DE69827280T2

DE69827280T2 - Lordotisches wirbelimplantat

Info

Publication number: DE69827280T2
Application number: DE69827280T
Authority: DE
Inventors: W. Douglas KOHRS; M. Paul SAND
Original assignee: Zimmer Spine Inc
Current assignee: Zimmer Spine Inc
Priority date: 1997-03-06
Filing date: 1998-03-06
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2018-03-07
Also published as: US20030045938A1; CA2283166A1; US5865847A; CA2283166C; US5897593A; WO1998038924A3; US6740091B2; JP2001514542A; US20040249460A1; US6120506A; AU6449898A; DE69827280D1; EP1011481A2; US7267689B2; WO1998038924A2; US6165219A; EP1011481B1; ES2231969T3

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Implantationsset zum Anordnen eines Spinalimplantates in einem scheibenförmigen Raum zwischen gegenüberliegenden Wirbeln.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Chronische Rückenprobleme können Schmerzen hervorrufen und eine Behinderung für einen großen Teil der Bevölkerung sein. In vielen Fällen können die chronischen Rückenprobleme auf eine relative Bewegung zwischen Wirbeln der Wirbelsäule zurückgeführt werden.
Die orthopädische Chirurgie umfaßt Verfahren zum Stabilisieren der Wirbel. Herkömmliche Stabilisierungstechniken umfassen das Verbinden der Wirbel miteinander. Verbindungstechniken umfassen ein Entfernen von Scheibenmaterial, das die Wirbel trennt, und Einbringen von Knochen in den Scheibenbereich. Der eingebrachte Knochen verbindet sich mit dem Knochenmaterial der Wirbel, um derart die beiden Wirbel miteinander zu verbinden.
Um die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Verbindung zu erhöhen, wurden Spinalimplantate entwickelt. Das gleichzeitig übertragene US Patent Nr. 5,489,307 offenbart ein hohles, zylindrisches Gewindeimplantat. Dieses Patent offenbart ebenso ein Verfahren zum Anordnen des Implantats zwischen zwei Wirbeln.
Das Verfahren des US Patents Nr. 5,489,307 offenbart eine parallele Distraktion von gegenüberliegenden Wirbel, bevor das Implantat angeordnet wird. Jedoch sind nicht alle Wirbel parallel zueinander angeordnet. Eine normale und gesunde Wirbelsäule weist eine natürliche Krümmung auf, die als Lordose bezeichnet wird. Die Krümmung führt dazu, daß gegenüberliegende Wirbel mit ihren Endplatten nicht parallel zueinander ausgerichtet sind, abhängig von der Lage in der Wirbelsäule. Zum Beispiel können in dem Lendenbereich der Wirbelsäule die Endplatten des L-4- und des L-5-Wirbels einen Winkel von ca. 3° bis 15° aufweisen. Ebenso können die gegenüberliegenden Endplatten des L-5- und des S-1-Wirbels eine Lordose von ca. 8° bis 16° aufweisen. Die tatsächliche Höhe der Lordose hängt von der Stelle in der Wirbelsäule ab und variiert von Patient zu Patient. Es ist wünschenswert, ein Implantat, das eine gewünschte Lordose zwischen gegenüberliegenden Wirbeln erhält oder erreicht, und ein Verfahren zum Anordnen des Implantats bereitzustellen.
WO 91/06261 offenbart ein Implantationsset zum Anordnen eines Implantats zwischen zwei parallelen, gegenüberliegenden Wirbeln. Das Implantationsset umfaßt einen Bohrer, ein Gewindeinstrument, ein Greifmittel und einen Retraktor, um eine zylindrische Gewindebohrung zwischen den Wirbeln zu erzeugen. Das Implantat umfaßt einen zylindrischen Hohlkörper, der ein äußeres Spitzgewinde und Perforationen in den Vertiefungen des Gewindes aufweist, um ein Einwachsen des Knochens zu ermöglichen. Das Gewindeinstrument umfaßt einen hohlen, zylindrischen Schaft, der einen Behälter aufweist, um Abrieb zu sammeln, der während des Gewindeschneidvorganges entfernt wurde. Das Implantationsset ist ungeeignet zur Verwendung bei Wirbelsäulen, die eine Lordose aufweisen.
WO 96/27345 offenbart verschiedene Implantate, Abstandshalter und chirurgische Instrumente zum Einbringen der Implantate zwischen gegenüberliegende Wirbel, z. B. Wirbel mit einer Lordose. Zum Wiederherstellen oder Erhalten eines gewünschten Ausmaßes an Lordose werden nacheinander verschiedene Abstandshalter verwendet, wobei die Verjüngung immer größer wird. Folgend wird ein zylindrisches Loch zwischen die Wirbel gebohrt und ein Gewinde geschnitten. Das zylindrische Implantat wird sodann in das Loch geschraubt.
EP 0 734 703 offenbart ein Implantat zum Verbinden von Wirbeln mit einer Lordose, das einen hohlen, kegelförmigen Körper mit kegelstumpfartigen, ebenen Seitenwänden aufweist, die mit diametral gegenüberliegenden Öffnungen versehen sind, um ein Einwachsen des Knochens zu ermöglichen. Zum Anordnen des Implantats wird eine kreisförmige Öffnung in benachbarte Wirbelkörper gebohrt. Folgend kann die Öffnung mit einem Gewinde versehen werden, um das Einbringen des Implantats wie bei einer Schraube zu ermöglichen.
II. ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Spinalimplantat mit einer Verjüngung von einem Führungsende bis zu einem Abschlußende offenbart, die einer gewünschten Lordose entspricht.
In einer alternativen Ausführungsform kann ein Spinalimplantat zwei Verjüngungen aufweisen. Entsprechend dieser Ausführungsform hat das Implantat eine erste Verjüngung, die sich von dem Führungsende zu einem Abschlußende von der Implantatachse entfernt. Eine zweite Verjüngung entfernt sich von dem Abschlußende zu dem Führungsende von der Implantatachse. Die Verjüngungen treffen sich an dem "Abschlußendeanstieg". Der "Abschlußendeanstieg" ("trailing end rise"-TRE) und die Rückseite werden zusammen als Abschlußende bezeichnet. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Implantat eine Rückseite und ein Führungsende auf, die im wesentlichen den gleichen Durchmesser aufweisen.
Das chirurgische Verfahren umfaßt das Anordnen eines sich verjüngenden Distraktionssteckelementes in den scheibenförmigen Raum zwischen den Wirbeln auf einer Seite der Wirbel. Auf der gegenüberliegenden Seite der Wirbel wird ein sich verjüngender Gewindeschneider verwendet, um ein Gewinde in die gegenüberliegenden Wirbel zu schneiden. Das Implantat wird in dem sich verjüngenden Raum angeordnet.
III. KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 ist eine rechte Seitenansicht eines lordotischen Implantats entsprechend der vorliegenden Erfindung (die gegenüberliegende Seite weist eine identische Erscheinung auf);
2 ist eine Ansicht eines Abschlußendes des Implantats der 1;
3 ist eine Ansicht eines Endes eines Führungsendes des Implantats der 1;
4 ist eine obere Draufsicht des Implantats der 1, wobei die Ansicht um 90° bezüglich der Ansicht der 1 versetzt ist (die gegenüberliegende Seite weist eine identische Erscheinung auf);
5 ist eine Ansicht entlang der Linie 5-5 der 4;
6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht von Gewindedetails des Implantats der 1;
7 ist eine Seitenansicht eines Distraktionssteckelementes zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung;
7A ist eine Seitenansicht eines Werkzeuges zum Anordnen des Steckelementes der 7;
8 ist eine Seitenansicht eines Werkzeuges zum Vorbohren zur Verwendung in dem chirurgischen Verfahren der vorliegenden Erfindung;
9 ist eine Seitenansicht eines distalen Endes des Werkzeuges der 8;
10 ist eine Seitenansicht eines Führungszapfens zur Verwendung mit dem Werkzeug zum Vorbohren der 8;
11 ist eine Seitenansicht eines Gewindeschneiders entsprechend der vorliegenden Erfindung;
12 ist eine Ansicht entlang der Linie 12-12 der 11;
13 ist eine Querschnittsansicht von Gewindegängen des Gewindeschneiders der 11;
14 ist eine Seitenansicht eines Greifers zur Verwendung in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung;
15 ist eine obere Draufsicht des Greifers der 14;
15A ist eine Seitenansicht eines Werkzeuges zum Halten des Implantats der 1 in dem Greifer der 15;
15B ist eine Seitenansicht eines Werkzeuges zum Lösen des Implantats der 1 von dem Greifer der 15;
16 ist eine Ansicht eines distalen Endes des Greifers der 14;
17 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Schneidgewindes auf dem Greifer der 14;
18 ist eine schematische Seitenansicht von Wirbeln in der Wirbelsäule;
19 ist eine schematische Seitenansicht von gegenüberliegenden L-5- und S-1-Wirbeln, vor dem Verfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung;
20 ist die Ansicht der 19 nach dem Anordnen des Distraktionssteckelementes der 7;
21 ist die Ansicht der 20, die das Bohren mit dem Werkzeug der 10 zeigt;
22 ist die Ansicht der 21, die das Gewindeschneiden mit dem Werkzeug der 11 zeigt;
23 ist die Ansicht der 22, die das Anordnen des Implantats der 1 zeigt;
24 ist eine anteriore nach posteriore Ansicht der 23;
25 ist eine rechte Seitenansicht einer Ausführungsform eines lordotischen Implantats entsprechend der vorliegenden Erfindung, die eine erste und zweite Verjüngung zeigt (die gegenüberliegende Seite weist eine identische Erscheinung auf);
26 ist eine obere Draufsicht des Implantats der 25, die um 90° von der Ansicht der 25 versetzt ist (die gegenüberliegende Seite weist eine identische Erscheinung auf);
27 ist eine Ansicht entlang der Linie 27-27 der 26;
28 ist eine rechte Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform eines lordotischen Implantats entsprechend der vorliegenden Erfindung, die eine erste und zweite Verjüngung zeigt (die gegenüberliegende Seite ist identisch);
29 ist eine Ansicht einer Rückseite des Implantats der 25;
30 ist eine Ansicht eines Führungsendes des Implantats der 25;
31 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines Distraktionssteckelementes der Erfindung (die gegenüberliegende Seite weist eine identische Erscheinung auf);
32 ist eine Seitenansicht des Distraktionssteckelementes der 31, die um 90° bezüglich der Ansicht der 31 gedreht ist (die gegenüberliegende Seite weist eine identische Erscheinung auf);
33 ist eine Vorderansicht des Führungsendes des Distraktionssteckelementes der 31 und 32;
34 ist eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform eines Distraktionssteckelementes der Erfindung (die gegenüberliegende Seite weist eine identische Erscheinung auf);
35 ist eine Seitenansicht des Distraktionssteckelementes der 34, die um 90° bezüglich der Ansicht der 34 gedreht ist (die gegenüberliegende Seite weist eine identische Erscheinung auf);
36 ist eine Vorderansicht des Führungsendes des Distraktionssteckelementes der 34 und 35; und
37 ist eine Draufsicht eines T-Stückes zum Entfernen eines Distraktionssteckelementes von einem Werkzeug.
IV. BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Folgend wird Bezug genommen auf die verschiedenen Figuren, in denen identische Elemente durchgängig identisch numeriert sind, wobei nun eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt. Wie augenscheinlich wird, verwendet die vorliegende Erfindung bestimmte chirurgische Verfahren und Werkzeuge, die ausführlicher in dem US Patent Nr. 5,489,307 offenbart sind.
Unter anfänglichem Bezug auf die 18, ist eine gesunde Wirbelsäule schematisch dargestellt, um die Lordose in der Wirbelsäule zu zeigen. Wie in dem Beispiel der 18 gezeigt, sind die Endplatten 10₂ , 10₃ der Wirbel L-2 und L-3 parallel zueinander ausgerichtet. Auf ähnliche Weise sind die Endplatten 10₃' und 10₄ der Wirbel L-3 und L-4 parallel zueinander ausgerichtet. Die Endplatten 10₄' und 10₅ der Wirbel L-4 und L-5 weisen einen Winkel von 3° auf, wobei der größte Abstand an der anterioren Seite A der Wirbelsäule und der geringste Abstand an der posterioren Seite P der Wirbelsäule vorliegt. Auf ähnliche Weise weisen die Endplatten 10₅' und 10₁ der Wirbel L-5 und S-1 einen Winkel von 8° auf (wobei der größte Abstand an der anterioren Seite der Wirbelsäule vorliegt). Es ist verständlich, daß die gezeigten Beispiele lediglich illustrativ sind. Das tatsächliche Ausmaß an Lordose wird sich von Patient zu Patient und mit dem Bereich der Wirbelsäule ändern.
In den Fällen, in denen ein Chirurg bestimmt, daß eine spinale Verbindung zwischen lordotisch getrennten Wirbeln notwendig ist, ist die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verbinden von gegenüberliegenden Wirbeln gerichtet, wobei die Lordose erhalten bleibt. Ferner ist in den Fällen, in denen ein behandelnder Chirurg festlegt, daß eine Verbindung gewünscht ist, und ferner festlegt, daß eine erhöhte Lordose notwendig ist, die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung und ein Verfahren gerichtet, bei dem sowohl die Wirbelsäule verbunden wie auch das Maß an Lordose zwischen den Wirbeln auf ein Abstandsmaß erhöht wird, das von dem behandelnden Chirurg festgelegt wird. Die vorliegende Erfindung wird in der Anwendung des letztgenannten Beispiels beschrieben, das in 19 gezeigt ist, bei dem die Endplatten 10₅' und 10₁ der gegenüberliegenden Wirbel L-5 und S-1 parallel sind und ein Chirurg festlegt, daß eine Lordose von 8° gewünscht ist, zusätzlich zum Anordnen eines Verbindungsimplantats zwischen den Wirbeln.
A. Implantat
Unter anfänglichem Bezug auf die 1 bis 6 ist ein Implantat 20 entsprechend der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Implantat 20 weist eine Längsachse X-X auf, die sich von einem Führungsende 22 an ein Abschlußende 24 erstreckt.
Das Implantat 20 weist eine im wesentlichen kegelstumpfförmige Form auf, wobei ein Kegelwinkel α einer gewünschten Lordose zwischen den Wirbeln entspricht, in die das Implantat 20 eingebracht werden soll. Der Winkel α beträgt in dem angeführten Beispiel 8°.
Es ist jedoch einsichtig, daß derartige Implantate 20 in einer Vielzahl von Größen erhältlich sein werden. Solche Implantate können z. B. mit Winkeln in einem Bereich von 1 bis 20° in 1°-Schritten bereitgestellt werden, um es einem behandelnden Chirurgen zu ermöglichen, ein gewünschtes Implantat auszuwählen, um eine gewünschte Lordose zu erreichen. Ferner können solche Implantate mit verschiedenen Größen (d. h. Durchmessern der Implantate) bereitgestellt werden, um eine gewünschte Distraktion und Lordose zwischen gegenüberliegenden Wirbeln zu ermöglichen.
Das Implantat 20 weist schraubenförmig Gewindegänge 26 auf, die die kegelförmige Oberfläche des Implantats 20 umgeben. Wie am besten in 6 gezeigt, sind die Gewindegänge 26 im Querschnitt im wesentlichen quadratisch, wobei deren ebenen, äußeren Umfangsoberflächen 26a einen Winkel bezüglich der Längsachse X-X aufweisen, der halb so groß ist wie der Winkel α, und Vertiefungen 28 zwischen den Gewindegängen 26 bilden.
An dem Führungsende 22 weist das Implantat einen größeren Durchmesser D_M (major diameter) auf, der zwischen diametral gegenüberliegenden, äußeren, radialen Oberflächen 26a der Gewindegänge 26 an dem Führungsende 22 gemessen wird. An dem Führungsende 22 weist das Implantat 20 einen kleineren Durchmesser D_m (minor diameter) auf, der als Abstand über das Implantat 20 zwischen den Vertiefungen 28 des Gewindes 26 gemessen wird.
An dem Abschlußende 24 weist das Implantat 20 einen größeren Durchmesser D'_M auf, der zwischen diametral gegenüberliegenden, äußeren, radialen Oberflächen 26a der Gewindegänge 26 an dem Abschlußende 24 gemessen wird. Schließlich weist das Implantat 20 an dem Abschlußende 24 einen kleineren Durchmesser D'_m auf, der zwischen diametral gegenüberliegenden Vertiefungen 28 an dem Abschlußende 24 gemessen wird.
Zum Zwecke der Beschreibung sind beispielhafte Größen des Implantats 20: ein größerer Durchmesser D_M des Führungsendes von ca. 1,42 cm (0,56 inches) und ein kleinerer Durchmesser D_m, an dem Führungsende 22 von ca. 1,17 cm (0,46 inches). An dem Abschlußende 24 beträgt der größere Durchmesser D'_M ca. 1,75 cm (0,69 inches) und der kleinere Durchmesser D'_m ca. 1,5 cm (0,59 inches). Die Länge L (4) des Implantats (von dem Führungsende 22 bis an das Abschlußende 24 gemessen) beträgt ca. 2,41 cm (0,59 inches). Es ist wiederum einsichtig, daß die zuvor genannten Größen lediglich beispielhaft sind und sich die Größe ändern kann, um die von einem Chirurgen durchgeführte Wahl einer bestimmten Größe zum Anordnen in einem scheibenförmigen Raum zu ermöglichen.
Das Implantat 20 ist hohl, um einen hohlen Implantatinnenbereich 30 zu bilden. 4 zeigt eine Draufsicht des Implantats 20. Wie dargestellt, weist das Implantat axial verlaufende Löcher 32 auf, die sich durch die kegelförmige Wand des Implantats erstrecken, zur Verbindung mit dem Innenbereich 30. Die Löcher 32 sind auf diametral gegenüberliegenden Seiten des Implantats vorgesehen (d. h., die Seite des Implantats, die der in 4 gezeigten gegenüberliegt, ist identisch mit der, die in 4 gezeigt ist). Die Löcher 32 erstrecken sich daher vollständig durch das Implantat 20, um eine hohle Säule zu bilden, durch die der Knochen von gegenüberliegenden Wirbeln wachsen kann, nachdem das Implantat zwischen den Wirbeln angeordnet ist, wobei die Löcher 32 an den Wirbeln anliegen.
Die Löcher 32 auf einer gegebenen Seite (wie z. B. der in 4 gezeigten) sind durch eine mittlere Verstärkungsrippe 34 getrennt. Ferner ist eine Verstärkungsrippe 36 an dem Führungsende 22 vorgesehen und eine Verstärkungsrippe 38 ist an dem Abschlußende 24 vorgesehen, um Kompressionskräften auf das Implantat 20 zu widerstehen, nachdem dieses zwischen den gegenüberliegenden Wirbeln angeordnet wurde.
Das Abschlußende 24 weist ein axial angeordnetes Gewindeloch 40 auf, dessen Zweck beschrieben werden wird. Das Führungsende 22 weist ein ovales Loch 42 auf, dessen größere Achse an den gegenüberliegenden Löchern 32 ausgerichtet ist. Knochenspäne oder andere, knochenwachstumeinleitende Substanzen, können in dem Innenbereich des Implantats 20 angeordnet werden, um die Verbindung zu unterstützen, die dem Anordnen des Implantats 20 zwischen den gegenüberliegenden Wirbeln folgt.
Wie am besten in den 1 bis 3 gezeigt, ist das Schneidgewinde 26 nicht kontinuierlich. Stattdessen weisen die Seitenwände des Implantats 20 Ausschnitte 44, 44' auf den Seiten des Implantats auf, die um 90° von den Seiten versetzt sind, die die Löcher 32 umfassen. Die Ausschnitte 44, 44' stellen ebene Seitenflächen 44a, 44a' dar, die nach innen von einem Kegel vertieft sind, der durch die Gewindegänge 26 gebildet wird. Die Seitenwände weisen Löcher 31 durch diese zur Verbindung mit dem Innenbereich 30 auf.
Wie am besten in den 2 und 3 gezeigt, weisen die Ausschnitte 44, 44' Winkel β, β' zu Zwecken auf, die augenscheinlich werden. In einem repräsentativen Beispiel ist β = 65° und β' = 62°.
B. DISTRAKTIONSABSTANDSHALTER UND WERKZEUG ZUM EINBRINGEN
Zum Einbringen des Implantats 20 zwischen gegenüberliegende Wirbel wird ein Distraktionsabstandshalter 50 verwendet. Der Distraktionsabstandshalter 50 ist in 7 gezeigt. Der Distraktionsabstandshalter 50 ist im wesentlichen kegelförmig und weist einen Hauptkörperabschnitt 52 mit einem Kegelwinkel α' auf, der dem Winkel α des Implantats 20 entspricht. Ein Implantationsset, das verschieden große Winkel für ein Implantat 20 enthält, kann dementsprechend verschieden große Distraktionsabstandshalter enthalten, wobei α' mit den Implantaten 20 übereinstimmt.
Das Führungsende 54 weist eine zusätzliche Verjüngung auf, um das Einbringen des Distraktionsabtandshalters 50 in einen scheibenförmigen Raum zu vereinfachen. Der Distraktionsabstandshalter 50 umfaßt nahe dem Abschlußende 58 eine ringförmige Rille 60, um einem Chirurgen das Greifen des Distraktionsabstandshalter 50 zu ermöglichen, falls dieses notwendig ist. Der Hauptkörper 52 weist eine Rändelung 62 auf, so daß der Distraktionsabstandshalter 50 einer ungewünschten Bewegung widersteht, die dem Anordnen des Distraktionsabstandshalter 50 in einem scheibenförmigen Raum folgt. Das Abschlußende 58 weist eine innere, axiale Gewindebohrung 64 zur Befestigung eines Positionierwerkzeugs auf, wie beschrieben werden wird.
Der Distraktionsabstandshalter 50 ist von der Größe her so ausgelegt, daß er eine äußere, kegelförmige Oberfläche aufweist, die im wesentlichen einer kegelförmigen Oberfläche entspricht, die durch die kleineren Durchmesser des Implantats 20 definiert ist. Tatsächlich ist der Durchmesser des Distraktionsabstandshalter 50 an dem Abschlußende 58 ungefähr gleich dem kleineren Durchmesser D'_m des Implantats 20 an dem Abschlußende. Der Distraktionsabstandshalter ist symmetrisch um seine Längsachse X'-X' und weist eine axiale Länge L' auf, die ungefähr der Länge L des Implantats entspricht, und ist von der Größe des Distraktionsabtandshalters 50 so ausgelegt, daß dieser vollständig in den scheibenförmigen Raum eingebracht werden kann, ohne über die Wirbel hinaus zu stehen.
7A zeigt ein Werkzeug 300 zum Anordnen des Steckelements 50. Das Werkzeug 300 weist einen Schaft 302 mit einem Griff 304 an einem proximalen Ende auf. Ein Gewindebolzen 303 ist an dem distalen Ende vorgesehen. Der Bolzen 303 wird von einem Gewinde in dem Loch 64 des Steckelements 50 aufgenommen, um die Längsachsen des Steckelements 50 und des Schafts 302 axial aneinander auszurichten.
C. BOHRWERKZEUG
8 zeigt ein Werkzeug 70 zum Vorbohren, um die Wirbel vor dem Einbringen des Implantats und vor dem Gewindeschneiden für das Implantat 20 anzubohren. Das Werkzeug 70 zum Vorbohren umfaßt einen Schaft 71 mit einem sich verjüngenden Schneidkopf 72 (sich unter einem Winkel α verjüngend) an einem distalen Ende des Werkzeuges 70.
Ein proximales Ende des Schafts 71 weist einen Anschlagflansch 73 zum Begrenzen des Einbringens des Bohrwerkzeuges 70 in ein Führungsbohrrohr (nicht dargestellt) auf. Der Schaft 71 umfaßt Abschnitte 74 mit einem vergrößerten Durchmesser, um eng an einem inneren Durchmesser eines Bohrrohres anzuliegen, um sicherzustellen, daß das Werkzeug 70 keine radiale Bewegung relativ zu einem Bohrrohr ausführt, wenn das Werkzeug 70 in einem Bohrrohr axial nach vorne geführt wird.
Der Schneidkopf 72 weist Schneidzähne 75 auf, um ein sich verjüngendes Loch zu schneiden, während das Werkzeug um seine Längsachse X''-X'' gedreht wird. Die Zähne 75 weisen eine derartige Größe auf, daß ein Loch mit einem Führungsendedurchmesser, der dem kleineren Durchmesser D_m des Implantats 20 an dem Führungsende entspricht, und einem Abschlußendedurchmesser, der dem kleinerem Durchmesser D_M an dem Abschlußende des Implantats entspricht, geschnitten wird. Das distale Ende des Schneidkopfes 72 weist einen axial verlängerten Gewindebohrerabschnitt 76 auf, um einen Führungszapfen aufzunehmen, wie z. B. den, der mit dem Bezugszeichen 64 in 56 des zuvor genannten US Patentes Nr. 5,489,307, an dem Werkzeug 112 zum Vorbohren in dem '307 Patent befestigt, gezeigt ist.
Ein derartiger Führungszapfen ist in 10 gezeigt. Der Zapfen 200 hat einen sich verjüngenden Körper 202, der sich mit einem Winkel α verjüngt, mit einem axial vorstehenden Bolzen 203, der in dem Loch 76 aufgenommen wird. Ein Führungsende 204 weist Auskehlungen 206 auf, um Scheibenmaterial zu entfernen, wenn der Führungszapfen 200 nach vorne geschoben wird. Der ausgewählte Führungszapfen 200 wird einen Durchmesser D₃ aufweisen, der ungefähr 3 Millimeter kleiner ist als der Durchmesser eines Loches, das von dem Schneidkopf 72 geschnitten wird. Ein Führungsendedurchmesser D₄ entspricht dem Führungsendedurchmesser des Distraktionsabstandshalter 50.
D. GEWINDESCHNEIDER
Die 11 bis 13 zeigen einen neuen Gewindeschneider 80 zur Verwendung in dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Gewindeschneider 80 umfaßt einen Schaft 81 mit einer Achse X'''-X'''. Ein distales Ende des Schaftes 81 weist einen Gewindekopf 82 auf.
Ein proximales Ende des Schaftes 81 weist einen Anschlagflansch 83 auf, um das Einbringen des Gewindeschneiders 80 in ein Führungsbohrrohr (nicht dargestellt) zu begrenzen. Der Schaft 81 umfaßt Abschnitte 84 mit vergrößertem Durchmesser, die von der Größe her ausgelegt sind, an einen inneren Durchmesser eines Führungsrohres (nicht dargestellt) zu reichen, um sicherzustellen, daß keine radiale Bewegung des Gewindeschneiders 80 relativ zu einem Bohrrohr erfolgt, wenn der Gewindeschneider 80 axial nach vorne durch ein Bohrrohr geschoben wird.
Der neue Gewindekopf 82 umfaßt einen hohlen Innenbereich 86 mit einem geschlossen axialen oder distalen Ende 88. Ein Schneidgewinde 90 umgibt den Gewindekopf 82, ist jedoch von dem axialen Ende 88 durch eine Führungsspitze 92 ohne Gewinde getrennt.
Wie am besten in 13 dargestellt, sind die Gewindegänge 90 im Querschnitt V-förmig und verlaufen von ebenen Vertiefungen 94 zu punktförmigen Gewindespitzen 96. Die Vertiefungen 94 bilden eine Kegeloberfläche mit einem inneren Winkel α'', der dem Winkel α des Implantats 20 entspricht. Auf ähnliche Weise bilden die Spitzen 96 eine Kegeloberfläche mit einem inneren Kegelwinkel, der dem Winkel α entspricht. Die Tiefe des Gewindes 96 (d. h. der Abstand zwischen den Spitzen 96 und den Vertiefungen 94) entspricht der Tiefe des Gewindes 26 (d. h., dem Abstand zwischen den Oberflächen 26a und den Vertiefungen 28) des Implantats 20.
Die Führungsspitze 92 ist zylindrisch und weist einen Durchmesser D_T auf, der dem kleineren Durchmesser D_m, des Führungsendes des Implantats 20 entspricht. Das Anfangsgewinde 90' weist dementsprechend einen kleineren Durchmesser von derselben Größe auf wie der kleinere Durchmesser D_M des Anfangsgewindes des Implantats 20. Ebenso weist das Anfangsgewinde 90' einen größeren Durchmesser auf, der dem größeren Durchmesser D_M des Führungsendes entspricht. Das Abschlußgewinde 90'' weist einen kleineren Durchmesser auf, der dem kleineren Durchmesser D'_m des Abschlußendes des Implantats 20 entspricht. Ferner weist das Abschlußgewinde 90'' einen größeren Durchmesser auf, der dem größeren Durchmesser D'_M des Implantats 20 entspricht. Das Gewinde weist eine Länge L_T auf, die der Länge L des Implantats 20 entspricht. Folglich ist das Schneidgewinde 90 in Größe und Winkeln identisch mit dem Schneidgewinde 26 des Implantats 20, bis auf die Tatsache, daß das Querschnittsprofil der Gewindespitzen 96 V-förmig und das der Gewindegänge 26 im wesentlichen quadratisch ist (wie ein Vergleich zwischen den 6 und 13 am besten zeigt).
Unter Bezug auf die 11 und 12 umfaßt das Schneidgewinde 96 drei Ausschnitte 100, um Schneidkanten 102 zu bilden, um es den Gewindespitzen 96 zu ermöglichen, ein Gewinde zu schneiden, wenn der Schneidkopf im Uhrzeigersinn in der Ansicht der 12 gedreht wird. Kanäle 104 gehen von den Ausschnitten 100 aus und verlaufen in den hohlen Innenbereich 86, zur Verbindung mit demselben. Die Kanäle 104 bilden Durchgänge, damit sich Späne, die beim Gewindeschneiden gebildet werden, in dem Innenbereich 86 ansammeln können. Ferner sind zusätzliche Kanäle 106 in den Vertiefungen 94 zwischen gegenüberliegenden Schneidgewinden bereitgestellt. Die Kanäle 106 erstrecken sich in den Innenbereich 86, zur Verbindung mit demselben, um zusätzliche Durchgänge für Späne bereitzustellen, damit diese in den Innenbereich 86 fließen. Somit werden während des Gewindeschneidens mit dem Werkzeug 80, durch das Gewindeschneiden gebildete Späne in dem Innenbereich 86 gesammelt. Aufgrund des geschlossenen Endes 88 werden die Späne in dem Innenbereich 86 gehalten, wenn der Gewindeschneider 80 aus dem scheibenförmigen Raum entfernt wird.
E. IMPLANTATGREIFER
Die 14 bis 17 zeigen eine Greifer 110 der beim Anordnen eines Implantats 20 in einem präparierten Raum verwendet wird. Der Greifer 110 umfaßt einen Schaft 112. Ein distales Ende des Schaftes 112 weist einen Greiferkopf 114 auf. Ein proximales Ende des Schaftes 112 weist einen Griff 117 auf.
Der Schaft 112 ist entlang seiner Länge hohl, wodurch ein axial verlaufendes Loch 113 gebildet ist. Der Griff 117 umfaßt eine Vertiefung 115 mit einem großen Durchmesser und eine Vertiefung 119 mit einem kleineren Durchmesser. Die Vertiefung 119 ist aus Gründen mit einem Gewinde versehen, die beschrieben werden.
Der Greiferkopf 114 umfaßt axial verlaufende Greifzacken 116, 116'. Die Greifzacken 116, 116' liegen diametral gegenüber und sind von der Lage und Größe her mit den Ausschnitten 44, 44' des Implantats 20 komplementär. Die Seitenkanten 116b' bilden einen Winkel β*, der etwas kleiner ist als der Winkel β, während die Seitenkanten 116b einen Winkel β*' bilden, der etwas kleiner ist als der Winkel β'. Unter Bezug auf die Größen, die für β und β' in 2 angegeben sind, beträgt der Winkel β* bspw. ca. 63° und der Winkel β*' würde ca. 60° betragen, um eine geringe, relative Drehbewegung der Zacken 116, 116' in den Ausschnitten 44, 44' zu ermöglichen.
Wie am besten in 17 dargestellt, umfassen die Zacken 116, 116' Gewindegänge 118, die von der Größe und Form her ausgelegt sind, daß sie dem Schneidgewinde 26 des Implantats 20 entsprechen. Tatsächlich kann das Implantat 20 in dem Greiferkopf 114 angeordnet werden, wobei das Abschlußende 24 an dem Ende 112a des Schaftes 112 anliegt und wobei das Führungsende 22 bündig an den Enden 116a, 116a' der Zacken 116, 116' anliegt. Wenn das Implantat 20 in dem Greiferkopf 114 angeordnet ist, überdecken die Zacken 116a, 116a' dementsprechend die Seitenwandöffnungen 31 der ebenen Seitenwände 44a, 44a' des Implantats 20, so daß das Implantat 20 zusammen mit den Zacken 116, 116' eine ununterbrochene, kegelstumpfförmige Form mit Außengewinde bilden, wobei die Gewindegänge 26 an den Gewindegängen 118 ausgerichtet sind, um ein ununterbrochenes Schneidgewinde zu bilden.
In 15A ist ein Werkzeug 800 gezeigt, um ein Implantat 20 in dem Greifer 110 zu halten. Das Werkzeug 800 umfaßt einen Schaft 802, einen Griff 806 und ein Ende 804 mit einem Gewinde. Das Ende 804 wird in das Loch 40 eines Implantats 20 geschraubt, das zwischen den Zacken 116, 116' angeordnet ist. Bei einer derartigen Anordnung ist der Griff 806 in der Vertiefung 115 angeordnet und der Schaft 802 verläuft durch das Loch 113, um das Implantat 20 sicher und lösbar in dem Greifer 110 zu befestigen.
15B zeigt ein Werkzeug 900 zum Lösen des Implantats 20 von dem Greifer 110. Wenn das Werkzeug 800 von dem Loch 113 entfernt ist, wird der Schaft 906 des Werkzeuges 900 in dem Loch 113 angeordnet. Das stumpfe Ende 904 liegt an dem Abschlußende 24 des Implantats 20 an. Ein Gewindeabschnitt 908 wirkt mit den Gewindegängen des Loches 119 zusammen. Durch Drehen des Griffes 902 drückt das stumpfe Ende 904 das Implantat 20 heraus, das zwischen den Zacken 116, 116' angeordnet ist.
F. CHIRURGISCHES VERFAHREN
Vorstehend wurden das neue Implantat 20, der Distraktionsabstandshalter 50 und Werkzeuge 70, 80, 110 beschrieben und folgend wird das chirurgische Verfahren beschrieben.
Unter Bezug auf 19 ist ein L-5- und ein S-1-Wirbel gezeigt, wobei ein krankhafter, scheibenförmiger Raum 130 zwischen den gegenüberliegenden Endplatten 10'₅ und 10₁ gezeigt ist. Um die Darstellung zu vereinfachen, ist das Scheibenmaterial in dem scheibenförmigen Raum 130 nicht dargestellt. In dem Beispiel der 19 sind die Endplatten 10'₅ und 10₁ parallel zueinander und sollen distrahiert (d. h. getrennt) und auch mit einer gewünschten Lordose, in diesem Beispiel 8°, versehen werden.
Wie in 24 (die eine Ansicht von anterior nach posterior ist) gezeigt, teilt eine sagitale Ebene S die Wirbel in eine linke Seite L und eine rechte Seite R. Ein bevorzugter, chirurgischer Zugang ist ein anteriorer Zugang, der laparoskopisch durchgeführt wird. Verfahren, wie z. B. das Entfernen des Scheibenmaterials, sind nicht beschrieben oder dargestellt und im Stand der Technik bekannt.
Ein ausgewählter Distraktionsabstandshalter 50 (d. h. ein Distraktionsabstandshalter, der eine Größe und einen Kegelwinkel aufweist, die von dem Chirurgen ausgewählt sind, um eine gewünschte Distraktion und Lordose zu erreichen) wird an dem Werkzeug 300 befestigt, wobei der Schaft in die Gewindebohrung 64 geschraubt wird. Der Distraktionsabstandshalter 50 wird von der linken Seite in den Raum 130 gedrückt, bis der Distraktionsabstandshalter 50 vollständig in dem scheibenförmigen Raum aufgenommen ist, so daß das Ende 58 nicht aus dem scheibenförmigen Raum vorsteht. Das Werkzeug 300 wird dann von dem Distraktionsabstandshalter 50 abgeschraubt und durch das Bohrrohr entfernt, wobei der Distraktionsabstandshalter am Ort verbleibt.
Bei den gegebenen Beispielen drückt der Distraktionsabstandshalter 50 die Scheiben L-5 und S-1 auseinander, weil die Kegeloberfläche des Distraktionsabstandshalter gegen die Endplatten 10'₅ und 10₁ drückt. Zusätzlich zur Distraktion der Wirbel L-5 und S-1 bewirkt das Distraktionssteckelement 50 eine gewünschte Lordose von 8° zwischen den Wirbeln L-5 und S-1, wie in 20 gezeigt.
Ein Bohrrohr (nicht dargestellt, das jedoch von der Art sein kann, wie sie in US Patent Nr. 5,489,307 gezeigt ist) wird auf der rechten Seite des scheibenförmigen Raumes 130 angeordnet, wobei der Distraktionsabstandshalter 50 am Ort verbleibt. Folgend wird ein Loch in den gegenüberliegenden Wirbeln L-5 und S-1 teilweise gebildet, wie in 21 gezeigt. Um das Loch zu bilden, wird das Werkzeug 70 zum Vorbohren mit einem daran befestigten Führungszapfen 200 als erstes in das Bohrrohr eingebracht. Die Führungsspitze wirkt auf die gegenüberliegenden Oberflächen der Endplatten 10'₅ , 10, um das Bohrwerkzeug 70 anfangs in dem scheibenförmigen Raum 130 mittig auszurichten.
Durch Drehen des Werkzeuges 70 zum Vorbohren, schneidet der Schneidkopf 72 eine Anfangstiefe eines Loches in die Wirbel L-5, S-1. Ein Loch wird durch den Kopf 72 nur entlang ca. 50% des Weges in den scheibenförmigen Raum geschnitten, aufgrund der Führung 200.
Es ist augenscheinlich, daß Werkzeuge zum Vorbohren, wie z. B. das Werkzeug 70 mit Führungszapfen, um anfänglich ein Loch zwischen den gegenüberliegenden Wirbeln zu erzeugen, nicht allgemein zu dieser Erfindung gehören und in US Patent Nr. 5,489,307 offenbart und beschrieben sind. Das '307 Patent offenbart ferner das Bilden eines endgültigen Loches mit einem dementsprechenden Bohrwerkzeug. Da die Wirbel L-5 und S-1 zu einer Lordose von 8° distrahiert werden und die Bohrwerkzeuge Schneidköpfe aufweisen, die sich verjüngen, wird ein Loch nur teilweise in die Wirbel durch das Werkzeug zum Vorbohren geschnitten, wobei keine Lochbildung an den posterioren Enden der Wirbel L-5, S-1 erfolgt. Das posteriore Ende wird gleichzeitig gebohrt und durch den Gewindeschneider, der die Späne aufbewahrt, mit einem Gewinde versehen.
Nachdem das gewünschte Loch durch das Bohrwerkzeug 70 gebildet wurde, wird der Gewindeschneider 80 in das Bohrrohr eingebracht, wie in 22 gezeigt. Der kleinere Durchmesser der Gewindegänge des Gewindeschneiders 80 wird im wesentlichen dem Abstand der Endplatten entsprechen, so daß die V-förmigen Gewindegänge 90 des Gewindeschneiders nur in die Endplatten 10'₅ , 10 schneiden, wie in 22 gezeigt.
Da der Gewindeschneider 80 einen Kegelwinkel aufweist, der im wesentlichen der Winkeltrennung der distrahierten Wirbel entspricht, bildet der Gewindeschneider 80 eine Gewindebohrung zwischen den Wirbeln L-5, S-1, wobei das Gewinde dem Gewinde des Implantates 20 entspricht. Nach dem Entfernen des Gewindeschneiders werden Späne, die sich während des Gewindeschneidens gebildet haben, aus dem scheibenförmigen Raum 130 entfernt, weil die Späne in dem Innenbereich 86 des Gewindekopfes 82 gehalten sind.
Ist das Gewindeschneiden vollendet, wird das Implantat 20 in das distale Ende des Greifers 110 eingebracht und in diesem durch das Werkzeug 802 gehalten. Das Implantat 20 wird mit Knochen und anderen geeigneten, knochenwachstumeinleitenden Substanzen gefüllt. Der Greifer 110 und das befestigte Implantat 20 werden sodann durch das Bohrrohr eingebracht und in das Loch, in das ein Gewinde vorgeschnitten wurde, zwischen den Wirbeln L-5 und S-1 mit Kraft geschraubt.
Wie bereits erwähnt, stimmt das Loch, in das ein Gewinde vorgeschnitten wurde, mit der Größe und dem Gewinde des Implantats 20 überein, bis auf die Tatsache, daß die vorgeschnittenen Gewindegänge des Loches V-förmig und die Gewindegänge 26 des Implantats 20 im Querschnitt quadratisch sind. Durch diesen Unterschied in der Geometrie der Gewindegänge wird der quadratische Querschnitt der Gewindegänge 26 des Implantats in die V-förmig geschnittenen Gewindegänge gedrückt, wodurch das Material der Wirbel komprimiert wird, wenn das Implantat in den scheibenförmigen Raum 130 eingesetzt wird. Diese Kompression erhöht die Distraktion weiter und hält das Implantat 20 sicher in dem scheibenförmigen Raum 130, um eine ungewünschte Bewegung des Implantats 20 relativ zu den Wirbeln zu vermeiden.
Das Drehen des Implantats und des Greifers innerhalb des scheibenförmigen Raumes wird fortgesetzt, bis das Implantat 20 vollständig in den scheibenförmigen Raum 130 eingebracht ist und die Zacken 116, 116a' an dem scheibenförmigen Raum 130 ausgerichtet sind. Sind die Zacken 116, 116a' derart ausgerichtet, liegen die Löcher 32 direkt dem Knochen der Wirbel L-5, S-1 gegenüber. Das Implantat 20 und die Bohr- und Gewindeschneidwerkzeuge 110, 80 sind von der Größe her so ausgelegt, daß das Gewindeschneiden Spongiosenknochen der Wirbel freilegt, um das Knochenwachstum von den Wirbeln durch das Implantat und in Verbindung mit irgendwelchen knochenwachstumeinleitenden Substanzen, die in dem Innenbereich 30 des Implantats angeordnet sind, zu verstärken. Ferner sind die Gewindegänge 26 des Implantats 20 gegenüberliegend angeordnet und in dem kortikalen Knochen der Wirbel L-5, S-1 gehalten, um ein Absinken des Implantats 20 in die Wirbel zu vermeiden.
Ist das Implantat schließlich positioniert, wird das Greiferwerkzeug 110 durch ein axiales Ziehen an dem Werkzeug entfernt. Aufgrund von Reibungskräften kann das Greiferwerkzeug 110 einem Entfernen widerstehen. In einem solchen Fall kann das Werkzeug 900 zum Lösen in das Loch 113 eingebracht werden, um das Lösen des Werkzeuges 110 von dem Implantat 20 zu erreichen, um ein einfaches Entfernen desselben zu ermöglichen.
24 zeigt ein Implantat 20, das zwischen die Wirbel L-5, S-1 auf der rechten Seite eingebracht ist, wobei ein Distraktionsabstandshalter 50 weiterhin auf der linken Seite angeordnet ist. Nachdem ein Implantat 20 auf einer rechten Seite eingebracht ist, kann das Führungsrohr an die linke Seite bewegt werden. Folgend kann der Distraktionsabstandshalter 50 entfernt werden und die linke Seite kann für das Einbringen des Implantats, durch Bohren und Gewindeschneiden wie zuvor beschrieben, vorbereitet werden und ein zweites Implantat kann in der linken Seite angeordnet werden.
V. BESCHREIBUNG ALTERNATIVER AUSFÜHRUNGSFORMEN DES IMPLANTATS UND DES DISTRAKTIONSABSTANDSHALTERS
A. IMPLANTAT
Bezugnehmend auf die 25 bis 30 ist eine weitere Ausführungsform eines Implantats gezeigt. Das Implantat 400 kann mit den Werkzeugen und Verfahren verwendet werden, die zuvor beschrieben wurden. Entsprechend dieser Ausführungsform hat das Implantat 400 eine erste und zweite Verjüngung und eine Längsachse X-X, die von einem Führungsende 401 an ein Abschlußende 402 verläuft. Das Abschlußende 402 der vorliegenden Ausführungsform umfaßt einen "Abschlußendeanstieg" ("trailing end rise"-TER) 403 und eine Rückseite 404. Die erste Verjüngung des Implantats 400 entfernt sich von der Achse von dem Führungsende 401 zu dem Abschlußendeanstieg 403 des Abschlußendes 402. Die zweite Verjüngung entfernt sich von der Achse von der Rückseite 404 zu dem TER 403. Der Abschlußendeanstieg ist der Bereich mit dem größten Durchmesser des Implantats 400. Wie weiter unten beschrieben wird, bringt die zweite Verjüngung Vorteile beim Implantieren für den Chirurgen wie auch eine erhöhte Sicherheit für den Patienten mit sich.
Das Implantat 400 mit zwei Verjüngungen umfaßt das Führungsende 401 mit einer ersten Verjüngung, die eine im wesentlichen kegelstumpfförmige Form mit einem Kegelwinkel α aufweist, der einer gewünschten Lordose zwischen den ausgewählten Wirbeln entspricht. Der Winkel α der dargestellten Ausführungsform, gemessen zwischen dem Führungsende 401 und dem TER 403, beträgt 8°, jedoch werden, wie für die anderen Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, die Implantate mit einer Vielzahl von Winkeln und Größen erhältlich sein.
Unter Bezug auf die 25 weist das Führungsende 401 einen größeren Durchmesser D_M auf, der zwischen den diametral gegenüberliegenden, äußeren, radialen Oberflächen 405a der Gewindegänge 405 an dem Führungsende 401 gemessen wird. Das Führungsende 401 weist ebenso einen kleineren Durchmesser D_m auf, der zwischen den diametral gegenüberliegenden, inneren, radialen Oberflächen 408a der Vertiefungen 408 des Schneidgewindes 405 des Implantats 400 gemessen wird.
An dem Abschlußende 402 weist das Implantat 400 einen größeren Durchmesser D'_M auf, der zwischen den diametral gegenüberliegenden, äußeren, radialen Oberflächen 405b der Gewindegänge 405 an dem Abschlußendeanstieg 403 gemessen wird. Das Abschlußende 402 weist ebenso einen kleineren Durchmesser D_E auf, der entlang der Rückseite 404 gemessen wird.
Die zweite Verjüngung des Implantats 400 weist einen zweiten Winkel δ auf, der zwischen der Rückseite 404 und dem TER 403 liegt. Der Winkel δ wird sich mit dem Durchmesser D'_M des TER 403, dem Durchmesser D_E der Rückseite 404 und dem Abstand L_E in Längsrichtung zwischen diesen ändern. In der dargestellten Ausführungsform entspricht der Durchmesser D_E der Rückseite 404 dem größeren Durchmesser D_M des Führungsendes 401.
Der Abstand L_E in Längsrichtung kann ca. 5 bis 25% der Gesamtlänge L des Implantats betragen. Üblicherweise ist L_E kleiner als 15% der Gesamtlänge L, typischerweise ca. 8 bis 10%.
Es ist einsichtig, daß die Neigung "m" der zweiten Verjüngung in Bezug auf die Längsachse X-X mit Hilfe der Gleichung berechnet werden kann: D'M – DE/LE
In der dargestellten Ausführungsform ist m ca. 1 (45°). Jedoch kann die tatsächliche Größe der Neigung m variieren, typischerweise zwischen 0,58 (30°) und 1,73 (60°).
Die spiralförmigen Gewindegänge 405 können entlang der zweiten Verjüngung verlaufen, wie mit 406 in den 25 bis 27 dargestellt. Wie in 28 gezeigt, können die Gewindegänge 405 alternativ an dem Abschlußanstieg 403 enden und die zweite Verjüngung eine ebene 410, wellenförmige oder andere gewindelose Oberfläche, von dem Abschlußendeanstieg 403 bis zu der Rückseite 404, aufweisen. Die 29 und 30 zeigen die Rückseite und das Führungsende des Implantats 400. Andere Merkmale, die für die Implantatausführung 20 beschrieben wurden, sind ebenso auf das Implantat 400 anwendbar.
Die zweite Verjüngung des Implantats 400 weist Vorteile beim Einbringen für den Chirurgen und verbesserte Sicherheitsmerkmale für den Patienten auf. Die Verjüngung des Abschlußendes erlaubt dem Chirurgen einen größeren Fehlerbereich bei der gewünschten Länge des Loches, das für das Einbringen des Implantats gebildet wird. Das heißt, unter bestimmten Umständen, wenn die Länge des gebildeten Loches kleiner als die Länge des Implantats ist, ermöglicht das verjüngte Abschlußende 402 das Einbringen des Implantats 400 in das "kurze" Loch, ohne ein Abschlußende über die Oberfläche der Wirbel herausstehen zu lassen, das eine scharfe oder abrupte Kante aufweist. Ferner ermöglicht das verjüngte Abschlußende des Implantats 400 ein erneutes Zusammenwirken mit dem Implantatgreifer, um die anteriore/posteriore Lage des Implantats einzustellen, wenn dieses einmal in einer Operation eingesetzt ist.
Ist das Implantat einmal zwischen den Endplatten gegenüberliegender Wirbel angeordnet, reduziert die zweite Verjüngung an dem Abschlußende die Wahrscheinlichkeit, daß das Abschlußende durch größere Blutgefäße, das Bauchfell oder andere Strukturen, die den implantierten Gegenstand umgeben, wandert, wenn das Implantat 400 sich zurückziehen oder verschieben sollte, zur Sicherheit des Patienten.
B. DISTRAKTIONSABSTANDSHALTER
Die 31 bis 36 zeigen weitere Ausführungsformen eines Distraktionsabtandshalters ("Steckelement"), die für die Verwendung mit lordotischen Implantaten und Implantaten ohne Verjüngung geeignet sind. 31 ist eine Seitenansicht eines Rampendistraktionsabstandshalters 250, bei dem die gegenüberliegende Seite eine identische Erscheinung aufweist. Der Abstandshalter 250 weist einen Hauptkörperabschnitt 252 mit einem Führungsende 253 auf. Die Rampenoberfläche 254 des Abstandshalters 250 ist in 31 gezeigt. In einem schrägen Querschnitt können der Bereich des Hauptkörpers 252 und des Führungsendes 253 zwischen den Rampenoberflächen 254 gebogen sein. Es ist gewünscht, daß die Rampenoberfläche (Rampenoberflächen) 254 Rändelungen 255 aufweist (aufweisen), um die Wahrscheinlichkeit einer ungewünschten Bewegung zu verringern, die einem Anordnen des Distraktionsabtandshalters 250 in einem scheibenförmigen Raum folgt.
32 ist eine rechte Seitenansicht des Distraktionsabtandshalters 250, die um 90° um die Längsachse X'-X' der Ansicht in 31 gedreht ist. Die gegenüberliegende Seite der Ansicht der 32 weist eine identische Erscheinung auf. Eine Vorderansicht der verjüngten Oberfläche 256 des Führungsendes 253 ist in 32 gezeigt. Die Beziehung zwischen den Rampenoberflächen 254 und den verjüngten Oberflächen 256 an dem Führungsende 253 ist in 33 gezeigt. Es ist einsichtig, daß die Spitze 257 des Führungsendes nicht notwendigerweise rund sein muß, sondern bspw. eine ovale Form aufweisen kann.
Die Rampenoberflächen 254 des Distraktionsabtandshalters 250 liegen sich symmetrisch um die Längsachse X'-X' gegenüber und bilden einen Rampenwinkel γ. Der Winkel γ und die Spitze 257 des Führungsendes sind von der Größe her so ausgewählt, daß eine einfache Einbringung des Distraktionsabtandshalters 250 in den scheibenförmigen Raum ermöglicht ist. Der Distraktionsabstandshalter weist eine derartige Größe auf, daß ein äußerer Durchmesser D_O des Hauptkörpers 252 im wesentlichen der Mittellinienscheibenhöhe einer gesunden Scheibe in dem Patienten, der behandelt wird, entspricht. Die axiale Länge L' des Distraktionsabtandshalters 250 entspricht ungefähr der Länge L des Implantats und die Größe ist so ausgelegt, daß der Distraktionsabstandshalter 250 vollständig in den scheibenförmigen Raum eingebracht werden kann, ohne über die Wirbel hinaus zu stehen.
Das Führungsende 253 kann ebenso ein Loch 260 umfassen, das durch die gegenüberliegenden, verjüngten Oberflächen 256 verläuft. Das Loch 260 ermöglicht das Einbringen eines Zapfens 351 des T-Stückes 350, das in 37 gezeigt ist. Das T-Stück 350 kann das Lösen des Abstandshalters 250 von z. B. dem Werkzeug 300, das in 7A gezeigt ist, ermöglichen. Das T-Stück 350 umfaßt ferner einen Griff 352 zum Greifen desselben.
Nahe dem Abschlußende 270 weist der Distraktionsabstandshalter 250 eine ringförmige Rille 261 auf, um einem Chirurgen das Greifen des Distraktionsabtandshalters zu ermöglichen, falls dies erforderlich ist. Das Abschlußende 270 weist eine innere, axiale Gewindebohrung 272 zum Befestigen eines Werkzeuges 300 zum Anordnen auf.
34 ist eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Rampendistraktionsabstandshalters 500, bei dem die gegenüberliegende Seite eine identische Erscheinung aufweist. Der Abstandshalter 500 weist einen Hauptkörperabschnitt 501 mit einem Führungsende 502 auf. 35 ist eine Seitenansicht des Distraktionsabtandshalters 500, die um 90° um die Längsachse X'-X' aus der Ansicht in 34 gedreht ist, wobei die gegenüberliegende Seite der Ansicht eine identische Erscheinung aufweist. 35 zeigt die Rampenoberfläche 503 des Abstandshalters 500 mit Rändelungen 510. Es ist gewünscht, daß die Ausführungsform des Distraktionsabtandshalters 500 nicht die ringförmige Rille 261, die der Distraktionsabstandshalter 250 (siehe 31 bis 33) aufweist, umfaßt.
Die Beziehung zwischen der verjüngten Oberfläche 504 des Führungsendes 502 und den Rampenoberflächen 503 ist in der Ansicht des vorderen Endes in 36 gezeigt. Ein Loch 505 kann ebenso für die Bedienung des T-Stückes 350 vorgesehen sein. Die Spitze 508 des Führungsendes der dargestellten Ausführungsform des Implantats 500 ist kreisförmig.
Wie zuvor beschrieben, kann ein Implantationsset, das verschieden große Implantate aufweist, mit verschieden großen Distraktionsabstandshaltern, die verschiedene Rampenwinkel aufweisen, versehen werden.
Bei der beschriebenen Erfindung können Implantate eine Lordose erhalten oder erhöhen. Ferner ermöglicht die vorliegende Erfindung das Erzeugen eines Loches mit Gewinde, wobei Späne entfernt werden, die andernfalls das Einbringen des Implantats stören würden. Bei der vorliegenden Erfindung muss eine genaue Übereinstimmung der Einbringungstiefe eines Implantats auf der linken und auf der rechten Seite nicht erreicht werden, wodurch eine größere Vielseitigkeit sowie eine Toleranz des chirurgischen Verfahrens gegenüber Ungenauigkeiten möglich ist.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben, daher können für Fachleute Änderungen und Äquivalente der offenbarten Konzepte augenscheinlich sein. Der Bereich der vorliegenden Erfindung soll nicht auf die speziellen, offenbarten Ausführungsformen beschränkt werden. Diese und viele andere Änderungen und Äquivalente sind so zu verstehen, daß sie in den Bereich der Erfindung fallen, wie er in den angefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

Implantationsset zum Anordnen eines Implantates (20, 400) in einem scheibenförmigen Raum (130) zwischen gegenüberliegenden Wirbeln mit gegenüberliegenden Endplatten (10₅', 10₁ ), die durch ein vorbestimmtes Maß an Lordose getrennt werden sollen, wobei das Implantationsset umfaßt: ein Implantat (20, 400) mit: einem Hohlkörper mit einem Führungsende (22, 401) und einem Abschlußende (24, 402) sowie einem Führungsendeimplantatdurchmesser (D_M) an dem Führungsende (22, 401) und einem Abschlußendeimplantatdurchmesser (D_M') an dem Abschlußende (24, 402), wobei der Abschlußendeimplantatdurchmesser (D_M') größer ist als der Führungsendeimplantatdurchmesser (D_M), einem Implantatgewinde (26, 405), das den Körper umgibt, Öffnungen (32), die durch eine Wand des Körpers in einen Innenbereich (30) des Körpers gebildet sind, wobei die Öffnungen (32) mindestens auf diametral gegenüberliegenden Seiten des Körpers gebildet sind, einen Gewindeschneider (80) mit: einem Schaft (81), der eine Längsachse (X'''-X''') definiert, einem Gewindekopf (82) an einem distalen Ende des Schaftes (81), wobei der Gewindekopf (82) ein Schneidgewinde (90), das um die genannte Achse (X'''-X''') verläuft, mit einem Gewinde (90), das im wesentlichen mit dem Implantatgewinde (26) übereinstimmt, aufweist, wobei das Schneidgewinde (90) eine Vielzahl von Spitzen (96) und Vertiefungen (94) umfaßt: und einem Führungsendegewindeschneiderdurchmesser, der im wesentlichen dem Führungsendeimplantatdurchmesser (D_M) entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß der Implantatkörper eine im wesentlichen kegelstumpfförmige Form mit einem Kegelwinkel (α), der ungefähr dem Maß an Lordose entspricht, aufweist und das Schneidgewinde (90) des Gewindeschneiders eine kegelförmige Bahn um die genannte Achse (X'''-X''') beschreibt, mit einem Führungsendegewindeschneiderdurchmesser (D_T) nahe dem distalen Ende und einem Abschlußendegewindeschneiderdurchmesser beabstandet von dem distalen Ende, wobei der Abschlußendegewindeschneiderdurchmesser größer ist als der Führungsendegewindeschneiderdurchmesser (D_T).
Implantationsset nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindekopf (82) einen Hohlkörper, der einen Gewindeschneiderinnenbereich (86) bildet, und eine Vielzahl von Kanälen (104, 106), um Gewindespäne von dem Schneidgewinde (90) in den Gewindeschneiderinnenbereich (86) zu leiten, umfaßt.
Implantationsset nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidgewinde (90) eine Vielzahl von axial verlaufenden Rillen (100) durch das Gewinde (90) umfaßt, wobei die Kanäle (104) durch die Rillen (100) und in den Innenbereich (86) gebildet sind.
Implantationsset nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (106) durch die Vertiefungen (94) gebildet sind.
Implantationsset nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein axiales Ende (88) des Innenbereiches (86) an dem distalen Ende geschlossen ist.
Implantationsset nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Implantatgewinde (26, 405) ein im wesentliches ebenes, radiales Ende (26a, 405a, b) in einer Kegeloberfläche aufweist, die durch das Implantatgewinde (26, 405) gebildet ist.
Implantationsset nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidgewinde (90) ein scharfes, radiales Ende (96) aufweist.
Implantationsset nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Distraktionsabstandshalter (50, 250, 500) mit: einem starren Abstandshalterkörper (52, 252, 501), wobei der Körper (52, 252, 501) mindestens diametral gegenüberliegende äußere Oberflächen aufweist, die einen Winkel (α', γ) bilden, der im wesentlichen gleich dem Maß an Lordose ist.
Implantationsset nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen des Distraktionsabstandshalters auf einer im wesentlichen ununterbrochenen äußeren Oberfläche des Körpers, symmetrisch um eine Längsachse (X'-X') des genannten Körpers, angeordnet sind.
Implantationsset nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Distraktionsabstandshalter (250, 500) zum Anordnen eines Implantates (20, 400) in einem scheibenförmigen Raum (130) zwischen gegenüberliegenden Wirbeln mit gegenüberliegenden Endplatten, die durch ein vorbestimmtes Maß an Lordose getrennt sind, wobei der Distraktionsabstandshalter (250, 500) umfaßt: – einen Hauptkörper (252, 501), – erste und zweite diametral gegenüberliegende Oberflächen mit einem Führungsende (253, 502) und einem Abschluß (270), wobei eine Längsachse (X'-X') durch diese verläuft, wobei die ersten und zweiten diametral gegenüberliegenden Oberflächen (254, 503) von dem Abschlußende (270) zu dem Führungsende (253, 502) in Richtung der Längsachse (X'-X') konvergieren.
Implantationsset nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkörper (252, 501) des Distraktionsabstandshalter (250, 500) eine kegelstumpfförmige Form aufweist und die ersten und zweiten diametral gegenüberliegenden Oberflächen (254, 503) Abschnitte der kegelstumpfförmigen Form sind.
Implantationsset nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten diametral gegenüberliegenden Oberflächen (254, 503) des Distraktionsabstandshalters ebene Oberflächen sind.
Implantationsset nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkörper (252, 501) zwischen den diametral gegenüberliegenden Oberflächen gebogen ist.
Implantationsset nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Distraktionsabstandshalter (250) ferner eine innere, axiale Gewindebohrung (272) an dem Abschlußende (270) umfaßt.
Implantationsset nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Distraktionsabstandshalter (250, 500) ferner ein Loch (260, 505) aufweist, das durch die diametral gegenüberliegenden, gebogenen Oberflächen (256, 504) verläuft.
Implantationsset nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Seiten des Implantatkörpers zwischen diametral gegenüberliegenden Seiten nach innen von einem Kegel, der durch den kegelstumpfförmigen Körper gebildet ist, vertieft sind, um erste und zweite Vertiefungen (44, 44') zu bilden, wobei das Implantationsset ferner einen Greifer (110) umfaßt, um das Implantat (20, 400) vorwärts zu bewegen, wobei der Greifer (110) umfaßt: einen Greiferschaft (112) mit ersten und zweiten Zackenelementen (116, 116') an einem distalen Ende des Schaftes (112), wobei die ersten und zweiten Zackenelemente (116, 116') axial von dem Greiferschaft (112) verlaufen und von der Größe her ausgelegt sind, um in den ersten und zweiten Vertiefungen (44, 44') aufgenommen zu werden, wobei das Implantat (20, 400) zwischen den Zackenelementen (116, 116') angeordnet ist und eine Längsachse (X-X) des Implantates (20, 400) mit einer Längsachse (X-X) des Greiferschaftes (112) ausgerichtet ist.
Implantationsset nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zackenelemente (116, 116') Außengewinde (118) umfassen, die von der Größe her ausgelegt und angeordnet sind, um mit dem Implantatgewinde (26, 405) übereinzustimmen und dieses auszufüllen, wenn das Implantat (20, 400) zwischen den Zackenelementen (116, 116') aufgenommen ist.
Implantationsset nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Bohrwerkzeug (70) mit einem verjüngten Schneidkopf (72), zum Schneiden eines sich verjüngenden Loches zwischen den Wirbeln.
Implantationsset nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidgewinde (90) des Gewindeschneiders (80) ausgelegt ist, eine gewindeaufnehmende Rille in gegenüberliegenden Oberflächen der Wirbel (L, S) zu bilden, wobei der Gewindekopf (82) ferner umfaßt: einen Hohlkörper, der einen Gewindeschneiderinnenbereich (86) definiert, und eine Vielzahl von Kanälen (104, 106), um Gewindespäne, die durch das Schneidgewinde (90) erzeugt werden, wenn der Gewindekopf (82) um seine Achse (X'''-X''') gedreht wird, von dem Schneidgewinde (90) in den Gewindeschneiderinnenbereich (86) zu leiten.
Implantationsset nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindekopf (82) eine Führung (92) an dem distalen Ende umfaßt.
Implantationsset nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (92) eine zylindrische Oberfläche ist, die koaxial an dem Führungsende angeordnet ist.
Implantationsset nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Oberfläche einen Durchmesser (D_T) aufweist, der ungefähr dem Führungsendegewindeschneiderdurchmesser entspricht.
Implantationsset nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen (96) zusammenwirken, um eine erste kegelförmige Oberfläche zu bilden, und die Vertiefungen (94) zusammenwirken, um eine zweite kegelförmige Oberfläche parallel zu der ersten kegelförmigen Oberfläche zu bilden.
Implantationsset nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten des Körpers des Implantates (20, 400) zwischen den diametral gegenüberliegenden Seiten nach innen von einem Kegel, der durch den kegelstumpfförmigen Körper gebildet ist, vertieft (44, 44') sind.
Implantationsset nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Implantat (20, 400) zum Anordnen in einem scheibenförmigen Raum (130) zwischen gegenüberliegenden Wirbeln mit gegenüberliegenden Endplatten, die durch ein vorbestimmtes Maß an Lordose getrennt werden sollen, wobei die Endplatten zu einem gewünschten Maß an Lordose durch ein Schneidgewinde (90) zwischen gegenüberliegenden Wirbeln distrahiert sind und das Schneidgewinde (90) ein Abschnitt eines Kegels mit einem Kegelwinkel (α'') ist, der im wesentlichen gleich dem vorbestimmten Maß an Lordose ist, und das Implantat (20, 400) umfaßt: einen im wesentlichen kegelstumpfförmigen Körper mit einem Führungsende (22, 401) mit einem Führungsendeimplantatdurchmesser (D_M) und einem Abschlußende (24, 402) mit einem Abschlußendeimplantatdurchmesser (D_M'), wobei der Abschlußendeimplantatdurchmesser (D_M') größer ist als der Führungsendeimplantatdurchmesser (D_M), wobei der kegelförmige Körper einen Kegelwinkel (α) aufweist, der im Wesentlichen dem Maß an Lordose entspricht, und ein Implantatgewinde (26, 405), das um den Körper verläuft und von der Größe her ausgelegt und angeordnet ist, um zu dem Schneidgewinde (90) zu passen.
Implantationsset nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endplatten der gegenüberliegenden Wirbel zu einem gewünschten Maß an Lordose durch ein Schneidgewinde (90) zwischen gegenüberliegenden Wirbeln distrahiert sind, wobei das Schneidgewinde (90) ein Abschnitt eines Kegels mit einem Kegelwinkel (α'') ist, der im Wesentlichen gleich dem vorbestimmten Maß an Lordose ist, und daß das Gewinde (26, 405), das den Körper des Implantates (20, 400) umgibt, von der Größe her ausgelegt und angeordnet ist, um zu dem Schneidgewinde (90) zu passen.
Implantationsset nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper hohl ist und der Körper Öffnungen (32) aufweist, die durch eine kegelförmige Wand des Körpers in einen Innenbereich (30) des Körpers gebildet sind, wobei die Öffnungen (32) mindestens auf diametral gegenüberliegenden Seiten des Körpers gebildet sind.
Implantationsset nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußende (402) des Implantates (400) umfaßt: – einen Abschlußendeanstieg (403) mit einem Abschlußendeanstiegdurchmesser (D_M') und – eine Rückseite (404) mit einem Rückseitedurchmesser (D_E), wobei der Hohlkörper des Implantates (400) umfaßt: – einen ersten kegelförmigen Anstieg von dem Führungsendedurchmesser (D_M) zu dem Abschlußendeanstiegdurchmesser (D_M') und – einen zweiten kegelförmigen Anstieg von dem Abschlußendedurchmesser (D_E) zu dem Abschlußendeanstiegdurchmesser (D_M').
Implantationsset nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Implantat (400) ein Implantatgewinde (405), das den Körper umgibt, umfaßt, wobei Öffnungen durch eine kegelförmige Wand des Körpers in einen Innenbereich des Körpers und die Öffnungen mindestens auf diametral gegenüberliegenden Seiten des Körpers gebildet sind.
Implantationsset nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß Seiten des Körpers zwischen den diametral gegenüberliegenden Seiten nach innen von einem Kegel, der durch den kegelförmigen Körper gebildet ist, vertieft sind.
Implantationsset nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend ein Implantat zum Einbringen in einen scheibenförmigen Raum (130) zwischen gegenüberliegenden Wirbeln mit gegenüberliegenden Endplatten, die durch ein vorbestimmtes Maß an Lordose getrennt werden sollen, wobei das Implantat (400) umfaßt: (A) einen im wesentlichen kegelförmigen Hohlkörper mit: (1) einem Führungsende (401) mit einem Führungsendedurchmesser (D_M), (2) einem Abschlußende (402), umfassend: – einen Abschlußendeanstieg (403) mit einem Abschlußendeanstiegdurchmesser (D_M') und – einer Rückseite (404) mit einem Rückseitedurchmesser (D_E), (3) einem ersten kegelförmigen Anstieg von dem Führungsendedurchmesser (D_M) zu dem Abschlußendeanstiegdurchmesser (D_M') und (4) einem zweiten kegelförmigen Anstieg von dem Rückseitedurchmesser (D_E) zu dem Abschlußendeanstiegdurchmesser (D_M').
Implantationsset nach einem der Ansprüche 1 bis 30, umfassend einen Distraktionsabstandshalter zum Anordnen eines Implantates (20, 400) in einem scheibenförmigen Raum (130) zwischen gegenüberliegenden Wirbeln mit gegenüberliegenden Endplatten, die durch ein vorbestimmtes Maß an Lordose getrennt sind, wobei der Distraktionsabstandshalter (250, 500) umfaßt: – einen Hauptkörper (252, 501), – erste und zweite diametral gegenüberliegende, ebene Oberflächen mit einem Führungsende (253, 502) und einem Abschluß (270), wobei eine Längsachse (X'-X') durch diese verläuft, wobei die ersten und zweiten diametral gegenüberliegenden Oberflächen (254, 503) von dem Abschlußende (270) zu dem Führungsende (253, 502) zu der Längsachse (X'-X') hin konvergieren, und wobei der Hauptkörper (252, 501) zwischen den diametral gegenüberliegenden Oberflächen gebogen ist und ein Loch (260, 505) umfaßt, das durch die diametral gegenüberliegenden, gebogenen Oberflächen (256, 504) verläuft.