anheftet. Alternativ dazu oder zusätzlich weist das Distanzstück 20 eine raue Oberfläche zumindest auf Teilen davon auf, um dort das Anhaften des Knochens zu fördern. In einem Beispiel wird die Oberfläche durchs Sandstrahlung von einigen Teilen des Distanzstücks aufgeraut. Alternativ dazu oder zusätzlich kann das Distanzstück Löcher und oder kleine Vorsprünge aufweisen, um damit das Knochenwachstum zu fördern. Derartige Löcher können auf Teilen des Röhrchens und/oder auf den Dornen angebracht werden. Vorzugsweise werden die Flächen um diese Löcher derart behandelt, damit sie stärker ausfallen, damit die Existenz dieser Löcher sich nicht negativ auf die Expansionsgeometrie des Distanzstücks auswirkt.
Alternativ dazu werden mindestens einige Teile des Distanzstücks 20 derart behandelt, damit sie das Einwachsen des Knochens verlangsamen, indem sie beispielsweise radioaktiv gemacht oder mit einem Material beschichtet werden, was das Knochenwachstum verlangsamt. Ein derartiges Retardieren ist hilfreich, um das Entfernen des Distanzstücks (wie unten beschrieben) möglich zu machen. Vorzugsweise ist eine derartige Verlangsamung kurzfristiger Art und die Auswirkungen vermindern sich über die Zeit hinweg, damit wenn das Distanzstück nicht entfernt wird, der Knochen dort einwachsen kann. Alternativ dazu oder zusätzlich besitzt zumindest ein Teil des Distanzstücks eine Oberfläche oder eine Geometrie (z. B. keine Löcher), was nicht zur Förderung des Einwachsens des Knochens dient. Alternativ dazu oder zusätzlich kann das Distanzstück von einem nicht penetrierbaren Material umschlossen werden oder dieses umschließen, beispielsweise einen Ballon, wobei der Ballon durch die Expansion des Distanzstücks aufgeblasen wird. Möglicherweise trägt die Ballonoberfläche zu dem Anheften von Gewebe bei und/oder baut sich über die Zeit ab. Alternativ dazu ist der Ballon an der Längsseite eines Distanzstücks befestigt und das Distanzstück wird durch Aufblasen des Ballons expandiert.
Alternativ dazu kann ein Netzgewebe, ein Stoff oder ein Ballon in der Form verwendet werden, um den Kontakt zwischen dem Distanzstück und dem Knochen zu fördern, beispielsweise indem die Kontaktfläche erhöht wird oder Kontaktpunkte mit hohem Druck zwischen dem Distanzstück und den umliegenden Knochen mit Ausnahme von einigen gewünschten Stellen verhindert werden.
Das äußere Netzgewebe und/oder der Ballon werden vorzugsweise vorher in das Distanzstück eingeführt und das Distanzstück wird dann in dem Netzgewebe oder Ballon expandiert. Alternativ dazu wird das Netzgewebe oder der Ballon auf das Distanzstück vor dem Einbringen des Distanzstücks in den Körper aufmontiert. Das Netzgewebe ist möglicherweise bioabsorbierbar, so dass es sich auflöst, nachdem der Knochen in das Netzgewebe eingewachsen ist. Alternativ zu einem Netzgewebe kann ein sehr eng gewebter Stoff oder ein Filz verwendet werden. Dem heutigen Stand der Technik sind viele vorübergehende Knocheneinwachsstrukturen bekannt, die hier zwischen (und/oder innerhalb) dem Distanzstücks und dem Knochen verwendet werden können.
KÜRZEN DES DISTANZSTÜCKS
Der nächste Schritt der Implementierungsmethode betrifft vorzugsweise den Verschluss eines Einschnitts, der zum Einführen des Distanzstücks 20, oder was eher der Fall ist, bei einer Prozedur mit minimalem chirurgischen Eingriff zum Herausziehen des Teils 60 benötigt wird. Bei manchen bevorzugten Ausführung der Erfindung wird nach der Entfernung des Teils 60 und nicht bei einem eingeführten Zustand des Teils 60 der Knochenzement mithilfe von einer Nadel injiziert.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird das Distanzstück 20 an ein Teil 60 angebracht, beispielsweise mithilfe eines Koppelteil mit Gewinde, damit am Ende der Prozedur das Teil 20 sich vom Distanzstücks 60 löst.
Alternativ dazu bildet das Distanzstück 20 einen Fortsatz des Teils 60 und in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird das Distanzstück 20 an dem Punkt oder in der Nähe des Punktes, an dem es in den Zwischenwirbelraum 55 eingeführt wird mithilfe eines Schneiderwerkzeugs, dass innerhalb oder über dem Teil 60 eingeführt wird, abgeschnitten. Alternativ dazu wird das Teil 60 von dem Distanzstück 20 abgedreht. Vorzugsweise wird das Teil 60 an der Verbindung mit dem Distanzstück 20 geschwächt. Es sei hier angemerkt dass die nicht expandierten Teile des Distanzstücks schwächer sind im Vergleich zu den expandierten Teilen (welche stark vom Knochen in Eingriff genommen werden können). Demzufolge kann der nicht expandierte Teil eines Distanzstücks 20 als schwacher Verbindungspunkt dienen. Möglicherweise wird das Teil 60 vom Distanzstück 20 abgedreht (und dann können eventuell entstandene scharfe Enden geglättet werden, möglicherweise unter Verwendung eines Werkzeugs, was über oder durch das Teil 60 eingeführt wird). Alternativ dazu oder zusätzlich weist das Distanzstück 20 eine Muffe auf, die den geschwächten Verbindungspunkt überlappt. Dadurch werden die gezackten Enden, wenn das Teil 60 abgedreht wird, durch die Muffe abgedeckt und geraten dadurch nicht in Kontakt mit dem Gewebe, was das Distanzstück umgibt. Alternativ dazu oder zusätzlich werden die gezackten Spitzen abgeschnitten, nachdem die Expansion des Distanzstücks beendet ist. Die Kappe kann ans Ende des Distanzstücks aufgeschraubt werden. Alternativ dazu oder zusätzlich weißt die Kappe die Form eines Bolzens auf, der am Ende eines verlängerten Teils mit Gewinde einen Endkappe besitzt. Das verlängerte Teil mit Gewinde nimmt das Distanzstück in Eingriff, möglicherweise am entfernten Ende und die Endkappe drückt gegen oder nimmt (möglicherweise mithilfe eines Gewindes) das nahe Ende des Distanzstücks in Eingriff. Andere Kürzungsmechanismen werden weiter unten beschrieben.
Alternativ dazu oder zusätzlich wird eine hervorstehender Teil des Distanzstücks (d. h. der aus dem Zwischenwirbelbereich 55 herausragt), nachdem das Distanzstück wie in 2D gezeigt expandiert wurde, abgeschnitten. Der entfernte Teil des Distanzstücks kann expandiert, teilweise expandiert oder nicht expandiert sein. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird dieser Schnitt von der Innenseite des Teils 20 durchgeführt, beispielsweise mithilfe eines rotierenden Schnittwerkzeugs, was auf ein enges verlängertes Teil, was in das Teil 60 eingeführt wird, montiert ist.
ANGLEICHEN DER DISTANZSTÜCKGRÖSSE
Eine wichtige Betrachtung beim Implantieren eines Distanzstücks ist die Sicherstellung, dass das Distanzstück 20 in den Zwischenwirbelraum 55 passt. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung steht eine Vielzahl von Distanzstücken (beispielsweise in einem Einbausatz) zur Einpflanzung zur Verfügung, wobei jedes eine unterschiedliche (zusammengedrückte) axiale Länge und/oder unterschiedlichen radiale Durchmesser aufweist. Die erforderliche Größe des Distanzstücks kann durch Messung an einem CT- oder Röntgenbild des Zwischenwirbelraums 55 ermittelt werden. Alternativ dazu kann ein expandiertes Element in den Zwischenwirbelraum eingeführt werden und durch den Grad der Expansion des Elements die Größte des zu füllenden Raumes und die erforderliche Geometrie des Distanzstücks geschätzt werden.
EINFÜHRUNGSRICHTUNG DES DISTANZSTÜCKS
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird der chirurgischen Eingriff am Rücken des Patienten ausgeführt. Alternativ dazu kann ein lateraler oder post-lateraler Einsatz gewählt werden. Es sei hier angemerkt, dass das implantierte Distanzstück während der Implantation sehr eng ist, damit es einfacher wird, den Einsatz zu planen und/oder eine Einsatzrichtung zu verwenden, die mit einem anderen Fusionsgerät nicht erreicht werden kann. Alternativ dazu oder zusätzlich sei hier angemerkt, dass das Distanzstück in manchen bevorzugten Ausführungen der Erfindung flexibel um seine Hauptachse gemacht wird, zumindest in seiner nicht expandierten Konfiguration und insbesondere aufgrund der Schlitze, die darauf angebracht sind. Demzufolge kann das Distanzstück in den Zwischenwirbelraum 55 mit einem gebogenen Führungsstab, möglicherweise mit einem biegbaren Führungsstab wie etwa ein Endoskop oder Katheter eingeführt werden. Alternativ dazu kann das Distanzstück, wenn es aus Formgedächtnismaterial hergestellt ist, auf eine Temperatur niedriger als die Temperatur abgekühlt werden, bei der es biegsam wird, damit es leicht gebogen werden kann. Alternativ dazu oder zusätzlich und insbesondere, wenn das Distanzstück elastisch oder superelastisch ist, wird das Distanzstück in einer gebogenen Konfiguration während der Einführung mithilfe eines gekrümmten Stabes, der durch das Distanzstück eingeführt wird, gehalten als Alternative oder zusätzlich zur Verwendung eines gekrümmten Außenröhrchens. 2P weiter unten beschreibt eine alternative Methode der Einführung, wobei der schmale Querschnitt des Distanzstück und die Flexibilität, die manche expandierbare Konstruktionen haben, zu Nutzen gemacht werden, um damit den Eingriff im Wirbel in einer bevorzugten Richtung durchzuführen.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird der Körper des Patienten weniger traumatisiert, wenn das Distanzstück schmal ist. Alternativ dazu oder zusätzlich kann das Trauma von früheren Anwendungen durch Verwendung eines engen Distanzstücks oder durch unterschiedliches chirurgisches Einführen vermieden werden. Es sei angemerkt, dass eine breite Palette einen Einführungsmethoden verwendet werden kann und auch ein chirurgische Einschnitt kann hier verwendet werden, wobei hier der Vorteil besteht, dass er nicht notwendig sein muss (oder weniger notwendig), weil durch so etwas Facettengelenke, Muskeln, Bänder, Blutgefäße, zur Wirbelsäule gehörende Prozesse und andere Körperstrukturen geopfert werden.
STEUERUNG DER DISTANZSTÜCKEXPANSION
Die 2E–2G zeigen verschiedene Methoden zur Durchführung und/oder Steuerung der Expansion eines Distanzstücks im Einklang mit bevorzugten Ausführungen der Erfindung. Bei 2, wie hier gezeigt, verläuft die Expansion im Wesentlichen ungesteuert. Ein Distanzstück 70 expandiert unter Verwendung eines Expansionsteils 72, der an seine Endkappe 74 montiert ist. Wenn das Teil 72 in Pfeilrichtung zum Distanzstück bewegt wird, wird durch die dadurch erzeugte Belastung das Distanzstück axial eingeknickt, und die Dornen strecken sich aus. Die Reihenfolge der Dornenexpansion hängt unter anderem von der relativen Steifheit der Dornen ab. Generell weisen alle Dornen ungefähr dieselbe Steifheit aus, sodass die Expansion schrittweise über das gesamte Distanzstück oder plötzlich an bestimmten Stellen, die zuerst ausstrecken, durchgeführten. Alternativ dazu kann das Distanzstück so konstruiert sein, dass manche Dornen schwacher entwickelt werden als andere Dornen, sodass sich damit eine gewisse Reihenfolge der Expansion der Dornen definieren lässt.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung beinhaltet die relative Bewegung des Teils 72 zuerst dass Teil 72 an einem Ort relativ zu den Wirbeln bleibt und dann das Distanzstücks 70 in Richtung des Endes des Teils 72 gedrückt wird. Vorzugsweise wird diese relative Bewegung durch eine direkte Kraftanwendung erreicht. Alternativ dazu kann diese relative Bewegung durch eine Schraubenbewegung erreicht werden, wodurch die Abstufung und Steuerung der Bewegung verbessert wird. Das Gewinde für das Distanzstück kann irgendwo auf dem Teil 60 angebracht sein. Bei manchen bevorzugten Ausführung der Erfindung weist das Distanzstück ein Innengewinde auf und zwar an dem der Endkappe 74 gegenüberliegenden Ende des Distanzstücks.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird am Ende des Expansionsprozesses der Teil 72 vom Distanzstück 70 entfernt, indem plötzlich Druckkräfte angewendet werden, um damit die Verbindung zwischen dem Teil und der Endkappe 74 zu trennen. Alternativ dazu wird der Teil 72 von der Endkappe 74 abgedreht. Alternativ dazu und insbesondere, wenn die relative Bewegung durch ein Gewinde am Distanzstück 20 erreicht wird, ist der Teil 72 an die Endkappe 74 mit einem Gewinde verbunden, dass vorzugsweise gegenläufig zu dem Gewinde des Distanzstücks verläuft. Demzufolge kann der Teil 72 abgeschaut werden. Bei manchen Ausführungen der Erfindung verläuft das Gewinde der Endkappe in derselben Richtung wie das Gewinde des Distanzstücks.
2F zeigt ein Distanzstück 80, was mithilfe eines internen Teils 82 expandiert wird. Im Gegensatz zu dem Beispiel von 2E verläuft die Expansion ihrer gesteuert, und dies geschieht mithilfe eines Stellrings 84, der sicherstellt, dass die Dornen von Distanzstück 80 sich nur an vorbestimmten Stellen ausstrecken. Vorzugsweise befinden sich die vorbestimmten Stellen am Ende des Stellrings 84. Alternativ dazu und wie es beispielhaft in 2G gezeigt wird, befinden sich die vorbestimmten Stellen vom Stellringende entfernt. Alternativ dazu oder zusätzlich zu einem externen Stellring 84 kann das Distanzstück 80 auch einen internen Stellring verwenden. Vorzugsweise nimmt der interne Stellring das Distanzstück 80 unter Verwendung eines externen auf dem Stellring befindliches Gewinde und/oder ein auf dem Distanzstück 80 befindliches internes Gewinde in Eingriff. Alternativ dazu oder zusätzlich wird kein Gewinde verwendet und das Distanzstück wird möglicherweise durch direktes Ziehen expandiert, wobei keine Schraubenbewegung notwendig ist.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung werden die Bewegungen des internen Stellrings und des externen Stellrings synchronisiert, um damit die Expansion des Distanzstück zu steuern. In einem Beispiel wird das Distanzstück aus dem externen Stellring herausgedrückt, indem der externe Stellring relativ zum Distanzstück gedreht wird (und vorzugsweise befindet sich eine Verbindung mit Gewinde zwischen beiden). Dadurch wird der gerade „extrudierte” Teil des Distanzstücks nicht expandiert und nicht zusammengedrückt. Danach oder wenn möglich gleichzeitig wird der interne Stellring oder der Teil 72 zurückgezogen, und wieder möglicherweise durch eine Drehung relativ zum Distanzstück (vorzugsweise unter Verwendung einer Verbindung mit Gewinde zwischen beiden), wodurch eine axiale Belastung auf dem Distanzstück entsteht, wodurch der gerade extrudierte Teil expandiert wird. Bei manchen Ausführungen werden der interne und externe Stellring simultan gedreht, wobei jeder Stellring jedoch bezüglich dem Distanzstück ein unterschiedliches Gewinde besitzt, das dieselbe Drehbewegung in eine unterschiedliche axiale Bewegung übersetzt.
Bei manchen Ausführungen wird das Teil 72 und/oder der interne Stellring in einem gewünschten Winkel relativ zum Distanzstück gehalten, was mithilfe einer im Teil befindlichen Rille geschieht, die in eine oder mehrere auf der Innenseite des Distanzstück befindlichen Bahnen oder Reihen von Vorsprüngen passt. Bei manchen Ausführungen sind die Bahnen, die Rillen, oder die Vorsprünge nicht in einer geraden Linie angelegt.
Weiter unten zeigen die 2K und 2L gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung geformte Spitzen von einem Stellring 84. Ein Zweck der Verformung ist eine bevorzugte Expansion von einem oder mehreren Dornen (die nicht vom Stellring zurückgehalten werden) im Verhältnis zu anderen Dornen, die zurückgehalten werden und damit die Expansion und/oder das Ausfahrern der Dornen auf dem Distanzstück gesteuert werden kann.
2 weiter vorne zeigt ein Distanzstück 90, dessen Expansion mithilfe eines externen Rahmen 92 gesteuert wird. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist der Rahmen 92 mehrere Löcher 94 auf. Wenn das Distanzstück 90 relativ zum Rahmen 92 bewegt wird, können sich die Dornen nur in vorbestimmten Löchern 94 ausstrecken. Die relative Bewegung des Distanzstück keinen durch eine der oben beschriebenen Techniken erreicht werden. Es sei jedoch angemerkt, dass, da das Distanzstück 90 gegen den Rahmen 92 gedrückt wird, bei manchen bevorzugten Ausführungen der Erfindung kein internes Teil erforderlich ist. Bei manchen bevorzugten Ausführungen der Erfindung befindet sich der Rahmen 92 auf der linken Seite im Körper. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weisen zumindest einige der Löcher 94 die Form von axialen oder schrägen Schlitzen auf, durch die die Dornen ausstrecken können. Demzufolge besteht in manchen Ausführungen der Rahmen 92 aus Zacken, die mit dem Stellring verbunden sind und diese Zacken definieren die oben genannten Schlitze die in Richtung zum Distanzstück geöffnet sind.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung kann ein derartiger Rahmen zur Steuerung der Krümmung eines soliden Teils, beispielsweise eines Litzendrahtes, in welchem die „Expansion” durch ein gerades Element erreicht wird, was sich in ein Element faltet, was die Form eines wellenförmiges Bandes aufweist (jeder Dorn bildet eine Krümmung). Vorzugsweise werden auf dem Litzendraht mehrere schwache Punkte, verstärkte Punkte und oder Flächen mit erhöhten Querschnitten geformt, um so das Ausmaß, mit dem der Litzendraht aus den Löchern des Rahmens 90 gedrückt wird, zu beschränken oder anderweitig zu kontrollieren. Demzufolge kann die Expansion des Distanzstücks, zumindest eines vom Typ mit Band, unabhängig von der axialen Länge des Distanzstücks durchgeführt werden.
Alternativ dazu oder zusätzlich kann die Expansion des Distanzstücks auch mit einem Ballon (hier nicht gezeigt) durchgeführt werden, der in das Lumen des Distanzstücks eingeführt wird und, nachdem er expandiert ist, fährt er radial Dornen aus. Im Allgemeinen werden die „Ring-Segmente” auf dem Distanzstück nicht von dem Ballon beeinflusst. Möglicherweise weist der Ballon auch eine Mehrzahl von Fingern auf, die die Dornen herausdrücken, aber die ”Ringe” nicht beeinträchtigen. Alternativ dazu oder zusätzlich können die Ringsegmente auch durch den Ballon deformiert werden. In einem Beispiel bestehen die Ringssegmente aus Netzgewebe, das expandieren kann, jedoch nicht so weit wie die Domen. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung verformen sich die Ringssegmente plastisch bei einem höheren Kraftniveau als das auf die Dornen ausgeübte, so dass die Dornen sich ausstrecken bevor die Ringe sich verformen.
BEISPIELHAFTE EXPANSION DES DISTANZSTÜCKS
Die 13A–13C zeigen eine beispielhafte Methode einer Expansion eines Distanzstücks gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Ein Distanzstück 1002 besteht aus einem Röhrchen mit einem inneren Bolzen 1008, wobei dieser Bolzen vorzugsweise das Vorschieben des Endes des Distanzstücks 1002 über den Bolzen hinaus verhindert. Ein Außenstellering 1004 wird angebracht, um die Expansion des Distanzstücks zu formen. Ein Laparoskopieschlauch 1006 wird auch gezeigt. In dieser Ausführung sind sowohl der Bolzen 1008 als auch der Schlauch 1006 an eine Basis 1010 außerhalb des Körpers befestigt. Diese Basis kann beispielsweise am Patienten befestigt werden und oder an seinem Bett oder es wird auf eine andere Weise verhindert, dass die Basis nahe an den Körper gerät.
13A zeigt eine Startposition, wobei der Bolzen 1008 und das Distanzstück 1002 (in einem nicht expandierten Zustand) sich zwischen zwei Wirbeln (nicht gezeigt) erstrecken.
Sowohl das Distanzstück 1002 als auch der Stellring 1004 werden vorgeschoben. Das Distanzstück wird jedoch durch den Bolzen 1008 zurückgehalten, und es expandiert an den Bereichen, wo die Expansion nicht durch den Stellring 1004 verhindert wird, wobei eine oder mehrere Dornen 1012 geformt werden. Das Ergebnis wird in 13B gezeigt.
Der Stellring 1004 wird dann zurückgezogen (13C), damit sowohl das Distanzstück als auch der Stellring wieder weiter hinein geschoben werden können.
ENTFERNEN DES DISTANZSTÜCKS
In manchen Fällen kann es notwendig sein, dass die Länge der Dornen nach der Einführung des Distanzstücks angepasst werden müssen. Möglicherweise kann dies einige Tage nach der Einführungsprozedur des Distanzstücks geschehen. Falls das Distanzstück nicht richtig implantiert wurde, was beispielsweise auf Röntgenbildern festgestellt werden kann, kann eine Entfernung des Distanzstücks notwendig werden. Das Distanzstück kann angepasst und/oder entfernt werden.
Die Entfernung des Distanzstücks beinhaltet zunächst das Rückgängigmachen der Expansion des Distanzstücks, so dass es einen engem Durchmesser erhält, und dann das Entfernen des Distanzstücks. Typischer Weise verlängert das Rückgängigmachen der Expansion des Distanzstücks die axiale Länge des Distanzstücks, sodass sich manche Teile des Distanzstücks „selbst entfernen”. Vorzugsweise ist die Bewegungsfähigkeit eines Endes des Distanzstücks eingeschränkt. Es kann sich daher nicht bewegen, wenn das andere Ende vom befestigten Ende weg bewegt wird. Alternativ dazu oder zusätzlich wird das andere Ende des (axial ausfahrenden) Distanzstücks geführt, damit es das empfindliche Gewebe nicht verletzen kann.
Die Spannung des Distanzstücks kann durch Erhöhung (oder Erniedrigung) der Dornenlänge variiert werden, die dann mit einer größeren (oder geringeren) Kraft gegen das umliegende Knochengewebe drücken. Alternativ dazu kann die Spannung durch Zugabe von elastischem Material in das Distanzstück oder in den Zwischenwirbelraum vorzugsweise mithilfe einer Nadel erhöht werden. In einem Beispiel, wie in 4E gezeigt wird, wird ein zweites Distanzstück (142) in ein erstes Distanzstück (144) eingeführt. Durch Reduzierung der Dornenlänge kann die Länge des Distanzstücks um eine nicht akzeptable Menge erhöhen. Vorzugsweise wird die übrige Länge des Distanzstücks abgeschnitten und aus dem Körper entfernt.
STEUERUNG DER DISTANZSTÜCK CHARAKTERISTIKA
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sollte eine oder mehr der folgenden drei Charakteristika des Distanzstücks unabhängig voneinander steuerbar sein: die axiale Länge des Distanzstücks, die Länge und die Spannung des Dorns. Bei manchen Ausführungen werden diese Charakteristika durch Auswahl eines bestimmten Distanzstücks von einer Palette von verfügbaren Distanzstücken für die Einführung bestimmt. Bei anderen Ausführungen wird ein Distanzstück derart angepasst, damit es die gewünschten Charakteristika aufweist. Beispielsweise kann die Länge insofern gesteuert werden, indem nicht das gesamte Distanzstück expandiert und dann der nicht expandierte Teil entfernt wird. Zusätzlich kann es bei manchen Ausführung der Erfindung wünschenswert sein, die Charakteristika des Distanzstücks erst nach der Einführung desselben zu verändern. Auf diese Weise kann das Distanzstück in einer optimalen Konfiguration gehalten oder dahingehend modifiziert werden, während er sich im Körper befindet.
In manchen Fällen wird nur eine Modifikation der Länge des Distanzstücks gewünscht und einhergehende Veränderungen in der Spannung oder der Dornenlänge werden nicht gewünscht oder ignoriert. Wie weiter oben beschrieben wurde, kann die Spannung eines Distanzstücks durch das Einführen eines zweiten Distanzstücks erhöht werden.
Die 2H–2J zeigen verschiedene Methoden zur Modifizierung der geometrischen und/oder spannungsrelevanten Charakteristika eines Distanzstücks, nachdem es expandiert wurde. Eine einfache Art der Modifikation stellt die Entfernung des Distanzstücks und die wahlweise Einführung eines neuen oder desselben Distanzstückes, nachdem es modifiziert wurde, dar. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung beinhaltet die Entfernung des Distanzstücks zunächst das Einknicken des Distanzstücks und dann die Entfernung des daraus resultierenden Röhrchens mit einem geringen Durchmesser.
2H zeigt ein Distanzstück 100, was Mithilfe eines Haltestabes 106 und einem Greifstabes 104 weiter expandiert oder eingeknickt wird, wobei grundsätzlich der Stab 104 sich mit einem Ende des Distanzstücks 100 und der Stab 106 sich mit dem anderen Ende des Distanzstücks 100 verbindet. Wenn die beiden Stäbe relativ zueinander bewegt werden, wird das Distanzstück expandiert bzw. dies rückgängig gemacht. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung verbindet sich der Haltestab 106 mit der Endkappe 108. Diese Verbindung kann durch einfachen Kontakt, wobei das Teil 306 in eine in der Kappe 108 befindlichen Mulde gedrückt wird oder durch ein Gewinde entstehen. Der Greifstab 104 greift vorzugsweise das Distanzstück 100 an seinen nahen Ende 102, vorzugsweise unter Verwendung eines Innengewindes am Ende 102. Alternativ kann eine externe Verbindung zum Ende 102, möglicherweise eine Verbindung mit Gewinde verwendet werden. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung bleibt das Teil 106 bei der Modifizierung des Distanzstücks 100 auf seinem Platz, so dass die Endkappe 108 nicht in den Körper vorrückt.
2I zeigt ein Distanzstück 110, das durch die Einführung einer Schraube oder Muffe 112 in das Distanzstück nicht expandiert ist (oder vollkommen eingeknickt ist). Alternativ dazu verbleibt die Schraube in dem Distanzstück, wenn das Distanzstück eingesetzt wird. Die Schraube 112 nimmt ein Gewindeende 118 an einer Endkappe 116 in Eingriff. Wenn die Schraube gedreht wird, wird das Distanzstück nicht expandiert. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die Schraube mit einer Spritze eingeführt, wobei möglicherweise die Schraube die Nadel der Spritze ersetzt. Alternativ dazu kann die Schraube einen Kopf 114 mit einem eingeführten Schraubendreher in Eingriff nehmen.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die Schraube 112 in das Distanzstück mit einer Nadel eingeführt. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die Schraube in das Distanzstück eingeschraubt. Alternativ dazu hat die Endkappe nahe am Distanzstück die Form eines Schlüssellochs, wobei ein Teil einen größeren Durchmesser aufweist, durch den die Schraube eingeführt werden kann sowie einen Teil mit einem kleineren Durchmesser, mit dem die Schraube verbunden wird. Wahlweise wird die am entfernten Ende befindliche Endkappe nicht mit der Schraube verbunden, sondern fungiert als Stopper, gegen den die Schraube drücken kann.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist der innere Lumen des Distanzstücks ein Gewinde auf und/oder Vorsprünge, mit denen sich die Schraube verbinden können. Wahlweise werden diese Vorsprünge durch die Expansion des Distanzstücks geschaffen. Zusätzlich oder alternativ dazu formen die Vorsätze eine Führung, die z. B. eine eingeführte Nadel einer Schraube durch das Distanzstück bis zur weit entfernten Endkappe führt, wobei Abweichungen vermieden werden, die dazu führen würden, dass die Nadel/Schraube an der Seite des Distanzstücks austritt. Vorzugsweise wird dieser Art von Führung dann angewendet, wenn das Distanzstück eine gekrümmte Konfiguration innerhalb des Körpers aufweist.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung, weist die naheinliegende Endkappe des Distanzstücks eine markierte Öffnung auf, um damit die Einführung der Schraube, Nadel oder Schraubendreherkopf in das Distanzstück oder die Befestigung der Endkappe zu erleichtern. Zusätzlich oder alternativ dazu kann einen Mechanismus vorgesehen werden, der beispielsweise die Magnetisierung der Endkappe und einen entsprechenden magnetischen Sensor an dem eingeführten Objekt oder ein Ultraschallsignalumwandler. Alternativ dazu bleibt ein Führungsdraht an dem Distanzstück befestigt, nachdem es eingeführt wurde und ein Endoskop oder ein anderes eingeführtes Objekt kann entlang diesem Führungsdraht dann zum Distanzstück hingeführt werden. Wahlweise ragt ein Ende des Drahtes aus dem Körper heraus. Zusätzlich oder alternativ dazu ist das Ende des Drahtes einfach zu identifizieren, wenn es beispielsweise eine Kugel mit großem Radius am Ende befestigt hat.
2J zeigt ein Distanzstück 120 mit einem integralen Steuerungsmechanismus für die Expansion. Ein Röhrchen mit Innengewinde 122 ist in Verbindung mit einer Schraube 124 mit Außengewinde vorgesehen. Wenn eine Endkappe 126 der Schraube gedreht wird, bewegt sich die Schraube relativ zu dem Röhrchen und das Distanzstück expandierte oder macht dies rückgängig. Alternativ dazu kann das Röhrchen gedreht werden und die Schraube sitzt fest (das heißt das Röhrchen wird relativ zum Distanzstück gedreht und die Schraube ist an dem Distanzstück befestigt, zumindest in Hinsicht auf die Drehbewegung). Ein Schraubendreher 128, oder zumindest die Spitze davon wird vorzugsweise bis zur Schraube eingeführt. Alternativ dazu weist das Distanzstück 120 einen Sperrklinkenmechanismus auf, wobei ein Teil 124 in eine Halterung 122 gedrückt, jedoch nicht mehr herausbewegt werden kann (oder umgekehrt). In diesem Fall wird ein Greifer wie etwa einen Greifstab 104 (2H) zur Steuerung der Bewegung des Distanzstücks 120 bereitgestellt.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung übernimmt die Innenseite des Distanzstücks 120 die Funktion eines Röhrchens 122 (oder die einer Halterung 122), welche vorzugsweise ein Gewinde aufweist. Bei manchen Ausführungen ist das Röhrchen 122 an beiden Enden geöffnet und es sind darauf Löcher definiert, damit jegliches Material, was sich in dem Lumen angesammelt haben könnte, leichter entfernt werden kann. Alternativ dazu oder zusätzlich ist der Durchmesser der Schraube 122 klein genug, so dass er nicht den gesamten Innenquerschnitt des Röhrchens 122 ausfüllt.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die Schraube 124, nach dem die Expansion des Distanzstücks 120 durchgeführt wurde, vorzugsweise als Teil der Einführungsprozedur eingeführt. Alternativ dazu kann die Schraube 126 später eingeführt werden, beispielsweise wenn beschlossen wird, dass eine Anpassung erforderlich ist. Alternativ dazu kann die Schraube 124 eingeführt werden, um die Expansion des Distanzstücks 120 während des ursprünglichen Expansionsprozesses zu beenden.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die Modifikation der Expansion des Distanzstücks 120 durch Einführen eines internen oder externen Stellrings oder eines Rahmens, wie es in den 2F–2G dargestellt ist, gesteuert. Dadurch ist es möglich, die Dornenlänge für nur einen Teil des Distanzstücks (beispielsweise in der Mitte oder an den Enden) zu verändern, und/oder die erhöhte axial Länge von einem Teil des Distanzstücks durch Ausstrecken der Dornen an einem anderen Teil des Distanzstücks zu kompensieren. Alternativ dazu oder zusätzlich können Drähte und oder „Endkappen”, wie sie in den 2E–2J gezeigt werden, neben den beiden Enden auch auf anderen Stellen auf dem Distanzstück angebracht werden.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung verändert sich der „minimale Durchmesser” des Lumens des Distanzstücks nicht, wenn das Distanzstück expandiert oder eingeknickt wird. Alternativ dazu kann das Lumen sich verringern, wenn sich beispielsweise Teile des Röhrchens in das Lumen anstatt nach außen, wie die Dornen, falten.
DEFORMIERUNGSPROZESS DES DISTANZSTÜCKS
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird das Distanzstück mithilfe einer plastischen Deformierung des Distanzstücksmaterials expandiert oder eingeknickt, wobei das Röhrchen plastisch verformt wird, um das expandierte Distanzstück zu formen. Alternativ dazu verwendet mindestens eine Form von Expansion oder Einknicken elastische, superelastische oder Formgedächtniseigenschaften des Materials. In einem Beispiel wird das Distanzstück so geformt, sodass es nur teilweise expandiert ist und dann elastisch deformiert, damit es vor der Einführung komplett eingeknickt ist. Wenn die Expansion beginnt, erstrecken sich einige oder alle Dornen vom Distanzstück aus und die erhöhte axial Spannung auf dem Distanzstück veranlasst die Dornen dazu, weiter nach außen zu gehen und nicht nach innen. Es sei angemerkt, dass manche Teile auf dem Distanzstück so konzipiert sind, dass diese sich einfalten, diese Teile können vor dem Einführen des Distanzstücks elastisch weg von ihrer „internen Positionen” geformt werden. Die 6XI–XL weiter unten zeigen die geschwächten Teile auf dem Distanzstück, die die Form der ausgefahrenen Dornen steuern.
Alternativ dazu oder zusätzlich verwendet das Distanzstück die superelastische Eigenschaften des Materials, aus welchen es besteht. In einem Beispiel geht das Distanzstück von selbst in die expandierte Konfiguration, die erforderlich ist und begrenzt die Expansion daher nur auf die gewünschte Expansion. Eine derartige Beschränkung kann durch Aufrechterhalten der axiale Länge des Distanzstücks erreicht werden oder durch Einsetzen eines externen Sperrröhrchens, welches das Distanzstück in einer eingeknickten Konfiguration hält. Alternativ dazu kann die axiale Länge mithilfe von einer internen Schraube, die im Wesentlichen das Distanzstück über die gesamte Länge einnimmt, aufrechterhalten werden. Bei einer Ausführung expandiert der nicht eingeschränkte Teile des Distanzstücks, wenn das Distanzstück aus dem Sperröhrchen herausfährt (oder der Schraube) und nimmt das umliegende Knochengewebe ein.
Bei einem anderen Beispiel knickt das Distanzstück von alleine in die eingeknickte Konfiguration ein, wenn es nicht anderweitig eingeschränkt ist, beispielsweise durch eine Schraube, wie oben Bezug nehmend auf die 2I und 2J beschrieben wurde. Zusätzlich oder alternativ dazu wird das Distanzstück mithilfe einer Sperrmechanismus, vorzugsweise in Form eines Sperrklinkenmechanismus in Form gehalten. Beispielsweise stoßen in der in 08A gezeigten Ausführung (wie hier unten beschrieben) zwei Streifen aneinander oder überlappen sich. Wenn ein Streifen einem Vorsprung aufweist, und der andere Streifen eine Mulde, dann kommen der Vorsprung und die Mulde zusammen, wenn sich die Streifen überlappen und ein Sperrklinkenmechanismus wird geformt. Zusätzlich oder alternativ dazu kann ein zweckbestimmter Sperrklinkenmechanismus mithilfe eines mit Widerhaken versehenen, verlängerten internen Teil des Distanzstücks gebildet werden, der an einem Ende mit dem Distanzstück verbunden ist und der einen anderen Teil auf dem Distanzstück mithilfe des mit Widerhaken versehenes anderen Endes einnimmt.
Alternativ dazu oder zusätzlich kann eine Expansion oder ein Einknicken teilweise superelastisch und teilweise plastisch oder elastisch sein.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die Superelastizität durch die Herstellung des Distanzstücks aus Formgedächtnismaterial wie etwa NiTi erreicht. Vorzugsweise ist die Temperatur des Übergangs des Materialszustandes bei ungefähr 30 Grad Celsius festgelegt, damit das Distanzstück auf natürliche Weise keinen Übergang vollzieht, nachdem es bereits implantiert wurde.
Bei einer bevorzugten Ausführungen der Erfindung wird das Distanzstück durch Abkühlung ein geknickt. In einer Ausführung besteht das Distanzstück aus Formgedächtnismaterial, was abgekühlt wird, damit es biegsam wird und dann wird das Distanzstück wie oben beschrieben zusammengeknickt. In anderen Ausführungen besteht das Distanzstück aus superelastischen Teilen und aus einem aus Formgedächtnismaterial gebildeten Teil, wobei der (stärkere) aus Formgedächtnismaterial gebildete Teil es in einer expandierten Konfiguration aufrechterhält, und der superelastische Teil Kräfte ausübt, damit das Distanzstück zu seiner eingeknickten Konfiguration zurückkehrt. Möglicherweise werden zwei Arten von Formgedächtnismaterial verwendet, wobei jedes eine unterschiedliche Übergangstemperatur aufweist. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wendet der aus Formgedächtnismaterial bestehende Teil eine schwächere Kraft an, wenn das Distanzstück abgekühlt wird, und das Distanzstück knickt ein. Möglicherweise besteht nur der Sperrklinkenmechanismus aus Formgedächtnismaterial und superelastischen Material, wobei der Rest des Distanzstück aus superelastischen Material besteht.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung besteht das gesamte Distanzstück aus einer einzigen Art von Material – plastisch verformt, elastisch verformt, superelastisch oder aus Formgedächtnismaterial. Alternativ dazu kann das Distanzstück aus verschiedenen Schichten von Materialien bestehen, wobei jede Schicht eine unterschiedliche Eigenschaft aufweist. Alternativ dazu oder zusätzlich können unterschiedliche Teile des Distanzstücks verschiedene mechanische Eigenschaften aufweisen oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen. In einem Beispiel sind die Ringssegmente aus Kunststoff und die Dornen sind elastisch. In einem anderen Beispiel weisen unterschiedliche Dornen unterschiedliche Elastizitäten auf. In einem anderen Beispiel kann eine Seite des Distanzstücks eine Eigenschaft und eine andere Seite des Distanzstücks eine andere Eigenschaft aufweisen.
ENDKAPPE DES DISTANZSTÜCKS
Bei manchen bevorzugten Ausführung der Erfindung steht die Endkappe vom Distanzstück vor, nachdem es expandiert ist (so wie die Endkappe 108 in der 2H). In manchen Fällen kann die Endkappe Dornen aufweisen, die sich mit dem Knochengewebe verbinden sollen. Alternativ dazu kann sich die Endkappe auf einer Ebene befinden, die von den am Ende befindlichen Dornen definiert wird. In einem Beispiel wird dies erreicht, in dem die Endkappe in das Distanzstück vorab eingefaltet wird. Alternativ dazu kann die Endkappe in das Distanzstück als Teil eines Expansionsprozesses gefaltet werden, beispielsweise (mit Referenz zu 2E) wird die Endkappe 74 durch Ziehen an dem Teil 72 umgekehrt. Alternativ dazu ist die Endkappe derart hergestellt, dass sie sich elastisch in das Distanzstück faltet. Alternativ dazu wird die Endkappe durch die Deformation der Enddornen in das Distanzstück gefaltet. Zusätzlich und alternativ dazu kann die Endkappe nach der Expansion des Distanzstücks zurückgezogen werden, indem eine Schraube herausgezogen wird, die die Endkappe befestigt. Die 20 weiter hinten zeigt ein Distanzstück, bei dem sich die Endkappe innerhalb des Distanzstücks befindet, sodass die ausgefahrenen Dornen bis ans Ende des Distanzstücks reichen können.
ENDKAPPENVERSCHLUSS
In Bezug auf 21 wird in manchen Ausführungen der Bolzen 112 nicht auf das Distanzstück 110 geschraubt. Es wird jedoch, nachdem die Expansion des Distanzstücks beendete wurde, vorzugsweise auf dem Distanzstück 110 angebracht, beispielsweise an dessen Endkappe 118, wobei notwendigerweise kein Gewinde verwendet werden muss.
Wenngleich 13A zeigt, dass ein Distanzstück 1002 und eine Bolzen 1008 in der ganzen Länge von der Innenseite des Körpers an eine externe Basis 1010 verbunden sind, sind bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung die Schraube und das Distanzstück wesentlich kürzer. Stattdessen wird das Distanzstück 1002 durch einen Schieber vorgedrückt und ein Bolzen 1008 wird durch ein Stabelement zurückgehalten.
Zum Blockieren des Distanzstücks und seines Bolzens können viele Mechanismen angewendet werden. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung jedoch erfüllt der Speirrmechanismus eine oder mehrere der folgenden Funktionen:

(a) Einfahren des Haltemechanismus eines Distanzstücks verursacht das Blockieren des Distanzstücks;
(b) Vorschieben eines Haltemechanismus eines Distanzstücks, insbesondere durch ein Gewinde verursacht das Blockieren des Distanzstücks und/oder
(c) der Mechanismus ist so eingestellt, dass er nur dann blockiert, wenn die Expansion des Distanzstücks beendet wurde, und oder
(d) Der Sperremechanismus ist aus Kunststoff (d. h. durch Deformierung) oder elastisch (d. h. eine Einschränkung wird aufgehoben, der zulässt, dass der Mechanismus blockiert.)

Obwohl die folgenden Speermechanismen als voneinander unabhängig dargestellt werden, können bei manchen Ausführungen Funktionen von einem Sperrmechanismus mit Funktionen von einem anderen Sperrmechanismus kombiniert sein, beispielsweise kann der Mechanismus Rippen auf einem Distanzstück mit Rippen auf einem Bolzen in demselben Distanzstücks kombinieren.
AUSFÜHRUNGSFORM DER SPERRRIPPEN
Die 14A und 14B stellen einen auf Rippen basierenden Sperrmechanismus dar, bei dem eine oder mehr Sperrrippen aus dem Bolzen herausfahren, um das Distanzstück in Eingriff zu nehmen, wodurch das Einknicken des Distanzstücks vermieden wird. Bei anderen Ausführungsformen, wie zum Beispiel hier unten gezeigt, sind die Bolzen plastisch deformiert und/oder zumindest einige von ihnen nehmen vom Distanzstück aus den Bolzen ein.
Die 14A zeigt ein expandiertes Distanzstück 1020, das schematisch dargestellt ist und einen Innenbolzen 1022 aufweist.
Mehrere Rippen 1028, die von dem Bolzen 1022 herausragen und die an der Endkappe 1026 des Distanzstücks 1020 befestigt sind, werden hier gezeigt. In dieser Ausführung hat die Endkappe 1026 sich neigende Spitzen, um sich besser mit den Rippen 1028 zu verhaken. Die Rippen 1028 sind vorzugsweise mithilfe eines plastischen, super elastischen oder vom aus Formgedächtnismaterial bestehenden Fortsatzmechanismus, es können jedoch auch andere Mechanismen verwendet werden. Ein Stabelement 1024 wird gezeigt, das sich vom Bolzen 1092 zurückzieht.
Die 14B zeigt ein Distanzstück 1020 in einem nicht expandierten Zustand, bei dem die Expansion der Rippen 1028 durch das Distanzstück 1020 und auch das Einfahren des Stabes 1024 vom Bolzen 1022 verhindert wird, wobei der Stab 1024 eine dort befindliche Mulde einnimmt.
Bezug nehmend auf 14A kann das Stabelement 1024 nach vorne geschoben werden, um das komplette Ausfahren der Rippen 1028 gegen die Endkappe 1026 sicherzustellen. Es sei darauf hingewiesen, dass die Rippen nur dann ausfahren können, wenn das Distanzstück auch genügend axial zusammengezogen ist, da es sich sonst innerhalb des Gehäuses befindet. Des Weiteren kann, nachdem die Rippen ausgefahren sind, das Stabelement 1024 entfernt werden.
Bei manchen bevorzugten Ausführung der Erfindung wird das Distanzstück 1020 mithilfe eines Gerätes entfernt, dass radial die Rippen zusammengedrückt, wobei der Bolzen vom Distanzstück freigestellt wird, was ermöglicht, dass dieses einknickt.
In dieser Ausführungsform oder in anderen Ausführungsformen befinden sich die Rippen 1028 vorzugsweise nah bei den Distanzstückteilen, wo sich die Dornen ausstrecken, um zu verhindern, dass die Rippen von den Dornen eingenommen werden. Alternativ dazu oder zusätzlich können die Rippen breiter als die Dornen sein. Alternativ dazu oder zusätzlich können sich die Rippen an einem Winkelversatz zu den Dornen befinden, sodass sie diese nicht einnehmen. Alternativ dazu können die Rippen ausgefahren sein, damit sie das Distanzstück neben dem Ende an anderen Positionen einnehmen. Beispielsweise durch eine Endkappe, die eine Vielzahl von axial verteilten, mit den Rippen einrastenden Stellen entlang ihrer Seite aufweist, oder indem die Rippen ein Innengewinde des Distanzstücks oder der Dornen (von der Innenseite des Distanzstücks) einnehmen.
AUSFÜHRUNGSFORM VON PLASTISCH VERKRÜMMTEN RIPPEN
Die 15A und 15B zeigen einen Sperrmechanismus ähnlich dem in den 14A–14B gezeigten, aber mit der Ausnahme, dass dieser eine plastische Verkrümmung verwendet. Mehrere Rippen 1038 strecken sich von einem Bolzen 1032 aus, um mit der Endkappe 1036 einzurasten, indem ein Stabelement 1034 in Richtung Bolzen 1032 geschoben wird, wobei dadurch die Rippen plastisch gekrümmt werden, um in die Endkappe einzurasten. Vorzugsweise weist das Element 1034 ein Gewinde auf, was dem Gewinde im Bolzen 1032 entspricht und das Stabelement 1034 wird durch Rotation vorgeschoben. Der Stab kann zurückgezogen werden, indem man ihn zurückschraubt. Alternativ dazu verläuft das Gewinde nur an einem Teil auf der Umfanglinien, so dass, nachdem ein halber Umkreis beendet wurde, das Startelement 1034 vom Gewinde gelöst wird.
AUSFÜHRUNGSFORM EINES VERKRÜMMUNGSRINGES
Die 16A–16F stellen einen Sperrmechanismus dar, der gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung einen sich erweiternden Flansch verwendet.
Die 16A zeigt eine Distanzstück 1040, bevor es in einen Bolzen 1042 durch einen auf dem Bolzen befindlichen Flansch 1048 einrastet. Ein Stabelement 1044 nimmt vorzugsweise einen Bolzen 1042 ein, indem es beispielsweise durch ein Gewinde verbunden wird.
In 16B wird ein Stab 1044 relativ zum Bolzen 1042 vorgeschoben, wobei dadurch der Flansch 1048 erweitert wird, und seine Erweiterung wird damit größer als die Öffnung, die durch die Endkappe 1036 definiert wird, damit sich das Distanzstück nicht vom Bolzen lösen kann.
16C zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Druckröhrchens 1049, was auch einen Überhang 1047 am Ende des Röhrchens aufweist, dass in eine entsprechende Kerbe am Distanzstück 1040 einrasten soll. Zueinander passender Überhang und Kerbe dienen zur Wartung und Kontrolle der winkeligen Orientierung des Distanzstücks 1040 innerhalb des Körpers mithilfe eines Druckröhrchens 1049.
16D zeigt ein Diagramm mit Konstruktionsdetails für das Stabelements 1044.
16E zeigt eine perspektivische Ansicht des Bolzen 1042, wobei eine weite Basis 1043 dargestellt wird, welche das Vorschieben des Distanzstücks 1040 über den Bolzen hinaus verhindert, wenn das Distanzstücke vorgeschoben wird, wie es in den 13A–13C gezeigt wird.
16D zeigt ein Schema mit Details über die Konstruktion des Bolzens 1042.
DISTANZSTÜCKAUSFÜHRUNGSFORM MIT RIPPEN
Die 17A–17B zeigen einen alternativen Sperrmechanismus, bei dem die Rippen auf einem Distanzstück in einem Bolzen innerhalb des Distanzstücks einrasten. 17A zeigt die Konfiguration, bevor der Sperrmechanismus aktiviert wurde. Ein Distanzstück 1050 besitzt mehrere Rippen 1058, die an seinem Ende geformt sind. Ein innerhalb des Distanzstücks befindlicher Bolzen 1052 besteht aus einer oder mehreren Rillen 1057, die ein Band um den Bolzen 1052 bilden können. Ein Druckröhrchen 1059 besitzt sich nach innen ausbreitende Spitzen 1056, die mit den Rippen 1058 einrasten, wenn sich die Rippen nicht in den Rillen 1057 befinden. Auf diese Weise rutscht das Druckröhrchen 1059 nicht aus dem Distanzstück 1050 heraus.
Wenn das Distanzstück genügend eingefahren ist, passen die Rippen 1058 genau auf die Rillen 1057. Das Zurückziehen des Drückers 1059 zwingen die Vorsprünge 1056 die Rippen 1058 in die Rillen 1057, wobei der Bolzen 1052 mit dem Distanzstück 1050 einrastet. Vorzugsweise befreit die Bewegung der Rippen 1058 auf simultane Weise den Drücker 1059, damit sich dieser zurückziehen kann, was jedoch nicht wichtig ist. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist eine Abstandshülse, möglicherweise in Form eines Laparoskopieschlauch 1006 vorgesehen, um sicherzustellen, dass die Rippen 1058 sich nach innen biegen, anstatt sich die Vorsprünge 1056 nach außen biegen. Wahlweise sind mehrere an der Achse entlang verteilte Rillen 1057 vorgesehen, um verschiedene Expansionsgeometrien des Distanzstücks 1050 möglich zu machen.
17B zeigt die Konfiguration nach der Aktivierung des Sperrmechanismus.
17C zeigt eine perspektivische Ansicht der Konfiguration von 17A ohne Abstandshülse.
HERAUSZIEH-SPERREMECHANISMUS
Die 18A–18D stellen einen Sperremechanismus dar, bei dem die Rippen eines Bolzens ausgestreckt sind, wenn ein Stabelement des Bolzens gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung zurückgezogen wird.
18A zeigt ein Distanzstück 1060 in einer nicht expandierten Konfiguration. Ein Fortsatz 1065 eines Stabelements wird durch eine Mehrzahl von nach innen gebogenen Rippen 1068 eines Bolzens 1062 fest gehalten. Der Fortsatz 1065 zieht sich zusammen und wird an der Achse entlang durch eine Oberfläche 1063 der Rippen eingeschränkt. Die Rippen 168 werden in einer nach innen gerichteten Konfiguration durch das Distanzstück 1060 gehalten.
In 18B ist das Distanzstück genügend an der Achse zusammengezogen, so dass die Rippen 1068 sich über eine Endkappe 1066 des Distanzstücks 1060 ausstrecken können. Dieser Fortsatz kann elastisch, superelastisch oder auf einem Formgedächtnismaterial basieren. Alternativ dazu wird der Fortsatz 1065 gegen die Oberfläche 1063 der Rippen 1068 gedrückt, wenn der Stab 1064 relativ zum Drücker 1069 zurückgeschoben wird, was bewirkt, dass die Rippen 1068 ausfahren und in die Endkappe 1066 einrasten.
Alternativ zu dem gezeigten Rippen-Design, bei dem sich die Oberfläche 1063 weiter entfernt von den Rippenspitzen befindet, kann die Oberfläche 1063 auch näher an den Rippenspitzen sein, wodurch weniger Kraft benötigt wird, um die Rippen auszufahren, wenn die Basis der Rippen (i. d. R. der Teil der sich gekrümmt) nicht ebenfalls in Richtung zu den Rippenspitzen bewegt wird. Das kann zu einem längeren Fortsatz 1065 als den gezeigten führen.
8C gibt eine perspektivische Ansicht des Bolzens 1062 wieder, wobei auch seine Basis 1061 gezeigt wird.
18D stellt eine perspektivische Ansicht eines Stabelements 1064 dar, was eine bevorzugte Befestigungsmethode zwischen dem Fortsatz 1065 und dem Rest des Stabes 1064 darstellt.
AUSFÜHRUNGSFORM EINE RINGVERSPERRUNG
Die 19A–19C zeigen einen auf einen Ring basierenden Sperrmechanismus gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung. Ein Gehäuse 1070 und ein Bolzen 1072 werden mithilfe eines Rings 1075, der auf eine Rille 1077 passt, die auf dem Bolzen 1072 geformt ist, zusammengesperrt, wobei der Bolzen mit eine Endkappe 1076 eines Distanzstücks 1070 versperrt wird.
In 19 ist das Distanzstück nicht expandiert. Wenn ein Drücker 1079 vorgedrückt wird, wird das Distanzstück 1070 axial zusammengezogen und expandiert radial. Gleichzeitig wird der Ring 1075 in Richtung zum Distanzstück 1070 hin geschoben.
In 19B zieht sich der Ring 1075 in einer Mulde 1077 zusammen, wobei das Distanzstück versperrt wird.
19 zeigt einen beispielhaften Ring 1075, der vorzugsweise aus superelastischem Material, wie etwa Nitinol hergestellt ist, was jedoch nicht erforderlich ist.
RÖHRCHENQUERSCHNITT
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Querschnitt des Röhrchens 22 (1A–1D) kreisförmig. Alternativ dazu können andere Querschnitte verwendet werden, beispielsweise Querschnitte mit vieleckiger Form, wie z. B. ein Dreieck oder ein Rechteck. Vorzugsweise sind die Dornen an den Seiten des Vielecks geformt. Alternativ dazu oder zusätzlich sind die Dornen an Eckpunkten des Vielecks geformt. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weisen der innere Querschnitt und der äußere Querschnitt des Röhrchens dieselbe Geometrie auf und oder sie sind aneinander angepasst. Alternativ dazu besitzt das Röhrchen 22 eine radial unebene Materialdicke. In einem Beispiel ist der innere Querschnitt dreieckig und der äußere Querschnitt ist rechteckig oder kreisförmig. Alternativ dazu oder zusätzlich kann der Querschnitt asymmetrisch in Bezug auf die Hauptachse des Röhrchens 22 sein. Alternativ dazu oder zusätzlich kann sich die Geometrie des Querschnitts des Röhrchens entlang der Achsendimension des Distanzstücks verändern. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung beziehen sich die Veränderungen der Querschnitte und/oder die Materialdicke des Röhrchens auf die Position der Dornen und/oder ihre gewünschte Funktion. In einem Beispiel erhöht sich der Durchmesser des Röhrchens an den Endkappen.
LITZENDRÄHTE
2M zeigt einen Litzendraht 121, der beispielsweise zur Einschränkung der Expansion des Distanzstücks verwendet werden kann. In dieser Abb. beschränkt der Litzendraht 121 die erlaubte Distanz zwischen den Spitzen der benachbarten Dornen, Dorn 123 und Dorn 125. Wenn solche Drähte zwischen den Spitzen aller im Umkreis des Distanzstücks befindlichen Dornen geformt sind, wird der maximale Fortsatz der Dornen durch die Länge der Drähte beschränkt. Alternativ dazu oder zusätzlich kann der Draht nur die winkelförmige Entfernung zwischen zwei Dornen beschränken. Zusätzlich und alternativ dazu kann ein solcher Draht einen Dorn mit einem nicht vorspringenden Teil des Distanzstücks verbinden. Zusätzlich oder alternativ dazu kann ein Draht neben dem Mittelstück auch an einem anderen Teil an dem Dorn befestigt sein, beispielsweise in der Mitte des Dornschenkels. In mancher bevorzugter Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, dass die Drähte nicht gleichmäßig über das Distanzstück verteilt werden, sondern beispielsweise von der axialen Position, radialen Position und/oder Dorngeometrie oder Verteilung abhängen. Alternativ dazu oder zusätzlich können manche Geräte abgeschnitten oder vom Arzt vor der Einführung des Distanzstücks entfernt werden.
DURCHSCHNITT DES DISTANZSTÜCKS
Typischerweise wird eine Querschnitt eines expandierten Distanzstücks so ausgewählt, dass er der gewünschten Verwendung entspricht. Im Wirbel kann eine Bandscheibe mit zwei parallelen Distanzstücken ersetzt werden, wobei eines auf jeder Seite der Wirbelsäule angebracht wird. In dieser Konfiguration entspricht der Querschnitt des Distanzstücks des Zwischenwirbelraumes ungefähr einem rechteckigen Kasten, welcher in der Mitte dicker als an den Enden ist. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung können axiale Variationen im Querschnitt durch verschiedene Dornenlängen oder Röhrchendurchmesser erzielt werden, wie weiter oben beschrieben wurde. Alternativ dazu oder zusätzlich kann die Querschnittform des Distanzstücks etwas anderes als einen Kreis beispielsweise ein Rechteck oder ein Quadrat darstellen. Es sei ihr auch angemerkt, das ein quadratisches Distanzstück oft weniger umherwandert als ein kreisförmiges.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung kann die Geometrie des Querschnitts entlang der Achse unterschiedlich ausfallen, beispielsweise kann sich der Radius an der Achse entlang erhöhen oder verringern oder der Querschnitt nimmt die Form eines Sanduhr oder eine Zigarre an. Alternativ dazu um kann sich der Querschnitt auch der Art ändern, dass er beispielsweise an einem Ende des Distanzstücks kreisförmig und am anderen Ende des Distanzstücks rechteckig sein kann.
GEOMETRIE DER DISTANZSTÜCKACHSEN
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Achse des Röhrchens 22 in ihrem eingeknickten oder expandierten Zustand im Wesentlichen gerade. Alternativ dazu kann die Achse des Distanzstücks gebogen oder an Stellen unterbrochen sein, während das Distanzstück eingeführt wird und/oder nachdem die Einführung beendet wurde. Alternativ dazu oder zusätzlichen kann die Achse des Distanzstücks gebogen oder im eingeknickten Distanzstück gebrochen sein.
In einem Beispiel wird das Distanzstück in einer gebogenen Konfiguration hergestellt, um damit die Einführung unterstützen. Während der Einführung ist das Distanzstück vorzugsweise gerade und/oder anderweitig an den Raum, in welches es eingeführt werden soll, angepasst.
In einem anderen Beispiel wird das Distanzstück gerade eingesetzt und dann gebogen, um das Distanzstück dem Einführungsraum anzupassen. In einem Beispiel ersetzt ein einziges Distanzstück in „C-Form” oder Hufeisenform eine ganze Bandscheibe.
Das Distanzstück kann vorgeformt werden, damit es an der Achse gekrümmt ist und dann elastisch oder superelastisch in einer anderen Konfiguration für die Einführung gehalten werden. Alternativ dazu wird das Distanzstück während der Expansionen plastisch verformt, wie z. B., (mit Bezugnahme auf 2E) wenn das Teil 62 ein gekrümmter Stab ist (Bezug nehmend auf 2F) oder mithilfe eines gekrümmten Stellrings. Alternativ dazu wird das Distanzstück, nachdem es teilweise oder vollständig expandiert ist, gebogen, beispielsweise durch Einführen eines biegbaren Stabes in den Lumen des Distanzstücks, wobei dann der Stab (von außerhalb des Körpers aus) gebogen wird.
Alternativ dazu oder zusätzlich kann das Distanzstück so entworfen werden, dass es sich biegt, wenn es expandiert. In einem Beispiel werden die Dornenschlitze ungleich an den gegenüberliegenden Seiten angebracht, damit die Ringssegmente unterschiedliche axiale Dimensionen an den gegenüberliegenden Seiten des Distanzstücks aufweisen. 2N zeigte das Layout eines Distanzstücks, bei dem ein Dorn „A” kürzer ist als ein auf der gegenüberliegenden Seite befindlicher zweiter Dorn „B”. Wenn das Distanzstück expandiert ist, bewirken die ungleichen Dornlängen, dass das Distanzstücks sich biegt.
In einem anderen Beispiel sind die Dornenlängen an beiden Seiten des Distanzstücks ungleich, so dass der Lumen gebogen wird, wenn diese gegen den umliegenden Knochen drücken. Alternativ dazu wird eine gebogene Konfiguration gewählt, um den gewünschten Kontakt und/oder den gewünschten Kontaktdruck zwischen den Dornen und dem umliegenden Knochen zu erzeugen. Zusätzlich oder alternativ dazu sind die Dornenlängen und/oder die Schlitze so konzipiert, dass das Distanzstücke sich um seine eigene Achse dreht, wenn es expandiert, was beispielsweise in 5 gezeigt wird, wo die Dornenschlitze nicht parallel zur Achse des Distanzstücks liegen.
RAUMFÜLLENDES DISTANZSTÜCK
Bei manchen Ausführungen ist es wünschenswert, dass das Distanzstück den Zwischenwirbelraum so weit wie möglich ausgefüllt. Insbesondere ist es wünschenswert, die Kontaktfläche zwischen dem Distanzstück und dem Wirbel zu maximieren. Das führt zu dem Ergebnis, dass das Distanzstück sich weniger in den Wirbel einbettet. Wie weiter unten genauer beschrieben, kann dieses Ergebnis erzielt werden, indem man das Distanzstück mit einem Netz, Stoff oder einem Ballon umhüllt. Alternativ dazu können die Dornenformen, wie weiter unten in 6F und 6C beschrieben, ebenfalls die Kontaktfläche erhöhen. Im Beispiel in 6F wird ein kleiner Fortsatz des Dorns bereitgestellt, um in den Wirbel einzudringen und damit zu verhindern, dass das Distanzstück wegrutscht.
2P zeigt ein Distanzstück 130 mit einer Innenachse 136, die nicht parallel zu der Achse des expandierten Distanzstücks ist. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird das Distanzstück 130 in den Zwischenwirbelraum 55 eingeführt, und zwar in einem Winkel, der in Bezug zu Hauptachse des Distanzstücks schief ist, wobei die Gefahr der Beschädigung von wichtigen Körperstrukturen reduziert wird. Wenn das Distanzstück expandiert ist, bewirkt eine asymmetrische Anreihung der Dornenlängen, dass das Profil des expandierten Distanzstücks in den Zwischenwirbelraum 55 passt. In einem Beispiel der 2P nehmen die Dornen 132 entlang des Distanzstücks in ihrer Länge ab und Dornen 134 auf der gegenüberliegenden Seite des Distanzstücks nehmen entsprechend an Länge zu. Wahlweise kann ein zweites Distanzstück von der anderen Seite des Zwischenwirbelraumes entlang der gepunkteten Linie 138, wie in Abb. angedeutet ist, eingeführt werden. In der Ausführungsform von 2P sind die Längen der Dornen, die senkrecht zur Oberfläche der Zeichnung stehen, vorzugsweise gleich. In anderen Ausführungen können diese Dornen auch unterschiedliche Längen aufweisen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat der verlängerte Stab 60 (2) eine Markierung oder eine Rille, die die richtige Orientierung des Distanzstücks anzeigt.
Verstrebungen
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung strecken sich, wenn das Distanzstück expandiert und die Dornen sich ausstrecken, zusätzliche Strukturelemente, die hier „Verstrebungen” genannt werden, zwischen zwei (oder mehr) Dornen oder zwischen einem (oder mehr) Dornen und dem Röhrchenteil des Distanzstücks aus. Zur besseren Verständlichkeit werden verschiedene Verstrebungskonfigurationen (in expandierten Distanzstücken) und dann die Mechanismen zur Erstellung solcher Verstrebungskonfigurationen beschrieben.
Die 3A–3E stellen axiale Ansichten eines Distanzstücks mit Verstrebungen gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung dar. Bezug nehmend auf 3A, enthält einen Distanzstück 200 (wenn expandiert) ein Röhrchenteil 206 und eine Mehrzahl von Dornen 202, die radial ausfahren. Mehreren Verstrebungen 204 verbinden Spitzen von Dornen 202. Im Beispiel von 3A ist das Profil des expandierten Distanzstücks rechteckig, und vier Verstrebungen sind vorgesehen, um ein rechteckiges Profil zu formen, welches die Dornen einbindet.
Eine größere oder kleinere Anzahl von Dornen können für die Umfangslinie definiert sein, beispielsweise gibt es, wie in 3B gezeigt wird, sechs Dornen und sechs Verstrebungen.
Nicht alle Dornen müssen miteinander völlig durch Verstrebungen verbunden sein. Beispielsweise, wie es in der 3C gezeigt wird, verbindet eine Verstrebungen 204A einen Dorn 202A und einen Dorn 202B, und eine Verstrebung 204B verbindet einen Dorn 202C und einen Dorn 202D, wobei keine Verstrebungen die Dornen 202A und 202C oder die Dornen 202B und 202D verbinden.
Zusätzlich müssen die Verbindungsmuster der Verstrebungen nicht symmetrisch sein. Beispielsweise strecken sich wie in 3D Dornen (und Verstrebungen) nur auf einer Seite des Distanzstücks aus. Möglicherweise bilden diese und/oder andere Varianten der Verstrebungen eine Funktion auf der axialen oder radialen Position entlang dem Distanzstück.
Zusätzlich können manche Dornen mit Verstrebungen verbunden und andere müssen nicht mit Verstrebungen verbunden sein. Wie es beispielsweise in 3E dargestellt wird, sind zwei Dornen 210 und 212 mit einer Verstrebungen 214 verbunden, während zwei Dornen 216 und 218 nicht mit Dornen verbunden sind.
In den 3A–3E werden die Verstrebungen in Verbindung mit den Dornen dargestellt, die sich auf demselben Querschnitt des Distanzstücks befinden. In einigen Beispielen wird ein kompletter Ring (oder vielmehr ein Vieleck) durch Verstrebungen definiert. Alternativ dazu können die Verstrebungen Dornen verbinden, die (auch) axial verschoben liegen. Möglicherweise kann eine Verstrebung im Wesentlichen parallel zur Achse eines Distanzstücks liegen. In einem Beispiel eines Verbindungsmusters mit Verstrebungen, kann die Verstrebungsverbindung eine Spirale um die Achse des Distanzstücks bilden. Diese axialen Verbindungen können zusätzlich oder alternativ zu den Verbindungen und dem Umfang des Distanzstücks bestehen.
In den obigen Abbildungen werden die Verstrebungen als Verbindungen von angrenzenden Dornen gezeigt. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung verbinden Verstrebungen auch nicht angrenzende Dornen. Alternativ dazu oder zusätzlich sind Verstrebungen, oder zumindest eine Seite davon, an einem anderen Teil neben der Spitze des Dorns, möglicherweise nicht einmal mit einem Dornteil des Distanzstücks sondern mit dem Röhrchen, einem Draht oder einer andern Verstrebung verbunden.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Verstrebungen gerade. Alternativ dazu ist zumindest eine der Verstrebungen gekrümmt. In einer Ausführung, sind die Verstrebungen vorab gekrümmt. In einer anderen Ausführung ist die Verstrebung durch den Expansionsprozess gekrümmt, beispielsweise durch einen Litzendraht oder eine zweite Verstrebung, die an der Mitte der Verstrebung angebracht ist. Vorzugsweise sind schwache Stellen auf der Verstrebung definiert, um damit die Krümmung zu kontrollieren.
Die 3F–3M zeigen einen Mechanismus, der Verstrebungen zwischen Dornen aufweist, und in diesem Beispiel Verstrebungen, die das Distanzstück an den Dornenspitzen umringen. Bei anderen Ausführungen der Erfindung werden Verstrebungen verwendet, die zusätzlich oder alternativ unterschiedliche Mechanismen aufweisen, beispielsweise indem das Distanzstück aus einem beschichteten Material besteht, wobei die Verstrebungen durch eine andere Beschichtung definiert werden, als jene, die die Dornen definiert.
DISTANZSTÜCKGELENKE
In diesem Zusammenhang ist es nützlich, verschiedene Arten von Gelenken und dazugehörige Bewegungen von Gelenken in Betracht zu ziehen.

(a) Gelenke, die nur eine axiale Übersetzung während des Expansionsprozesses erfahren, beispielsweise Basisgelenke eines Dorns.
(b) Gelenke, die eine radiale Übersetzung während des Expansionsprozesses erfahren, beispielsweise die Spitzen der Dornen, und
(c) Gelenke, die eine winkelige Bewegung erfahren.

Zusätzlich können verschiedene Arten von Bewegungen zwischen Gelenkpaaren erfahren werden, beispielsweise:

(a) nicht relative Bewegungen – zwei Basisgelenke von Dornen auf derselben Umfangsfläche des Distanzstücks
(b) axiale Übersetzung – zwei Basisgelenke desselben Dorns;
(c) radiale Übersetzung – ein Basisgelenk und ein Spitzengelenk eines Dorns
(d) Konstante Entfernung – ein Basisgelenk und ein Spitzengelenk eines Dorns;
(e) Sich verändernde Entfernung – zwei Basisgelenke desselben Dorns;
(f) Winkelige Übersetzung – wenn das Distanzstück sich dreht, wenn es expandiert.

In manchen Fällen können diese verschiedenen und relativen Bewegungsarten in einem einzigen Gelenk kombiniert werden.
VERSTREBUNGSGEOMETRIEN
Die 3F und 3G zeigen eine ausgebreitete Ansicht (3F) und eine axiale Ansicht (3G) eines Distanzstücks mit Verstrebungen im eingeknickten Zustand. In der ausgebreiteten Ansicht ist das Distanzstück axial geteilt, ausgebreitet und wird von oben (wie eine zylindrische Darstellung) gezeigt.
Die 3H–3J zeigen das selben Distanzstück in einem halb expandierten Zustand (ausgebreitete, axiale und Seitenansicht), wobei die Dornen ausgestreckt, die Verstrebungen aber nicht in ihrer endgültigen Position sind.
Die 3K–3M stellen dasselbe Distanzstück in einem expandierten Zustand (ausgebreitete, axiale und Seitenansicht) dar.
Diese Zeichnungen sind in der Regel thematisch und in manchen Fällen, wird die korrekte Geometrie verzerrt dargestellt oder kleine Funktionen, die in einer Zeichnung gezeigt werden, werden in einer anderen entsprechenden Zeichnung nicht gezeigt.
In der folgende Beschreibung wurde die Bewegungen der Dornen von den Bewegungen der Verstrebungen getrennt, um damit die Erklärung zu vereinfachen. Bei manchen Ausführungen der Erfindung sind, was hier als getrennte Schritte beschrieben wird, diese Schritte in einem Schritt kombiniert, bei welchem sich Dornen ausstrecken, während die Verstrebungen in ihre endgültige Position gehen. Zusätzlich werden zur Vereinfachung die Dornen mit einer Breite von Null und eine Dicke von Null gezeigt, was in einer tatsächlichen Ausführungsform nicht der Fall ist.
3F ist ein ausgebreitetes Layout einer axialen Position eines Distanzstücks, was vier Domen besitzt: AEI, BFJ, CGK und DHL. „AEI” beschreibt einen Dorn, bei dem die beiden Basisgelenke „A” und „I” darstellen, und das Spitzengelenk ist „E”. Verstrebungen werden zwischen den Spitzengelenken wie folgt definiert: EF, FG, GH und HE. Der Punkt „E”, der auf beiden Seiten der Abbildung erscheint, ist derselbe Punkt, der durch die Layout-Ansicht dupliziert wurde.
3G ist eine axiale Ansicht eines einknickenden Distanzstücks, in welchem die Punkte A, E, I (und D, H, L, C, G, K, B, F, J) als ein einziger Punkt dargestellt sind.
3H ist ein ausgebreitetes Layout eines Distanzstücks, nachdem die Dornen völlig ausgefahren sind. Jeder Dorn AEI, BFJ, CGK und DHL wird im Wesentlichen als einziger Punkt gezeigt. Es sei angemerkt, dass die Domen hier immer noch axial verschoben sind.
3I ist eine axiale Ansicht eines Distanzstücks, bei dem die Dornen ausgefahren sind und die Verstrebungen die Spitzen der Dornen miteinander verbinden.
3J ist eine Seitenansicht des Distanzstücks, bei der sich die Verstrebungen noch nicht in einer endgültigen Konfiguration befinden. Es sei hier angemerkt, dass die Fortsätze der Dornen bewirken, dass die Verstrebungen von der Oberfläche des Distanzstücks abgehoben werden, und sich damit zum Distanzstück auf einer Distanz befinden. Die Domen sind jedoch direkt mit dem Distanzstück, zumindest an einem ihrer Enden verbunden.
3K ist ein ausgebreitetes Layout eines Distanzstücks, nachdem die Expansion (und das axiale Zusammenziehen) beendet wurde. Die Dornen werden im Wesentlichen in derselben axialen Position zum Distanzstück gezeigt.
3L ist eine axiale Ansicht des Distanzstücks, wobei die Dornen und die Verstrebungen voll ausgefahren sind.
3M ist eine Seitenansicht eines Distanzstücks, bei der alle Dornen und Verstrebungen in derselben axialen Position gezeigt werden.
STEUERUNG DER DISTANZSTÜCKPARAMETER
Bei der Entwicklung eines Distanzstücks können die Eigenschaften des eingeknickten und/oder expandierten Distanzstücks modifiziert werden, indem verschiedene Aspekte des Distanzstücks gesteuert werden. Insbesondere können eine oder mehrere der folgenden Aspekte modifiziert werden:

(a) Länge des eingeknickten Distanzstücks
(b) Geometrie des eingeknickten Distanzstücks
(c) Länge, Breite, Anzahl, Dichte und/oder Geometrie der Dornen
(d) Relative Positionierung der Dornen untereinander und/oder auf dem Rest des Distanzstücks
(e) Elastizität, Steifheit, Elastizität und andere mechanische Eigenschaften des Materials oder der Materialien, aus denen das Distanzstück und/oder die Dornen und/oder die nicht expandierten Teile des Distanzstücks (soweit vorhanden) gefertigt werden.
(f) Beschichtungen

Im Einzelnen, und insbesondere wie hier beschrieben wird, können die oben genannten Aspekte für verschiedene Teile des Distanzstücks und/oder für verschiedene Dornen unterschiedlich sein. Alternativ dazu oder zusätzlich können diese Aspekte von Zeit zu Zeit variieren, beispielsweise kann die Elastizität auf Grund von einem schrittweisen „Lernprozess” des Distanzstücks variieren.
HERSTELLUNG DES DISTANZSTÜCKS
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird das Distanzstück durch Ausschneiden mittels Laser oder E-Beam-Strahl aus einem Metallröhrchen hergestellt. Das Metallröhrchen kann, beispielsweise durch ein Formstück oder von einem Metallstreifen in ein Röhrchen, beispielsweise durch Schweißen, geformt werden. Vorzugsweise liegt eine solche Schweißnaht, die nicht gerade sein muss, zwischen Dornen. Möglicherweise kann zuerst der Metallstreifen geschnitten und/oder auf andere Weise zumindest teilweise geformt und dann in ein Röhrchen verwandelt werden.
Bei manchen bevorzugten Ausführung der Erfindung werden bestimmte Teile des Distanzstücks metallurgisch behandelt. Bei einer Ausführungsform wird ein Teil des Distanzstücks durch Erhitzen (nicht Schneiden) des Teils beispielsweise mit einem Laser, E- oder Plasmastrahl geglüht bzw. getempert. Alternativ dazu oder zusätzlich wird der Rest des Distanzstücks vor dem Erhitzen durch den Strahl geschützt, beispielsweise unter Verwendung einer externen oder internen die Hitze abbauenden Form oder durch Verwendung einer Maske, die die Hitze erzeugenden Strahlen blockiert. Möglicherweise besteht die Form aus hitzeleitendem Material, wie etwa Kupfer oder Aluminium. Alternativ dazu oder zusätzlich kann die Form aktive Kühlungsmittel enthalten, beispielsweise Wasser, Öl oder Gas, oder es kann eine Kühlung durch Sublimierung des Formmaterials erreicht werden.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindungen wird das Glühen dazu verwendet, Punkte oder Flächen, die sich drehen oder verkrümmen verformbarer zu machen, wobei andere nicht drehende Teile (wie etwa die Dornenschenkel und Verstrebungen) eher rigide bleiben.
Andere mögliche Arten von örtlicher, metallurgischer Behandlung (möglicherweise unter Verwendung einer Form) beinhalten ein örtliches Abschmelzen (nicht Durchschneiden), Ionenablagerung, örtliches Sintern, örtliches Schweißen, Umhüllen, Metallüberzüge, oder Bohren von kleinen Löchern und/oder durch Hinzufügen zusätzlicher Materialdicke. Es sei hier angemerkt, dass in manchen Ausführungsformen sogar das gesamte Distanzstück geglüht oder getempert werden kann, da die vielen Teile des Distanzstücks durch den Expansionsprozess kalt aktiviert werden. Optional sieht der Expansionsprozess vor, das Flächen an den Grenzen von geglühten und nicht geglühten Flächen nicht übermäßig gedreht werden, indem beispielsweise eine entsprechende Form für die Expansion bereitgestellt wird, die beispielsweise gegen die Stellringe der 2 stößt.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird beim Glühprozess ein Sensor verwendet (Kontakt- oder Nichtkontakt-Sensor), um damit ein Feedback über die örtliche Temperaturen, die an den geglühten Stellen oder an den nicht geglühten Stellen erreicht werden, zu erhalten, beispielsweise kann der Sensor verhindern, dass das Metall durch den Glühstrahl geschmolzen wird. Der Sensor kann zur Echtzeitsteuerung der Strahlintensität und der Verweilzeit verwendet werden. Alternativ dazu oder zusätzlich wird der Sender verwendet, um festzustellen, ob bestimmte Stellen zusätzliches Glühen erfordern.
20 zeigt einen Teil 1100 eines Distanzstücks, bei dem die in der Abbildung bezeichnete Flächen Teile darstellen, die geglüht werden müssen, um die Expansion des Distanzstücks gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung zu fördern.
Wie in 20 gezeigt wird, müssen die Schlitze, die die Dornen definieren, nicht gerade sondern können beispielsweise gekrümmt sein. Wie hier gezeigt wird, haben die Dornen eine Sanduhrform. Es sei angemerkt, dass durch Glühen des Mittelpunkts der Dornen eine umgekehrte Sanduhrform erreicht werden kann.
Die in dem Distanzstück befindlichen Löcher zur Spannungsreduzierungen müssen nicht rund sein, sondern können, wie es beispielsweise in den 21A und 21B gezeigt wird, ist die Form der Schlitze und der Löcher keilförmig. Eine derartige Form kann wünschenswert sein, damit die Dornen aus der Oberfläche des Distanzstücks herausragen, wodurch eine nicht flächige Spannung auf dem Distanzstück erzeugt wird. Die gezeigten Maße beziehen sich auf ein lordotisches Distanzstück mit einem 11 × 11 mm Querschnitt und einem Querschnitt des Röhrchens von vier Millimeter.
Wie es in der Patentanmeldung, die zum gleichen Datum beim Patentamt in Israel eingereicht wurde, genau beschrieben wird, kann ein örtliches Glühen auch bei anderen Implantationstypen angewendet werden, wie z. B. Zahnimplantate oder Nägeln im Knochenmark und insbesondere bei Teilen von solchen medizinischen, orthopädischen Implantaten, wo eine wesentliche Verlängerung von etwa 40% oder mehr erforderlich ist.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird das Distanzstück einer oder mehreren oben beschriebene Handlungen unterzogen und/oder eine oder mehrere der oben beschriebenen Aspekte und/oder Eigenschaften des Distanzstücks werden modifiziert, insbesondere wie es hier beschrieben wird, um einen oder mehrere der folgenden gewünschten Distanzstückeigenschaften zu erzielen:

(a) das Elastizitätsprofil des Distanzstücks, vorzugsweise als eine Funktion der Richtung der Spannungsanwendung;
(b) ein Einknickprofil, d. h. wie viel radiale Kraft verursacht, dass das Distanzstück einknickt (typischer Weise nicht gewünscht) und um wie viel es einknickt;
(c) Widerstand zu axialen, rationalen, radialen Dreh- oder Biegebewegungen, vorher, während oder nach der Einführung;
(d) Höhe der Konformität der Körperstrukturgeometrie und Adaptionsfähigkeit, während eines expandierten und/oder nach dem implantierten Zustand, wobei womöglich Variationen der Eigenschaften des Distanzstücks erforderlich sein können.
(e) Art und/oder Ausmaß des Kontaktes mit dem Knochen, insbesondere hinsichtlich des Eingraben in den Knochen;
(f) Oberflächen, insbesondere hinsichtlich des Anhaftens neues Knochenwachstums und/oder der Gefahr einer Irritation des Körpers;
(g) Hilfe oder Methode der Einführung, der Expansion, der Verankerung mit dem Knochen, der Anpassung und/oder des Zurückziehens;
(h) Spielgröße, d. h. erlaubter Fehlergrad bei der Bestimmung eines bestimmten Distanzstücks für ein bestimmtes Krankheitsbild;
(i) Unterstützung oder Förderung neuen Knochenwachstums

BEHANDLUNG DER DISTANZSTÜCKOBERFLÄCHE
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird das Distanzstück aus umlegiertem Titanium 2. Grades gemäß ASTM F67 hergestellt. Ein Innerbolzen ist vorzugsweise aus Ti-6A1-4V gemäß ASTM 136 hergestellt.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird das Distanzstück (wahlweise) mit Hitze von 600–800°C, vorzugsweise in einem Vakuum oder einer nichtreaktiven Atmosphäre behandelt. Die Außentemperaturen könne variieren und/oder verschiedenen Glühzeiten können verwendet werden, beispielsweise über 400°C, über 700°C und über 800°C. Vorzugsweise aber nicht notwendigerweise ist die Temperatur geringer als 1100°C, 1000°C, oder 900°C. Beispielhafte Glühzeiten sind eine Millisekunde, eine Sekunde oder 10 Sekunden. Typischer Weise variieren die Glühzeiten und die Temperaturen gemäß den Materialarten und/oder früheren Verarbeitungsprozessen des Materials. In manchen Fällen ist sogar das Einschmelzen der Oberfläche erwünscht.
Das Distanzstück wird aus einem Röhrchen (durch Schneiden) entweder vor oder nach der Hitzebehandlung hergestellt. Das Distanzstück kann aber auch aus einem Metallstreifen oder mit anderen Methoden hergestellt werden.
Danach wird das Distanzstück verschiedenen Behandlungen unterzogen, beispielsweise einer oder mehreren der folgenden Behandlungen, um Verschmutzungen und Ablagerungen des Behandlungsprozesses zu entfernen, scharfe Ecken abzuglätten, zu entgraten und/oder Mikrobrüche zu reduzieren.
Bei einer ersten Behandlung wird das Distanzstück in ein Reagenz mit 5 ml HNO₃, 2 ml von HF getaucht und nachfolgend mit 100 ml H₂O für 100 Sekunden bei 25°C nachbehandelt. Das Distanzstück wird dann gewaschen und dann in einem mit Ultraschall bewegten Wasserbad bei 60°C abgespült. Dann wird das Distanzstück an der Luft getrocknet.
Bei einer zweiten Behandlung, einer mechanischen Reinigung, wird das Distanzstück in ein Trumal platziert (vorzugsweise unter Verwendung von kleinen Kristallen); sandgestrahlt und/oder mit Diamantenpaste poliert (vorzugsweise unter Verwendung von kleinen Körnern).
Alternativ dazu oder zusätzlich kann eine elektronische Poliermethode verwendet werden, beispielsweise unter Verwendung einer Mischung von 660 ml Methanol, 440 ml 2-Butoxy-Ethanol und
66 ml Perchlorsäure oder eine Mischung aus 70 Prozent HNO₃, 10 Prozent HF, 20 Prozent H₂O (je nach Volumen). Beispielsweise kann die Strombewegung etwa 100 mA/mm² betragen. Als Stromspannung kann beispielsweise 15 Volt verwendet werden.
Alternativ dazu oder zusätzlich beinhaltet die Oberflächenbehandlung folgende Schritte:

(a) Auftrag einer leichten Basis nach dem Schneiden mit dem Laserstrahl zur Entfernung vor den Überresten und Fette;
(b) Waschen mit Wasser
(c) Beizen bei Zimmertemperatur zwischen ein und fünf Minuten langen
(d) Abwaschen mit Wasser
(e) Abwaschen mit ultraschallbewegtem Wasser bei 60 Grad Celsius (f) Lufttrocknen

Als Säuren können beispielsweise zum Beizen eine Mischung von HNO₃ 20–40 ml, HF 1–2 ml und ergänzt auf 100 ml H₂O oder eine Mischung HNO₃ 10, HF 5 ml und Milchsäure 30 ml verwendet werden.
Eine weitere Oberflächenbehandlung stellt beispielsweise ein Salzbad dar:

(a) Fünf bis zehn Minuten bei 20 Grad Celsius in einem Salzbad eintauchen
(b) Mit Wasser waschen
(c) zwischen zwei und fünf Minuten Eintauchen in eine zehnprozentige Lösung je nach Volumen von H₂SO₄
(d) Abwaschen mit Wasser, und
(e) Wiederholtes Eintauchen in die Säure bis die gewünschte Beschichtungsdicke entfernt worden ist. Durch gezieltes Beschichten des Distanzstücks mit säureresistentem Material kann ein gezieltes Beizen erreicht werden.

AUSFÜHRUNGSFORM EINES RECHTECKIGEN DISTANZSTÜCKS
4A zeigt eine flache Projektion eines Distanzstücks, der bei Expansion einen rechteckigen Querschnitt bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung aufweist. 4B zeigt eine flache Projektion des Distanzstücks von 4A in einer expandierten Konfiguration. 4C zeigt eine perspektivische Projektion des Distanzstücks von 4A, in einer expandierten Konfiguration. Die oben genannten Abbildungen beinhalten auch Maße einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Beispielsweise ist die Länge mit 114 mm (nicht expandiert) und mit 23,9 mm (expandiert), der Durchmesser mit 4 mm (nicht expandiert) und 14 mm (expandiert) festgelegt – an jeder Seite besteht das Material aus Titanium mit einer Dicke von 0,5 mm. Alternativ dazu oder zusätzlich kann das Material aus Nitinol (NiTi), Titanium, chirurgischen rostfreien Stahl, Kunststoff, einer Zusammensetzung und/oder aus verschiedenen Legierungen wie bioinaktive Metalllegierungen bestehen.
Bei manchen Ausführungsformen der Erfindung wird das Distanzstück bioabsorbierbar gemacht, was bewirkt, dass das Distanzstück mit Fortschreiten des Einwachsen des Knochens zerfällt. Auf diese Weise übt das Distanzstück sehr wahrscheinlich keinen hohen örtlichen Druck auf die Wirbel aus (was ein Umarbeiten erforderlich machen kann). Möglicherweise wird nur ein Teil des Distanzstücks absorbiert, beispielsweise die scharfen Kanten.
DISTANZSTÜCKOBERFLÄCHE
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung hat das Distanzstück, was hier oder an anderen Orten dieser Anmeldungen beschrieben wird, eine glatte Oberfläche. Eine glatte Oberfläche neigt in der Regel weniger zu Brüchen und/oder zur Verteilung von Mikrobrüchen. Alternativ dazu oder zusätzlich ist mindestens ein Teil der Distanzstückoberfläche rau, um dadurch das Einwachsen des Knochens und das Festhalten zu fördern. Alternativ dazu oder zusätzlich weisen mindestens einige Teile des Distanzstücks eine Oberfläche mit kleinen Widerhaken auf, damit diese sich in den Knochen oder im weichen Gewebe festkrallen können. Bei manchen Ausführungen haben nur die Dornenspitzen und/oder Flächen neben den Spitzen eine nicht glatte Oberfläche. Solche rauen Flächen oder Widerhaken können auch durch Beschichtung eines glatten Distanzstücks erreicht werden.
LORDOTISCHES DISTANZSTÜCK
4D zeigt eine Variation eines Distanzstücks der 4A–4C, bei dem die Dornen nur in sechs transaxialen Richtungen anstatt acht Richtungen gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sich ausstrecken.
Das Distanzstück 1121 wird in einer Seitenansicht 1120 dargestellt. Wahlweise und wie es hier dargestellt wird, nimmt der Durchmesser entlang der Achse zu, wobei einen größeren Durchmesser vorzugsweise an der Seite besteht, die in der Nähe des Magens des Patienten liegt.
In der Vorderansicht 1122 wird ersichtlich, dass nur sechs Dornenrichtungen verwendet werden. Die Dornen 1126 dienen dazu, die zwei Wirbel zu trennen und die Dornen 1124 dienen dazu, um das Distanzstück 1121 zu stabilisieren. Es wirken keine horizontalen Kräfte hinten und deshalb sind keine Dornen vorgesehen, die in die horizontale Richtung zeigen.
DOPPELDISTANZSTÜCK
4E zeigt eine Distanzstückkonfiguration, bei der ein Distanzstück 142 innerhalb eines anderen Distanzstücks 140 expandiert wird, beispielsweise um damit die gesamte Steifheit der Distanzstücke zu erhöhen. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Dornen 146 des inneren Distanzstücks 142 den Vertiefungen der Dornen 144 des äußeren Distanzstücks 140 angepasst. Alternativ dazu oder zusätzlich kann das Distanzstück 140 als eine Form für die Expansion des inneren Distanzstücks 142 (beispielsweise wie es in der 2G gezeigt wird) bieten. Bei manchen Ausführungen kann es erforderlich sein, dass die Dornen auf dem inneren Distanzstück eckiger sind und/oder die interne Struktur des äußeren Distanzstück derart geformt ist, damit die ausstreckenden Dornen des innen Distanzstücks entsprechend geführt werden können.
Alternativ dazu können die Dornen 146 nicht zu den Dornen 144 passen, wie es z. B. mithilfe der gestrichelt Linie 148 dargestellt ist. Vorzugsweise werden die zwei Distanzstücke so ausgewählt, dass keine Dornen zueinander passen oder dass nur die auf einer Seite und die auf einem Teil des Distanzstücks befindlichen Dornen zueinander passen.
Im Allgemeinen wird das innere Distanzstück in das erste Distanzstück eingeführt, wenn festgestellt wurde, dass die Steifheit des ersten Distanzstück so gering ist. In manchen Fällen kann dies das Ergebnis sein, wenn die Expansion des Distanzstücks 140 beschränkt wurde und damit die Basis der Dornen 144 weit ist (was zu einem schwachen Dorn führt). Vorzugsweise wird das innere Distanzstück während desselben Eingriffs eingeführt. Alternativ dazu kann das innere Distanzstück später eingeführt werden, möglicherweise einige Tage nachdem der erste Eingriff beendet wurde.
Alternativ dazu oder zusätzlich zu der Einführung des einen Distanzstücks in das andere, können mehrere Distanzstücke innerhalb eines Zwischenwirbelraumes (oder anderen Raum im Körper) in anderen Konfigurationen verwendet werden. Bei einer Konfiguration wird eine Bandscheibe durch zwei parallele Distanzstücke ersetzt, jeweils eine an jeder Seite der Wirbelsäule. Im Allgemeinen berühren sich die beiden Distanzstücke nicht. Alternativ dazu können die beiden Distanzstücke gekrümmt sein und sich an einem oder zwei Enden berühren. In einem anderen Beispiel werden zwei, drei, vier oder mehr Distanzstücke eingesetzt, beispielsweise in Reihen mit gleicher Achse und/oder auf der gleichen Ebene beispielsweise neben einander. Typischer Weise verhaken sich die Dornen der zwei Distanzstücke miteinander, zumindest als Ergebnis der Reibung und/oder der Flexibilität der Dornen. In manchen Fällen werden bestimmte Abstände und Formen der Dornen so gewählt, um damit das ineinander Verhaken zu fördern oder zu verhindern. Wenn die Distanzstücke in einer Serie eingeführt werden, weisen die Distanzstücke Dornen mit einer Faltung nach vorne oder mit einer Faltung nach hinten auf, um damit das ineinander Verhaken zu fördern. Mehrere Distanzstücke können parallel zueinander expandiert werden. Alternativ dazu wird ein zweites Distanzstück erst dann expandiert, nachdem das erste Distanzstück bereits expandiert wurde. Möglicherweise kann die Expansion des ersten Distanzstück genau auf die Expansion des zweiten Distanzstücks angepasst werden. In manchen Fällen befinden sich die Distanzstücke nicht koaxial zueinander, beispielsweise können Ihre Achsen senkrecht zueinander stehen, wie es z. B. in der 2P beschrieben wird.
Alternativ dazu oder zusätzlich können verschiedene Distanzstücke dazu verwendet werden, um einen Raum auszufüllen, bei dem möglicherweise ein einzelnes gerades Distanzstück zum Ausfüllen gereicht hätte. In manchen Fällen kann eine bessere Steuerung des Zwischenraumes und bessere Unterstützung der Wirbelsäule durch mehrere Distanzstücke erreicht werden.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung bestehen die Distanzstücke aus verschiedenen Materialien, beispielsweise, um eine bestimmte Zusammensetzung oder örtlich angepasste mechanische Charakteristika zu erhalten. Alternativ dazu oder zusätzlich können verschiedene Materialien verwendet werden, um ein kleines elektrochemisches Energiefeld zwischen den Distanzstücken zu erzeugen, beispielsweise um damit das Knochenwachstum zu fördern. Alternativ dazu oder zusätzlich kann ein kleines Spannungsfeld aufgebaut werden, indem man das Distanzstück mit einem aus zwei Schichten bestehenden Material baut, wobei ein Isolator zwischen den Schichten besteht. Möglicherweise verläuft eine Spannungsquelle zwischen den Distanzstücken, wobei der Stromkreis durch Körperflüssigkeiten geschlossen wird.
SPIRALFÖRMIGES DISTANZSTÜCK
5 zeigt ein Distanzstück 150, auf dem Schlitze 152 auf dem Distanzstück in spiralförmiger Weise definiert sind. In dieser Ausführung kann das Distanzstück 150 expandieren, indem eine Drehung anstatt einer axialen Kraft auf das Distanzstück angewendet wird. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist ein Ende des Distanzstücks so modifiziert, dass es den Knochen greifen kann, um damit einen angemessenen Anker für den Knochen zu bieten, beispielsweise mit einem Fortsatzpaar 154. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung erstrecken sich die Fortsätze 154 nach außen, wie das beispielsweise durch die gestrichelte Linie 156 dargestellt wird, um vor der Expansion des Distanzstücks radial einen Knochen zu greifen. Vorzugsweise werden die Fortsätze aus elastischem oder superelastischem Material hergestellt, was in einer axialen Konfiguration gehalten wird, bis das Distanzstück am Ort eingeführt wurde. Derartige Verankerungen sind auch für andere Ausführungsformen der Erfindung, die hier beschrieben werden, hilfreich. Jedoch werden bei anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung keine Knochenanker verwendet und das Distanzstück expandiert ohne Verankerung.
DORNVARIANTEN
Die 6A–6V zeigen Varianten von Dornen und/oder Dornorientierungen und oder Layoutmuster von Dornen gemäß einer bevorzugten alternativen Ausführungsform der Erfindung.
SEITENPROFILE DER DORNEN
Die 6A–6K zeigen verschiedene Dornseitenprofile (d. h. in der Seitenansicht auf das Distanzstück) gemäß bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung. Im Allgemeinen passen die auf beiden Seiten der Dornen befindlichen Profile zusammen. In manchen bevorzugten Ausführungen der Erfindung können die Profile hinsichtlich der Dornbreite unterschiedlich ausfallen. Eine Projektion des Dorns auf eine senkrecht zum Dorn und parallel zur Achse des Distanzstücks stehenden Fläche kann eine quadratische Form, es kann aber auch eine dreieckige oder eine komplexere Form, wie etwa eine Sanduhr ergeben.
6A zeigt einen dreieckigen Profil, wobei jedoch die Spitze des Dorns i. d. R. rund ist.
6B zeigt ein rechteckiges Profil.
6C zeigt ein umgekehrtes dreieckiges Profil.
6D zeigt ein Sanduhrprofil. Die Profile 6C und 6D besitzen den Vorteil, dass sie eine große Kontaktfläche mit dem anliegenden Knochen besitzen. Ein möglicher Vorteil des Dorns der 6D besteht in dem Widerstand gegen das Einknicken und die Möglichkeit des teilweisen Einknickens, wobei das Distanzstück kürzer wird, anstatt vollständig einzuknicken. Ein weiterer Vorteil von diesen umgekehrten Dornen besteht darin, dass ihre umgekehrten Basen nahe bei angrenzenden Dornenbasen liegen, was das Distanzstück steifer macht.
Die 6E und 6F zeigen Dornen auf zwei Ebenen. Ein möglicher Vorteil liegt hier darin, dass die obere Dornenebene einknicken kann ohne dass deshalb die untere Dornenebene beeinflusst wird. Ein weiterer Vorteil kann sein, dass man eine untere Ebene von Dornen verwendet, die größeren Spannungen ertragen kann und eine obere Ebene mit Dornen, der sich besser mit dem angrenzenden Knochengewebe verbindet. Ein weiterer möglicher Vorteil von solchen Dornen liegt darin, dass eine größere Kontaktoberfläche zwischen den Dornen und dem Knochen der Verfügung gestellt wird.
6G zeigt einen asymmetrischen Dorn. Zusätzlich können die anderen hier beschriebenen Dornen ebenfalls asymmetrisch konstruiert werden.
6H zeigt einen Dorn, wobei Teile davon sich unterhalb der Distanzstückoberfläche befinden.
6I zeigt einen Dorn, der überlappt und der sich in einem nicht senkrechten Winkel zum Distanzstück befindet. Der Winkel kann zwischen 89 und 20 Grad variieren, beispielsweise um die 40, um die 60, um die 70 oder auch um die 80 Grad sein. Alternativ dazu oder zusätzlich kann das Dornprofil gekrümmt sein.
6J zeigt einen Dorn, bei dem nur ein Arm des Dorns mit dem Distanzstück verbunden ist. Diese Form von Dorn wird vorzugsweise in der Art hergestellt, dass ein Metallstreifen vorab so beladen wird, damit er sich ausstreckt und der Dorn in einer flache Position gehalten wird, bis das Distanzstück eingeführt wurde und/oder axial zusammengezogen ist. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung befindet sich das Dornenelement, wenn das Distanzstück verkürzt wird, oberhalb der Distanzstückoberfläche und wird durch die Distanzoberfläche in eine stärker ausgestreckte Konfiguration geführt. Möglicherweise ragt die über dem Dorn befindliche Distanzstückoberfläche vom dem Distanzstück weg, um den Dorn noch stärker in einer radiale Richtung zu zwingen (anstatt eine axiale Übersetzung zu erlauben).
6K zeigt einen Dorn mit einer Mehrzahl von Unterdornen.
DORNENORIENTIERUNGEN
Die 6L–6N zeigen (mithilfe einer axialen Ansicht) in einem Winkel zwischen dem Dorn und dem Distanzstück befindliche Variationen, in einer senkrecht zu der Distanzstückachse stehenden Ebene. Wenngleich nach rechts geneigte Dornen gezeigt werden, können in manchen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung auch nach links geneigte Dornen verwendet werden.
6L stellt einen Dorn dar, der sich senkrecht zur Distanzstückoberfläche befindet.
6M zeigt einen Dorn, der sich in einem kleineren Winkel zur Distanzstückoberfläche befindet, beispielsweise einem Winkel zwischen 10 und 80 Grad, oft zum Beispiel etwa 30, etwa 50 oder etwa 70 Grad.
6N zeigt einen Dorn, der sich parallel zur Distanzstückoberfläche befindet.
Die 6O–6S zeigen (in einer axialen Ansicht) Variationen eines Dornprofils in einer senkrecht zur Distanzstückachse befindlichen Ebene. Es sei angemerkt, dass Variationen von diesem Dornprofil auch durch Ausschneiden des den Dorn definierenden Schlitzes in einem gewünschten Profil erzielt werden kann. Vorzugsweise werden Teile an der Distanzstückoberfläche entfernt, damit der die Dornen definierende Bereich eine rechteckige Form beschreibt. Das ist jedoch nicht erforderlich. Hier werden nur die im Vordergrund befindlichen Profile gezeigt. Im generellen sind die hinteren Profile den vorderen Profilen ähnlich. Die vorderen Profile und die hinteren Profile können sich aber auch bei manchen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung voneinander unterscheiden.
6O zeigt ein rechteckiges Profil.
6P zeigt ein trapezförmiges Profil.
6Q zeigt ein dreieckiges Profil.
6R zeigt ein angewinkeltes Profil.
6S zeigt ein gebogenes Profil.
DORNENLAYOUT
Die 6T–6V zeigen ausgebreitete Layouts von auf der Oberfläche eines expandierten Distanzstück befindlichen Dornen gemäß verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung. In den Abbildungen ist das Distanzstück expandiert, axial aufgeschlitzt, flach gedrückt und die Ansicht erfolgt von oben. Die Dornstellen werden als Kreise dargestellt, obwohl sie auch andere Formen aufweisen können, wenn Sie von oben angesehen werden, wie beispielsweise Rechtecke. Die radiale und/oder axiale und/oder räumliche Dichte der Dornen kann in manchen Ausführungsformen unterschiedlich zu der ausfallen, die wir in den Abbildungen sehen.
6T stellt ein sich veränderndes Dornmuster dar, in welchem die Dornen in Ringen arrangiert sind, die einen winkeligen Versatz dazwischen haben: die Anzahl der Dornen pro Ring kann bei allen Ringen dieselbe sein, oder sie kann unterschiedlich oder periodisch sein und oder von einer Funktion der axialen Position abhängen. Das Muster kann auch als ein hexagonales Netzlayout gezeigt werden.
6U zeigt eine gerade Dornenverteilung, die an den Netzeckpunkten eines rechteckigen Netzes arrangiert sind.
6V zeigt eine Dornenverteilung, bei der die axiale Dornendichte unterschiedlich und als eine Funktion der axialen Position ausfällt. Alternativ dazu oder zusätzlich kann die radiale Dichte unterschiedlich und als eine Funktion der radialen Position ausfallen. (Wdhl.)
MEHRSCHENKELIGE DORNEN
Die 6W und 6X zeigen Dornen, die mehr als zwei Schenkel besitzen. Insbesondere hat der Dorn 300 der 6W drei Schenkel: 302, 304 und 306. In 6X hat der Dorn 308 ebenfalls drei Schenkel: zwei Schenkel 314 und einen Schenkel 312. Eine Schiene 310 verbindet die beiden Schenkel 314 mit Schenkel 312. Es sei hier angemerkt, dass wenn der Dorn 308 herausgefahren ist (und zwar senkrecht zu der Abbildung), dann dreht sich die Schiene 310 eher als dass sie sich biegt, wie das bei weiter oben beschriebenen Dornen der Fall ist. Als zusätzliche Art der Verformung ist hier eine Schwenkverformung möglich, die ein Gelenk in dem Distanzstück definiert hat. Möglicherweise wird bei diesem Gelenk die Verwendung verschiedener Materialien (oder unterschiedlich behandelter Materialien) als die für das Distanzstück verwendeten Materialien definiert. Diese Arten der Verformung (Bieg-Dreh- oder Schwenkverformung) sowie anderer Verformungsarten können auch zur Definition von Streben und Drähten verwendet werden. Es sei angemerkt dazu hinsichtlich der 6X die Basis des Dorns 308 eine Breite von Null aufweisen kann, wenn beispielsweise der Schenkel 312 sich axial bewegt, um zwischen den Schenkeln 314 zu sein.
AUFKLAPPDORNEN
Die 6XA–6XC zeigen einen Aufklappmechanismus, wobei ein Dorn (in diesem Beispiel ein Dorn mit einer flachen Spitze) von der Oberfläche eines nicht expandierten Distanzstück hochgehoben wird. 6XA stellt eine Seitenansicht, 6XB eine perspektivische Ansicht und 6XC ein flaches Layout dar. Wenn Bezug nehmend auf 6XB und 6XG (unten) zwei Enden 315 und 316 eines Distanzstücks zusammengebracht werden, verbiegen sich die Schenkel 320 und ein Teil 318 des Distanzstücks wird aus dem Distanzstück in Pfeilrichtung herausgehoben. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Schenkel 320 an ihren Enden schwächer konzipiert, damit die Schenkel sich nur an den geschwächten Flächen biegen und/oder sich in einer durch die Schwächung festgelegten Richtung biegen.
Die Abbildungen 6XD–6XH zeigen einen alternativen Aufklappmechanismus, bei dem eine Anzahl von Schenkeln 320' und ein hochgehobener Teil 318' sich im Wesentlichen in derselben Hemisphäre eines Distanzstücks befinden, sodass zwei symmetrisch gegenüberliegende Aufklappdornen auf einem einzelnen Distanzstückabschnitt hergestellt werden. 6XH ist ein flaches Layout des Distanzstücks, die 6XD und 6XE stellen Seitenansichten eines eingeknickten Distanzstücks dar und 6XF stellt eine perspektivische Ansicht eines eingeknickten Distanzstücks dar Abb. XG, was auch auf die 6XA–6XC zutrifft, stellen Seitenansichten eines expandierten Distanzstücks dar, wobei der Teil 318 vom Distanzstück abgehoben wird.
Ein Vorteil der Aufklappdornen besteht darin, dass sie einfach aus gebogenen Materialteilen geformt werden können, da der hochgehobene Teil nicht verbogen wird.
Ein weiterer Vorteil der Aufklappdornen besteht darin, dass sie eine größere Kontaktoberfläche aufweisen können, wobei diese Kontaktfläche eher glatt als gezackt ist.
GEZIELTES SCHWACHEN
Die 6XI–6XL zeigen (mit einer Seitenansicht, bei der ein axialer Teil des Distanzstücks entfernt wurde) Beispiele für das Schwächen von Distanzstückmaterial, damit besondere Dornenprofile, wie dies in der 6A–6K gezeigt wird, erzeugt werden können. Das hier dargestellte Schwächen wird durch Ätzen oder Einschneiden des Materials in einer senkrechten Richtung zur Distanzstückoberfläche erreicht. Das Schwachen kann auch Mithilfe anderer Methoden durchgeführt werden, beispielsweise durch chemische oder metallurgische Behandlung oder durch Bohren von kleinen Löchern. Zusätzlich kann die Richtung der Schwächung auch andere Orientierungen einnehmen, wie beispielsweise an der Oberfläche des Distanzstücks entlang (wie in 6XA gezeigt) oder in einem Winkel dazu. Zusätzlich oder alternativ dazu kann das Schwächen und/oder Verstärken des Distanzstücks dahingehend verwendet werden, um eine bevorzugte Verformungsrichtung zu erhalten. 6XI zeigt ein Schwächungsmuster, was einen symmetrischen Dorn erzeugt. 6XJ zeigt ein Schwächungsmuster, mit dem ein asymmetrischer Dorn gebildet wird. 6XK zeigt ein Schwächungsmuster, was einen Dorn mit flacher Spitze erzeugt. 6XK zeigt ein Schwächungsmuster, was einen Dorn mit bogenförmiger Spitze erzeugt.
DORNENKOMBINATIONEN
Wenngleich die obige Abbildungen individuelle Distanzstückgeometrien darstellen, können bei manchen bevorzugten Ausführungen der Erfindung Geometrien von zwei und mehr der obigen Abbildungen in einem einzigen Distanzstück kombiniert werden, möglicherweise in einem einzelnen Dorn. Zusätzlich kann die spezielle Dornenkonfiguration, die hier ausgewählt wurde, unter anderem von der beabsichtigten Verwendung des Distanzstücks abhängen. Insbesondere werden Dornenkombinationen und/oder -konfigurationen gemäß der gewünschten Interaktion zwischen Dornen ausgewählt, beispielsweise benachbarte Dornen, die sich aneinander lehnen oder sich miteinander verhaken.
VORSPRÜNGE
7 zeigt skizzenhaft Vorsprünge auf einem Distanzstückteil gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Dieser Teil wird in einer Seitenansicht und in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Der Teil 400 weist einen Dorn 402 und einen Basisteil (in manchen Fällen ein Ringssegment) 410 auf. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung dient der Vorsprung 404 und/oder ein Vorsprung 406 dazu, die Steifheit des Dorns 402 zu erhöhen und/oder zu verhindern, dass dieser unter Druck einknickt. Bei dem Beispiel des Vorsprungs 404 kann der Dorn 402 nicht zur Seite einknicken, weil der Vorsprung 404 die Bewegung blockiert. In einem Beispiel des Vorsprungs 406 wird die Bewegung ebenfalls blockiert. Der Vorsprung 406 kann zur zusätzlichen und/oder alternativen Versteifung des Distanzstücks dienen, indem es die Lücken zwischen Dorn 402 und dem benachbarten (axiale und/oder radial versetzt) Dorn 408 füllt.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung werden die Vorsprünge durch Variationen der Distanzstückdicke gebildet. Alternativ dazu kann ein Vorsprung aus einem Teil des Röhrchens bestehen, der sich nach außen (oder nach innen) faltet. Vorzugsweise wird der Teil so hergestellt, dass er sich in einer Position nach außen befindet und er wird in einer Position „nach innen” gehalten, während das Distanzstück eingeknickt ist, beispielsweise unter Verwendung eines externen Stellrings. Alternativ dazu kann der Vorsprung durch eine Expansion gebildet werden, beispielsweise wenn der Vorsprung einen kleinen Dorn enthält.
BEGRENZUNG DER AXIALEN SCHRUMPFUNG
8A zeigt ein Distanzstück 420, bei dem die axiale Schrumpfung des Distanzstücks durch ein Röhrchenteil 422, was auf dem Distanzstück befestigt ist, gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung begrenzt wird. Wenn das Distanzstück 420 expandiert, zieht sich das Röhrchen 422 axial zusammen und der Dorn 424 streckt sich aus. Zusätzlich bewegen sich die Röhrchenteile auf jeder Seite des Dorns (Distanzstück?) zueinander. Diese Teile werden als Streifen 428 und Streifen 426 in der Abbildung markiert. Es sei hier jedoch angemerkt, dass nur ein solcher Streifen erforderlich ist, da die andere Seite des Röhrchens sich bündig mit der Dornenbasis oder dahinter befinden kann. Wenn sich die beiden Streifen treffen, ist ein weiteres axiales Zusammenziehen unmöglich oder extrem eingeschränkt. Eine weitere Einschränkung, sollte diese stattfinden, würde erfordern, dass zumindest einer der Streifen einknickt oder dass ein Streifen hinüber zum anderen Streifen wandert. Wie weiter oben schon hinsichtlich der 6J bereits angemerkt wurde, kann ein derartiger Streifen für die Führung des Ausfahrens des Dorns hilfreich sein.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird eine Angleichung einer mechanischen Eigenschaften des Distanzstücks, beispielsweise die Spannung, dadurch erzielt, indem ein Streifen zum anderen Streifen hinbewegt wird, beispielsweise durch eine von außen geführte Nadel, damit die Streifen ihre axiale Bewegung durchführen können. Zusätzlich wird eine derartige axiale Bewegung ermöglicht und das Distanzstück expandiert sich weiter.
Es sei angemerkt, dass die endgültige Länge und/oder die Form des expandierten Distanzstücks und/oder der individuellen Dornen beträchtlich durch die Streifen 426 und 428 beeinflusst werden kann. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird das Distanzstück einer bestimmten Verwendung angepasst, indem diese Streifen entfernt bzw. gebogen werden, damit diese ein axiales Zusammendrücken veranlassen oder verhindern. In einem Beispiel können diese Streifen von einem Chirurg im Operationssaal entfernt werden, nachdem endgültige Messungen mithilfe von Röntgenbildern durchgeführt wurden. In einem anderen Beispiel, wenn das Distanzstück nicht passt, wird das Distanzstück entfernt, wieder angepasst und (oder ein neues, oder angepasstes Distanzstück) wieder eingesetzt.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung verläuft die Verteilung der Streifen 426 (und 428) gleichmäßig über die Länge des Distanzstücks hinweg. Alternativ dazu kann eine ungleichmäßige axiale Verteilung gestellt werden. Alternativ dazu oder zusätzlich kann eine ungleichmäßige radiale Verteilung gestellt werden. Alternativ und zusätzlich kann die Länge der Streifen unterschiedlich an unterschiedlichen Teilen des Distanzstücks sein. Es sei angemerkt, dass eine ungleiche Verteilung der Streifen auf dem Distanzstück dahin führen kann, dass das Distanzstück nach der Expansion eine gekrümmte Konfiguration einnimmt und dass die Dornen eine ungleiche Länge aufweisen.
ALTERNATIVE AXIALE SCHRUMPFUNGSBEGRENZUNGEN
8B zeigt eine alternative Ausführungsform der Erfindung, worin ein Teil des Distanzstücks 430 in sich selbst eingeknickt ist, um damit die axiale Kontraktion des Distanzstücks zu beschränken. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein derartiges Einknicken durch Schwächung eines Streifens auf dem Distanzstück 430 an mehreren Stellen verursacht, beispielsweise an denen, die mit Referenznummer 436 markiert sind. Vorzugsweise besteht die Schwächung aus der Verdünnung des Materials an der Seite der Faltung. Alternativ dazu oder zusätzlich wird dieser Teil in einer Wellenform vorgeformt, und in einem nicht geknickten Zustand entweder durch die nicht ausgefahrenen Dornen (z. B. bevor sie plastisch verformt worden) oder durch ein Zurückhaltegerät (wie es beispielsweise oben Bezug nehmend auf 2 beschrieben wurde) gehalten. Die gestrichelte Linie 438 zeigt das Ausstrecken eines Dorns an, wenn das Distanzstück expandiert wurde.
Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung streckt sich der Dorn in Richtung Lumen des Distanzstücks hinein aus und nicht umgekehrt, wobei die axiale Kontraktion des Distanzstücks beschränkt wird.
Bei der in den 8A und 8B gezeigten Ausführung sind anstatt eines Dorns Beschränkungselemente für das axiale Zusammenziehen positioniert. Wenngleich dies auch möglich ist, ist es jedoch nicht erforderlich. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung befinden sich mindestens einige der Streifen und/oder der wellenförmige Teile des Röhrchens radial zwischen den Dornen, beispielsweise enthält einen Radius vier Dornen und vier axiale das Zusammenziehen verhindernde Elemente. Alternativ dazu oder zusätzlich, kann ein Streifen als ein Teil eines Dorns definiert werden, beispielsweise wie es durch die gepunkteten Linien 427 und 429 der 8A angedeutet wird.
AUSGRABUNGSWERKZEUG
9A zeigt eine Ausgrabungswerkzeug 450 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Werkzeug 450 dazu verwendet, um eine Bandscheibe vor dem Einsetzen eines Distanzstücks zu pulverisieren. Werkzeug 450 besteht vorzugsweise aus einem Schaft 452 und einer Spritze 454. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Spitze 454 aus einem radial erweiterbaren Element, wie es weiter oben bezüglich des Distanzstücks beschrieben wurde. Demzufolge kann das Werkzeug in einem eingeknickten Durchmesser eingeführt werden, und wird dann nur in dem Raum, der ausgegraben werden soll, expandiert. Wenn der Schaft 452 gedreht wird, dreht sich die Spitze 454 und pulverisiert das Bandscheibematerial.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das gesamte Werkzeug 450 aus einem einzigen Material hergestellt. Alternativ dazu kann das Material der Spitze unterschiedliche Härten, Steifheiten und Abnutzungswiderstände aufweisen. Alternativ dazu oder zusätzlich sind die Seiten und/oder die Enden der Dornen in der Spitze 454 geschärft und/oder mit widerstandsfähigem Material zur Förderung der Pulverisierung beschichtet.
9B zeigt ein Werkzeug der 9A, bei dem gekrümmte Konfigurationen mit einer gestrichelt Linie gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung angedeutet werden. Typischer Weise hat die Geometrie des auszugrabenden Volumens keinen runden Querschnitt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Schaft 452 zumindest in der Nähe 462 der Spitze 454 gekrümmt sein, damit die Spitze 454 tiefer fahren kann. Alternativ dazu oder zusätzlich ist die Spitze 454 selbst gekrümmt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Krümmung durch Einführen eines Krümmungsstifts 458 in einen im Schaft 452 definierten Lumen 456 erfolgen. Alternativ dazu ist die Umgebung 462 flexibel und die Spitze 454 kann freizügig gekrümmt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindungen wird der Krümmungsstab 458 nicht am Schaft 452 rotiert, so dass die Spitze 454 in einem konstanten Winkel gehalten wird, um beispielsweise die Spitze 454 in der Position 460 zu halten. Alternativ dazu und wird der Stab und der Schaft synchron zueinander rotiert.
Alternativ dazu oder zusätzlichen kann das Werkzeug 454 durch axiales Zusammenziehen gekrümmt werden. Wie weiter oben angedeutet wurde, kann das axiale Zusammenziehen an beiden Seiten des Distanzstücks ungleich erfolgen, aufgrund der ungleichen Verteilung der Streifen 426 (in 8A). In einem Beispiel erzeugt ein reguläres axiales Zusammenziehen eine gerade Werkzeugspitze. Wenn das axiale Zusammenziehen erhöht wird (z. B. mehrere Dornen expandiert werden und/oder mehrere Streifen aneinander angrenzen) biegt sich das Werktag in eine Richtung und wenn das Zusammenziehen weiter erhöht wird, biegt sich das Werkzeug in eine andere, möglicherweise entgegen gesetzte Richtung.
Das Lumen im Werkzeugs 450 kann auch in anderen Anwendungen bei manchen bevorzugten Ausführung der Erfindung verwendet werden. Die Anwendungen können dasselbe Lumen 456 oder ein anderes verwenden. Die Anwendungen finden statt, während der Schaft rotiert und/oder während der Schaft ruht. Ein solches Lumen kann in dem Fall verwendet werden, wenn das pulverisierte Bandscheibenmaterial per Vakuum herausbefördert wird. Ein anderer Anwendungsbereich ist das Initiieren von Flüssigkeiten wie beispielsweise Pharmazeutika, Materialien, die das Gewebe weich machen, und oder Kontrastmittel für die medizinische Bilddarstellung. Alternativ dazu oder zusätzlich kann das Lumen für chirurgische Schnitte verwendet werden, beispielsweise durch Anwendung eines Laserlichts, einer Messerspitze, eines cryo-chirurgischen Werkzeugs, von RF-Spulen und elektronischen Schneidegeräten über das Lumen. Alternativ dazu und zusätzlich kann ein Hochdruckdurchfluss von Schleifmittel eingeführt werden. Alternativ dazu oder zusätzlich kann das Lumen dazu verwendet werden, um endoskopische, chirurgische Werkzeuge und Gewebeverbindungsstücke wie Klammern und Zangen bereitzustellen. Alternativ dazu und zusätzlich kann das Lumen dazu verwendet werden, um die Bilddarstellung zu ermöglichen, etwa mithilfe eines optischen oder eines auf Ultraschall basierten Anzeigegeräts. Alternativ dazu oder zusätzlich kann ein Distanzstück durch das Lumen eingeführt und/oder expandiert und/oder eingeknickt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird wahlweise das Werkzeug selbst weiter expandiert und als Distanzstück verwendet, nachdem die Bandscheibe entfernt wurde.
Die oben beschriebene Anwendungen des Lumens können gemäß einigen bevorzugten Ausführungen der Erfindung auch mit einem Distanzstück durchgeführt werden. Insbesondere kann ein Werkzeug 450 durch das Distanzstück bereitgestellt werden. In einem anderen Beispiel kann ein zweites Distanzstück nach der Einführung eines ersten Distanzstücks eingeführt werden, indem das Teil 60 des zweiten Distanzstücks durch das expandierte Distanzstück hindurch geführt wird.
ALTERNATIVE ANWENDUNGEN DER DISTANZSTÜCKGEOMETRIE
Wie weiter oben beschrieben wurde, ist ein expandierbares Distanzstück für eine Wirbelsäulenfusionen besonders geeignet. Eine ähnliche Geometrie kann jedoch auch anderen Anwendungsformen dienen. Eine Form ist die Anwendung als Knochenfixiergerät, bei dem beispielsweise die in der oben zitierten Patentveröffentlichung WO 98/38918 beschriebenen allgemeinen Anforderungen erfüllt werden. 10A zeigt einen Knochen 700 mit einer Bruchstelle 702, in die ein Distanzstück 704 (was in diesem Beispiel als Knochenfixiergerät fungiert) eingeführt wurde. Ein wahlweise verwendetes Verlängerungsteil 706 kann als Führung oder Erweiterung des Distanzstücks verwendet werden, wie es beispielsweise hier oben Bezug nehmend auf 2 beschrieben wird. Es sei angemerkt, dass das Distanzstück der vorliegenden Erfindung bei manchen Ausführungsformen durch ein kleines Loch im Knochen eingeführt wird, möglicher Weise ohne einen chirurgischen Eingriff. Wahlweise kann das Distanzstück auch ein nach außen gehendes Gewinde haben, zumindest am Ende, damit das Distanzstück in den Knochen eingeschraubt werden kann. Vorzugsweise kann das Distanzstück auch durch dasselbe Loch oder ein neues Loch im Knochen entfernt werden, auch hier wieder vorzugsweise ohne chirurgischen Eingriff. Wahlweise verbleibt, wie auch in der 10B gezeigt wird, eine markierte Öffnung 708 im Knochen wenn das Einfügen das Distanzstücks beendet wurde, möglicherweise durch einen Aufsatz des Distanzstücks, um damit das Anpassen oder Entfernen des Distanzstück zu erleichtern. Alternativ dazu sei angemerkt, dass das Distanzstück in der Regel kein großes Volumen im Knochen einnimmt, und von daher mag es nicht erforderlich sein, dass es entfernt werden muss. 10C verdeutlicht das Einführen eines Distanzstücks in einem gekrümmten Knochen 710, beispielsweise eine Rippe. Es sei auch angemerkt, dass ein derartiges Distanzstück auch in einen kleinen Knochen eingeführt werden kann, wie beispielsweise einen Fingerknochen.
ZAHNIMPLANTAT
11 stellt eine Explosionsdarstellung eines Zahnimplantats 600 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dar. Im Kiefer 601 fehlt ein Zahn, und er hinterlässt ein Loch 602. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein expandierbares Distanzstücks 604 in das Loch eingeführt und dort expandiert, um damit eine Abstützung für die Krone 608 zu bilden. Vorzugsweise, wird Material, wie etwas pulverisierte Knochenmasse oder Zahnmaterial verwendet, und das Loch 602 zu füllen. Alternativ dazu oder zusätzlich kann ein expandierbares Distanzstück, um eine Abstützung für die Krone zu bilden, in einen Raum zwischen der Basis und den Wänden des Lochs 602 eingeführt werden. Alternativ dazu oder zusätzlich kann ein expandierbares Distanzstück eingeführt werden, um eine Wurzel oder mehrere Wurzeln eines Zahnes zu ersetzen. Es sei angemerkt, dass das Knochengewebe, das Zahnmaterial, das Nervengewebe und die Blutgefäße in die Löcher des Distanzstücks 604 einwachsen können. Wahlweise kann auch noch eine innere Abstützung in das Distanzstück zur Stärkung eingeführt werden, wie in 2 oben zum Beispiel eine Schraube.
VERBINDUNG DES WEICHGEWEBES
Die 12A–12C zeigen die Verwendung von axial sich zusammenziehenden Gewebeverschlüssen 610 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Ein Gewebe 612 wird an ein Gewebe 614 angeheftet. Eine Spitze 611, vorzugsweise sehr scharf, möglicherweise gezackt oder abgerundet, des Verschlusses 610 durchdringt vorzugsweise die beiden Gewebe, wie es in 12A gezeigt wird. Es sei angemerkt, dass der Verschluss 610 eng und/oder flexibel sein kann, jedoch für eine Applikation mithilfe eines Katheters, eines Endoskops oder eines der Spritze ähnlichen externen Gerätes geeignet ist.
In 12B ist eine erste Reihe von Dornen 616 und/oder eine zweite Reihe von Dornen 618 vorzugsweise ausgefahren, um zu verhindern, dass sich die Gewebe voneinander wegbewegen. In dem Falle, dass nur eine Reihe von Dornen ausgefahren ist, beispielsweise die Dornen 616, kann der Verschluss axial bewegt werden, beispielsweise in Richtung des Pfeils 620, um damit die zwei Gewebeteile zusammenzubringen. Es sei angemerkt, dass das Gewebe 612 und/oder das Gewebe 614 eine beträchtliche Dicke aufweisen. In einem derartigen Fall erstrecken sich die Dornen vorzugsweise in das Gewebe hinein, anstatt dahinter, wie es in der 12B gezeigt wird. Die Funktion des Verbindens der Gewebe miteinander wird vorzugsweise ausgeführt.
In der 12C wird der Rest des Verschlusses 610 axial zusammengezogen, was die zwei Gewebeteile in unmittelbarer Nähe zusammenbringt. Die Breite des Mittelteils 622 des Verschlusses kann von der Entfernung zwischen den Gewebeteilen abhängen, wenn die Dornen 616 und 618 expandiert sind, oder sie kann von der Tatsache abhängen, ob der Verschluss während der Prozedur bewegt wurde oder nicht. Im Allgemeinen ist jedoch der Abstand zwischen den beiden Gewebeteilen im wesentlichen kleiner als der in 12A gezeigte und die zwei Gewebeteile werden durch den Mittelteil 622 verbunden, vorzugsweise in einer Weise, dass wenig oder gar keine Bewegung möglich ist. Wahlweise kann der Verschluss (oder das Distanzstücks, wie oben beschrieben wird) von mehreren Verbindungsstellen geformt werden, die relativ zueinander rotieren können. Demzufolge können die zwei miteinander verbundenen weichen Gewebeteile relativ zueinander rotieren, wenn jedes von ihnen von einem unterschiedlichen Verbindungsteil des Distanzstücks gegriffen wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann jedes Verbindungsteil getrennt expandiert oder eingeknickt werden.
Wie bereits oben beschrieben wurde, werden die Domen des Verschlusses 610 vorzugsweise in einer bestimmten Reihenfolge expandiert. Die in den 12A–C abgebildeten Handlungen vollziehen sich auch, wenn alle Domen zur selben Zeit expandiert werden. Im Allgemeinen expandieren die Dornen 616 nach einer kurzen axialen Kontraktion weit genug, sodass sie sich nicht durch dasselbe Loch, was in das Gewebe 612 durch die Spitze 611 gemacht wurde, zurückziehen können. Obwohl eine weitere axiale Kontraktion die Spannungen auf dem Loch erhöhen wird (durch Bewegen und Ziehen des Gewebes 612), wird es auch die Dornengröße erhöhen, und von daher ist ein Zurückziehen der Dornen unwahrscheinlich.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine genaue Platzierung des Verschlusses 610 nicht erforderlich, da die Gewebeteile 612 und 614, nachdem Sie einmal vom Verschluss 610 zusammengebracht wurden und sich jedes Teil zwischen zwei Domen befindet, wird eine weitere axiale Kontraktion des Verschlusses unweigerlich die Gewebeteile in Eingriff nehmen und zusammenbringen.
Bei manchen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind die Dornen im Bereich 622 länger als die auf dem Rest des Verschlusses 610 befindlichen Dornen, womit eine größere axiale Kontraktion erreicht werden kann. Er sei angemerkt, dass in manchen Ausführungsformen es wünschenswert ist, etwas „Freiraum” zwischen den verbundenen Gewebeteilen zu halten.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird der Verschluss 610 an seinem Ende 624 von einem Teil (hier nicht gezeigt) gelöst, was es festgehalten hat, sobald der in den 12A–12C dargestellte Prozess beendet ist. Alternativ dazu besteht der Verschluss 610 aus einem elastischen oder superelastischen Element, was in das Gewebe injiziert wird, und was von selbst expandieren kann, ohne dabei von einem Teil festgehalten zu werden. Alternativ dazu kann der Verschluss 610 teilweise aus einem fortwährend extrudierten Verschluss bestehen. Wenn das Gewebe zusammengeschlossen werden soll, wird ein kleiner Teil des Verschlusses verwendet, wie es in den 12A–12C gezeigt wird und der Rest des Verschlusses wird abgeschnitten. Von daher können mehrere Abschlussaktivitäten mit einem minimalen Durchmesser und einem Minimum an Werkzeugaustausch und -bewegung durchgeführt werden.
Als eine alternative Ausführung (hier nicht gezeigt) kann ein einzelner Dorn die Dornen 616 und 618 überspannen. Bezug nehmend auf die 2K (Dornenbeispiel mit vielen Unterdornen), kann ein einzelner Dorn mehrere Unterdornen beinhalten, beispielsweise der Unterdorn 616 und der Unterdorn 618. Wenn ein einzelner Dorn sich teilweise ausstreckt, verankern sich die Unterdornen in dem weichen Gewebe. Wenn der Dorn sich dann weiter ausstreckt (axiale Kompression des Verschlusses), dann vermehren alle Dornen ihre radiale Spannbreite und werden dadurch mehr zusammengebracht. Ein derartiges Verhalten kann man durch geeignetes Schwächen der Dornen steuern, wie es beispielsweise Bezug nehmend auf 6XI oben beschrieben wird, wobei jedoch bemerkt sein sollte, dass wenn ein Dom in unterschiedlicher Intensität an unterschiedlichen Ordnung geschwächt wird, die schwächere Stelle typischer Weise sich zuerst faltet und die stärkere Stelle später, wenn eine axiale Kompression angewendet wird.
Alternativ zu der Verbindung von weichen Gewebeteilen mit anderen weichen Gewebeteilen kann ein Verschluss, der dem Verschluss 610 ähnlich ist, zur Verbindung von weichen Gewebeteilen mit einem Knochen verwendet werden. In einem Beispiel weist die Spitze 611 einen Knochenanker auf, wobei der in den 12A–C dargestellte Prozess erfolgen kann, damit das Gewebe 614 an einem Knochen 612 angebracht wird, mit Ausnahme dessen, was hier im allgemeinen keinen Bedarf an in den Knochen expandierenden Domen 616 besteht. Alternativ dazu werden die Dornen 616 in einem kleinen Maß expandiert, um den Knochen besser zu halten. Alternativ dazu werden die Dornen 616 in einem großen Maß expandiert, wenn beispielsweise die Spitze 611 durch den Kortikalteil des Knochens hindurch in den trabekulären Teil davon durchdringt.
Zusätzlich oder alternativ zu einem Anschluss von weichen Gewebeteilen an einen Knochen, kann ein ähnlicher Verschlusses verwendet werden, um einen Knochen mit einem Knochen zu verbinden und/oder um Zugkräfte zwischen zwei Knochen anzubringen. Bei dieser Ausführung muss es nicht notwendig sein, dass die Dornen ausfahren, wenn das Distanzstück axial verkürzt wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine wie in 6K dargestellte Spitzenform verwendet, wobei die Domen in einem geringen Maße sich ausstrecken. Alternativ dazu können die Domen sich in den Lumen „erstrecken”, wobei vorzugsweise ein Dornenprofil verwendet wird, was das umgekehrte von dem in 6K ist.
AUSFÜLLEN EINES RAUMS MIT EINEM DISTANZSTÜCK
Eine weitere Verwendung eines expandierten Distanzstücks kann das Ausfüllen eines Raumes im Körperinneren und/oder die Veränderungen von mechanischen Eigenschaften des Körpergewebes wie beispielsweise Steifheit, Elastizität, oder eine minimal komprimierte Dimension, sein. Beispielsweise kann ein Distanzstück dazu verwendet werden, um eine zwischen den Wirbeln befindliche Bandscheibe zu versteifen. Zusätzlich oder alternativ dazu kann ein Distanzstück als Rahmenwerk für das Anwachsen von neuem Gewebe verwendet werden. Zusätzlich oder alternativ dazu wird ein Distanzstück dazu verwendet, um die Drainage zu erweitern. Die Veränderung von mechanischen Eigenschaften des Körpergewebes kann auch für kosmetische Zwecke, beispielsweise zur Linderung von durchhängenden Gewebeteilen und/oder zur Tarnung von schlaffen Gewebeteilen verwendet werden.
In einigen Fällen besteht das Distanzstück zumindest zum Teil aus weicherem, dünnerem und flexiblerem Material als das, was Bezug nehmend auf die 4A–4C beschrieben wurde. In einem Beispiel besteht das Distanzstück aus Kunststoff. In einem anderen Beispiel besteht das Distanzstück aus einem mit Polymer beschichteten Material.
Eine andere mögliche Verwendungsform für ein derartiges Distanzstück ist die Öffnung von abgequetschten oder anderweitig blockierten Luftwegen. Ein Vorteil von einer solchen Ausführungsform des oben genannten Distanzstück ist, dass es von sich aus nicht blockiert, wenn beispielsweise das Distanzstück nicht ordnungsgemäß geöffnet wurde.
EXTERNE KONTROLLE DER DISTANZSTÜCKGEOMETRIE
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann ein Distanzstück, wie es beispielsweise oben beschrieben wird, von der Körperaußenseite gesteuert werden, nachdem es eingeführt wurde. In einem Beispiel und Bezug nehmend auf die 2J kann eine Schraube 124 durch die Koppelung von magnetischen Kräften von der Körperaußenseite gedreht werden, wenn beispielsweise ein kleiner permanenter Magnet an die Schraube gekoppelt ist. Wenn ein starker permanenter Magnet außerhalb des Körpers gedreht wird, überträgt sich die Drehbewegung auf den kleinen Magneten, und dreht somit die Schraube. In einem anderen Beispiel können extern angewendete magnetische oder elektrische Felder zur Steuerung eines Druckventil verwendet werden, wobei das Ventil eine unter Druck stehende Flüssigkeit steuert, um einen Ballon aufzublasen oder diesen zu entleeren, wobei das Distanzstück axial und/oder radial expandiert oder eingeknickt wird. In manchen Ausführungen verwendet die Steuerung der Expansion des Distanzstücks eine (elektrische oder mechanische) Logik, die in das Distanzstück integriert wird, um beispielsweise periodisch das Distanzstück axial komprimieren zu lassen. Die Energie oder die Steuerungssignale können von einer innen im Körper oder von einer außerhalb des Körpers befindlichen Energiequelle (oder Computer) stammen.

Claims

Expandierbares Distanzstück (20), das zum Einsatz in einer Wirbelsäule unter Verwendung eines Einsatzelements eingerichtet ist, umfassend: ein axiales Röhrchen mit einer Oberfläche, einem proximalen Ende, einem distalen Ende und einer Länge, wobei die Oberfläche eine Vielzahl von Schlitzen (26, 152) definiert, wobei die Vielzahl von Schlitzen (26, 152) mindestens zwei axial verschobene Fortsätze (24) definiert, sodass, wenn das Röhrchen (22) axial zusammengedrückt wird, die Fortsätze (24) sich aus der Oberfläche heraus erstrecken und eine Geometrie eines expandierten Distanzstücks (20) definieren; und wobei das Distanzstück dazu eingerichtet ist, nach dem Entfernen des Einsatzelements in der Wirbelsäule zu verbleiben, um einen Zwischenabstand zwischen zwei einander gegenüberliegenden Knochenflächen der Wirbelsäule bereitzustellen.
Distanzstück nach Anspruch 1, bei dem die mindestens zwei axial verschobenen Fortsätze (24) mindestens drei Fortsätze (24) umfassen, die sich in mindestens drei verschiedenen Richtungen von dem Röhrchen aus erstrecken.
Distanzstück nach Anspruch 1, bei dem die mindestens zwei axial verschobenen Fortsätze (24) mindestens vier Fortsätze umfassen, die sich in mindestens vier verschiedenen Richtungen von dem Röhrchen aus erstrecken.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–3, bei dem die Schlitze (26) gerade sind.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–3, bei dem die Schlitze (26) gekrümmt sind.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–5, bei dem die Schlitze (26) durch einen Schnitt in dem Röhrchen definiert sind.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–5, bei dem die Schlitze (26) durch einen aus dem Röhrchen entfernten Abschnitt definiert sind.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–7, bei dem die Schlitze (26) im wesentlichen parallel zur Achse des Röhrchens (22) verlaufen.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–7, bei dem die Schlitze (152) nicht parallel zur Achse des Röhrchens (22) verlaufen.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–9, bei dem die Schlitze (26) in Paaren mit gleicher Länge angeordnet sind.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–9, bei dem die Schlitze (26) in Paaren mit unterschiedlicher Länge angeordnet sind.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–11, bei dem zu einem Fortsatz (24) gehörende Schlitze (26) zu einem zweiten, axial verschobenen Fortsatz (24) gehörende Schlitze (26) axial überlappen.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–12, bei dem das proximale Ende des Röhrchens eine proximale Endkappe definiert, die außerhalb eines durch die Geometrie der ausgebreiteten Fortsätze (24) definierten Volumens verläuft.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–13, bei dem das distale Ende des Röhrchens eine distale Endkappe definiert, die außerhalb eines durch die Geometrie der ausgebreiteten Fortsätze (24) definierten Volumens verläuft.
Distanzstück nach Anspruch 13, bei dem mindestens einer der Fortsätze (24) mit dem proximalen Ende des Röhrchens auf gleicher Höhe abschließt.
Distanzstück nach Anspruch 13, bei dem mindestens einer der Fortsätze (24) mit dem distalen Ende des Röhrchens auf gleicher Höhe abschließt.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–16, das mindestens eine sich von dem Distanzstück (20) aus axial erstreckende Spitze umfasst, die in an dem Distanzstück anliegendes Gewebe eingreift.
Distanzstück nach Anspruch 17, bei dem die mindestens eine Spitze mindestens zwei Spitzen umfasst, die sich von dem Distanzstück aus axial erstrecken.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–18, das einen Innenbolzen (1008) umfasst.
Distanzstück nach Anspruch 19, bei dem der Innenbolzen (1008) eine glatte Außenfläche besitzt.
Distanzstück nach Anspruch 19, bei dem der Innenbolzen (1008) eine mit einem Gewinde versehene Außenfläche besitzt.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 19–21, bei dem der Bolzen (1008) eine Basis besitzt, deren Außendurchmesser größer ist als ein Innendurchmesser des Röhrchens, sodass die Basis die axiale Bewegung des Röhrchens in einer Richtung im Verhältnis zu dem Bolzen einschränkt.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 19–22, bei dem der Bolzen (1008) einen Kopf besitzt, der an mindestens einem Ende des Röhrchens verriegelt ist, um eine axiale Expansion des Röhrchens zu verhindern.
Distanzstück nach Anspruch 23, bei dem der Kopf so eingerichtet ist, dass er mindestens einen sich von dem Röhrchen zu dem Bolzenkopf erstreckenden Vorsprung in Eingriff nimmt.
Distanzstück nach Anspruch 23, bei dem der Kopf mindestens einen sich von dem Kopf hin zu dem Röhrchen erstreckenden Vorsprung umfasst, der das Röhrchen (22) in Eingriff nimmt.
Distanzstück nach Anspruch 23, bei dem der Kopf einen Flansch umfasst, der so aufgeweitet ist, dass er einen Außendurchmesser besitzt, der größer als ein Innendurchmesser des Röhrchens (22) ist.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 19–26, bei dem der Bolzen (1008) so eingerichtet ist, dass er während des Einsatzes des Distanzstücks ein Stangenelement zum Halten des Bolzens (1008) in Eingriff nimmt.
Distanzstück nach Anspruch 27, bei dem der Bolzen (100) ein Innengewinde zum Ineingriffnehmen des Stangenelements aufweist.
Distanzstück nach Anspruch 27, bei dem der Bolzen (1008) das Stangenelement mechanisch in Eingriff nimmt, solange ein Kopf des Bolzens von dem Röhrchen (22) eingespannt wird.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–29, wobei das Distanzstück eine Vielzahl von Segmenten (28) umfasst, wobei jedes Segment (28) einen oder mehrere Fortsätze (24) definiert, die sich von dem Distanzstück (20) aus erstrecken.
Distanzstück nach Anspruch 30, bei dem die Segmente (28) mindestens zwei Segmentarten umfassen, wobei jede Segmentart Fortsätze (24) definiert, die sich im Verhältnis zu dem Röhrchen in verschiedene Richtungen erstrecken.
Distanzstück nach Anspruch 31, bei dem die zwei Segmentarten ein horizontales Segment (28) umfassen, das zwei Fortsätze (24) definiert, die sich entlang einer Linie erstrecken, und ein Segment (28), das vier Fortsätze (24) definiert, die sich in einem Winkel von ±45° zu den beiden Fortsätzen (24) erstrecken.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–32, bei dem eine Fortsatzrichtung mindestens eines der mindestens zwei Fortsätze (24) senkrecht zu dem Röhrchen (22) verläuft.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–32, bei dem eine Fortsatzrichtung mindestens eines der mindestens zwei Fortsätze (24) mit der Achse des Röhrchens in einer Ebene, die die Achse des Röhrchens enthält, einen spitzen Winkel definiert.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–32 oder 34, bei dem mindestens einer der mindestens zwei Fortsätze (24) sich nicht in einer senkrecht zu dem Röhrchen (22) verlaufenden Richtung erstreckt.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–35, bei dem mindestens einer der mindestens zwei Fortsätze (24) in einer die Achse des Röhrchens (22) enthaltenden Ebene ein Profil eines Dreiecks besitzt, wobei eine Spitze des Dreiecks von dem Röhrchen weg zeigt.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–35, bei dem mindestens einer der mindestens zwei Fortsätze (24) in einer die Achse des Röhrchens enthaltenden Ebene ein gekrümmtes Profil besitzt.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–35, bei dem mindestens einer der mindestens zwei Fortsätze (24) in einer die Achse des Röhrchens enthaltenden Ebene ein Profil besitzt, das sich in einer Richtung von dem Röhrchen (22) weg verengt und dann wieder aufweitet.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–38, bei dem mindestens einer der mindestens zwei Fortsätze (24) in einer zur Achse des Röhrchens senkrechten Ebene ein Profil besitzt, das sich in einer Richtung von dem Röhrchen (22) weg verengt.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–38, bei dem mindestens einer der mindestens zwei Fortsätze (24) in einer zur Achse des Röhrchens senkrechten Ebene ein Profil besitzt, das sich in einer Richtung von dem Röhrchen (22) weg verengt und dann wieder aufweitet.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–38, bei dem mindestens einer der mindestens zwei Fortsätze (24) in einer zur Achse des Röhrchens senkrechten Ebene ein gleichförmiges Profil besitzt.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–41, bei dem mindestens einer der mindestens zwei Fortsätze (24) ein Profil mit einem spitzen oberen Ende besitzt.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–41, bei dem mindestens einer der mindestens zwei Fortsätze (24) am oberen Ende ein Profil besitzt, das im wesentlichen die gleiche Größe aufweist wie eine Basis des Fortsatzes (24).
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–41, bei dem mindestens einer der mindestens zwei Fortsätze (24) am oberen Ende ein Profil besitzt, das im wesentlichen größer als eine Basis des Fortsatzes (24) ist.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–44, bei dem die Fortsätze (24) ungleichmäßig an der Achse entlang verteilt sind.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–44, bei dem die Fortsätze (24) gleichmäßig an der Achse entlang verteilt sind.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–46, bei dem die Fortsätze (24) ungleichmäßig an einem Umfang des Röhrchens (22) entlang verteilt sind.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–46, bei dem die Fortsätze (24) gleichmäßig an einem Umfang des Röhrchens (22) entlang verteilt sind.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–48, bei dem die verschiedenen Fortsätze (24) unterschiedliche Geometrien besitzen.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–49, bei dem die Fortsätze (24) in einem spiralförmigen Muster verteilt sind.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–50, bei dem die Achse des Röhrchens (22) zu einer Achse der expandierten Geometrie koaxial ist.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–49, bei dem die Achse des Röhrchens (22) zu einer Achse der expandierten Geometrie parallel ist.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–49, bei dem die Achse des Röhrchens (22) nicht zu einer Achse der expandierten Geometrie parallel ist.
Distanzstück nach Anspruch 53, bei dem die Achse des Röhrchens und die Achse der expandierten Geometrie für das schräge Einführen eines Distanzstücks ausgelegt sind, das in seinem expandierten Zustand mit dem Wirbel ausgerichtet werden soll.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–54, dessen (20) Querschnitt der expandierten Geometrie ein Kreis ist.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–54, dessen (20) Querschnitt der expandierten Geometrie ein Rechteck ist.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–56, bei dem sich ein Querschnitt der expandierten Geometrie entlang einer Achse der expandierten Geometrie verändert.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–56, bei dem sich ein Durchmesser des Querschnitts der expandierten Geometrie entlang einer Achse der expandierten Geometrie verändert.
Distanzstück nach Anspruch 58, bei dem der Querschnitt rechteckig ist und sich der Durchmesser des Querschnitts entlang der Achse der expandierten Geometrie vergrößert.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–59, bei dem sich ein Durchmesser des Querschnitts des Röhrchens entlang einer Achse des Röhrchens (22) verändert.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–60, bei dem sich ein Querschnitt des Röhrchens entlang einer Achse des Röhrchens (22) verändert.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–59, bei dem das Röhrchen (22) einen kreisförmigen Querschnitt besitzt.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–59, bei dem das Röhrchen (22) einen elliptischen Querschnitt besitzt.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–59, bei dem das Röhrchen (22) einen rechteckigen Querschnitt besitzt.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–64, bei dem die Achse des Röhrchens gekrümmt ist, wenn das Distanzstück nicht expandiert ist.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–61, bei dem die Achse des Röhrchens gerade ist, wenn das Distanzstück nicht expandiert ist.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–66, bei dem die Achse des Röhrchens gekrümmt ist, wenn das Distanzstück (20) expandiert ist.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–66, bei dem die Achse des Röhrchens gerade ist, wenn das Distanzstück (20) expandiert ist.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–68, das einen Sperrklinkenmechanismus umfasst, der das Distanzstück (20) in einer expandierten Konfiguration hält.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–69, das mindestens einen Teil (426) des Distanzstücks umfasst, der das axiale Zusammenziehen des Distanzstücks verhindert.
Distanzstück nach Anspruch 70, bei dem der mindestens eine Distanzstückteil ein Paar Zungen (426, 428) umfasst, die aneinander anstoßen, wenn das Distanzstück axial zusammengezogen ist.
Distanzstück nach Anspruch 70, bei dem der mindestens eine Distanzstückteil ein schmales Stück (430) umfasst, das sich zusammenfaltet und eine Dicke zwischen zwei sich gegenüberliegenden Seiten des Distanzstücks bildet, die verhindert, dass die sich gegenüberliegenden Seiten zusammentreffen.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–72, das an mindestens einem der Fortsätze (24) mindestens einen Vorsprung (1056) umfasst, der ein Ausknicken des Fortsatzes (24) verhindert.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–72, das an mindestens einem der Fortsätze (24) mindestens einen Vorsprung (1056) umfasst, der die beiden Fortsätze (24) miteinander verriegelt.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–74, das mindestens ein Verbindungselement umfasst, das die Fortsätze miteinander verbindet, wenn sie expandiert sind.
Distanzstück nach Anspruch 75, bei dem das Verbindungselement einen Litzendraht (121) umfasst.
Distanzstück nach Anspruch 75, bei dem das Verbindungselement eine im wesentlichen starre Strebe (204A, 204B) umfasst.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–77, bei dem mindestens einer der Fortsätze (24) ausschließlich Biegeverbindungsstellen umfasst.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–77, bei dem mindestens einer der Fortsätze (24) mindestens eine Verdrehverbindungsstelle umfasst.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–77, bei dem mindestens einer der Fortsätze (24) einen Aufklappfortsatz umfasst, bei dem ein wesentlicher axialer Abschnitt des Röhrchens von diesem abgehoben wird und die expandierte Geometrie bildet.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–80, bei dem mindestens einer der Fortsätze (24) mindestens zwei Schenkel umfasst, die durch ein oberes Ende des Fortsatzes aneinander befestigt sind.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–80, bei dem mindestens einer der Fortsätze (24) mindestens drei Schenkel (302, 304, 306) umfasst, die durch ein oberes Ende des Fortsatzes aneinander befestigt sind.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–80, bei dem mindestens einer der Fortsätze (24) mindestens vier Schenkel umfasst, die durch ein oberes Ende des Fortsatzes aneinander befestigt sind.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–83, bei dem mindestens einer der Fortsätze (24) mindestens zwei Schenkel umfasst, die mit der Achse des Röhrchens ausgerichtet sind.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–84, wobei an dem Distanzstück (20) mehrere geglühte bzw. getemperte Stellen (1100) bereitgestellt werden, die die Expansion des Distanzstücks unterstützen.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–85, wobei an dem Distanzstück mehrere geätzte Stellen bereitgestellt werden, die die Expansion des Distanzstücks (20) unterstützen.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–86, wobei an dem Distanzstück mehrere Löcher bereitgestellt werden, die die Expansion des Distanzstücks (20) unterstützen.
Distanzstück nach Anspruch 87, bei dem die Löcher die Belastung in dem Distanzstück (20) verteilen.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–84, wobei das Distanzstück (20) als eine Einheit geglüht bzw. getempert wird.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–89, wobei das Distanzstück (20) Mittel umfasst, mit denen die axiale Länge des Distanzstücks (20) mit der Zeit verändert werden kann, wenn das Distanzstück (20) implantiert worden ist.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–90, wobei das Distanzstück (20) aus Metall gebildet ist.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–90, wobei das Distanzstück (20) aus Kunststoff gebildet ist.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–90, wobei das Distanzstück (20) aus einer Kombination verschiedener Zonen aus unterschiedlichen Materialien gebildet ist.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–93, wobei das Distanzstück (20) ein elastisches Material umfasst, das durch die Verformung der Fortsätze elastisch verformt wird.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–94, wobei das Distanzstück (20) ein plastisches Material umfasst, das durch die Verformung der Fortsätze plastisch verformt wird.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–95, wobei das Distanzstück (20) ein superelastisches Material umfasst, das durch die Verformung der Fortsätze superelastisch verformt wird.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–96, wobei das Distanzstück (20) ein Formgedächtnismaterial umfasst.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–97, wobei das Distanzstück (20) dazu eingerichtet ist, unter axialen Drücken von mehr als 20 kg axial verformt zu werden.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–97, wobei das Distanzstück (20) dazu eingerichtet ist, unter axialen Drücken von mehr als 30 kg axial verformt zu werden.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–97, wobei das Distanzstück (20) dazu eingerichtet ist, unter axialen Drücken von mehr als 50 kg axial verformt zu werden.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–97, wobei das Distanzstück (20) dazu eingerichtet ist, unter axialen Drücken von mehr als 70 kg axial verformt zu werden.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–97, wobei das Distanzstück (20) dazu eingerichtet ist, unter axialen Drücken von mehr als 90 kg axial verformt zu werden.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–102, wobei das Distanzstück (20) dazu eingerichtet ist, dass es in einem Wirbel eines aktiven Menschen expandiert bleibt, wenn es so untergebracht ist, dass die Achse des Röhrchens senkrecht zur Wirbelsäule des Menschen verläuft.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–103, bei dem der Durchmesser des Querschnitts des Röhrchens (22) kleiner ist als die Hälfte des maximalen Durchmessers des Querschnitts der expandierten Geometrie.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–103, bei dem der Durchmesser des Querschnitts des Röhrchens (22) kleiner ist als ein Viertel des maximalen Durchmessers des Querschnitts der expandierten Geometrie.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–105, bei dem die expandierte Geometrie so bemessen ist, dass sie zwischen zwei menschliche Wirbel passt.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–106, bei dem die Fortsätze (24) Spitzen besitzen und die Spitzen einen Oberflächenfüllfaktor von mindestens 20% bezüglich der Kontaktfläche eines Zielwirbels mit der Distanzstückgeometrie haben.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–106, bei dem die Fortsätze (24) Spitzen besitzen, die eine Oberfläche der Zielwirbel berühren, und wobei die Spitzen einen Oberflächenfüllfaktor von mindestens 40% bezüglich der Kontaktfläche eines Zielwirbels mit der Distanzstückgeometrie haben.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–106, bei dem die Fortsätze (24) Spitzen besitzen, die eine Oberfläche des Zielwirbels berühren, und wobei die Spitzen einen Oberflächenfüllfaktor von mindestens 60% bezüglich der Kontaktfläche eines Zielwirbels mit der Distanzstückgeometrie haben.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–109, bei dem die expandierte Geometrie mindestens 40% der Oberfläche eines Zielwirbels abdeckt, die bis dahin eine Bandscheibe berührt hat.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–109, bei dem die expandierte Geometrie mindestens 60% der Oberfläche eines Zielwirbels abdeckt, die bis dahin eine Bandscheibe berührt hat.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–109, bei dem die expandierte Geometrie mindestens 80% der Oberfläche eines Zielwirbels abdeckt, die bis dahin eine Bandscheibe berührt hat.
Distanzstück, das zum Einsatz in einer Wirbelsäule eingerichtet ist, umfassend: einen länglichen Körper mit einer Oberfläche und einem maximalen Querschnitt an einem Teil davon; und eine Vielzahl von Fortsätzen, die sich radial von diesem Körper aus erstrecken, wobei diese Fortsätze an mindestens 40% des Körpers einschließlich des Teils dicht zusammengedrängt sind, sodass mindestens 50% eines Oberflächenbereichs des Körpers von Fortsätzen abgedeckt werden, wobei die dicht zusammengedrängten Fortsätze einen Querschnitt mit einem Durchmesser definieren, der mindestens das Dreifache eines Durchmessers des Querschnitts des Körpers beträgt, und wobei die Fortsätze aus der Oberfläche gebildet werden.
Distanzstück nach Anspruch 113, bei dem die Fortsätze an mindestens 50% des Körpers dicht zusammengedrängt sind.
Distanzstück nach Anspruch 113, bei dem die Fortsätze an mindestens 70% des Körpers dicht zusammengedrängt sind.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–115, wobei das Distanzstück (20) mit einer biologisch aktiven Beschichtung beschichtet ist.
Distanzstück nach Anspruch 116, bei dem die biologisch aktive Beschichtung das Einwachsen von Knochen verzögert.
Distanzstück nach Anspruch 116, bei dem die biologisch aktive Beschichtung das Einwachsen von Knochen fördert.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–118, bei dem die Fortsätze (202) Dornen umfassen.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–119, bei dem mindestens ein erster der Fortsätze (202), der dafür ausgelegt ist, eine größere Belastung zu tragen, im Vergleich zu einem zweiten der Fortsätze eine erhöhte Festigkeit besitzt.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–120, wobei das Distanzstück (20) eine Winkelausrichtung besitzt.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–121, bei dem mindestens zwei der mindestens zwei Fortsätze (202) so ausgelegt sind, dass sie zwei Wirbel auseinanderhalten.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–122, wobei das Distanzstück (20) lordotisch ist.
Distanzstück nach einem der Ansprüche 1–123, bei dem mindestens einer der Fortsätze (202) so eingerichtet ist, dass er sich in Wirbelknochen einbettet.
Distanzstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die mindestens zwei axial verschobenen Fortsätze mindestens drei Fortsätze umfassen, die sich in der gleichen transaxialen Richtung von dem Röhrchen aus erstrecken.
Distanzstück nach Anspruch 125, bei dem die mindestens zwei axial verschobenen Fortsätze mindestens drei axial verschobene Fortsätze umfassen, die sich in der gleichen transaxialen Richtung von dem Röhrchen aus erstrecken.
Distanzstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die mehreren Schlitze mehrere axial verschobene Schlitze umfassen.
Distanzstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Distanzstück so dimensioniert ist, dass es in einen Wirbelzwischenraum passt.
Distanzstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Distanzstück so dimensioniert ist, dass es einen Wirbelzwischenraum ausfüllt.
Distanzstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Distanzstück steif genug ist, um seine Form beizubehalten, bis der Knochen sich setzt.
Distanzstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Distanzstück weiter dazu eingerichtet ist, nach dem Einsatz angepasst oder entfernt zu werden.