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    公开号:WO1985004096A1
    申请号:PCT/DE1985/000083
    申请日:1985-03-14
    公开日:1985-09-26
    发明作者:Jürgen Harms；Jürgen Neugebauer
    申请人:Harms Juergen；Neugebauer Juergen；
    IPC主号:A61B17-00
    专利说明:
    [0001] Implantat'zur operativen Korrektur von Wirbelsäulenverkrümmungen Die Erfindung betrifft ein Implantat zur operativen Korrektur von Wirbelsäulenkrümmungen in Gestalt eines im Bereich der verkrümmten Wirbelsäule zu positionierenden, auf Druck belastbaren Stabes mit zwei daran zu befesti- genden und jeweils in einen Wirbelbogen eines Wirbelkör¬ pers einzuhängenden Haken, durch die eine durch Vorspan¬ nung einstellbare Distraktionskraft in die beiden Wirbel¬ körper eingeleitet wird, die eine Streckung des durch diese Wirbelkörper begrenzten Abschnitts der Wirbelsäule bewirkt.
    [0002] Solche, in der Orthopädie als Distraktions- bzw. Harring- ton-Stäbe bezeichneten Implantate sind beispielsweise aus der DE-OS 30 32 237 bekannt. Bei ihrer Anwendung wird in der Regel die verkrümmte Wirbelsäule vor dem Einsetzen des Implantates mit Hilfe eines an den Wirbelbögen der beiden für die Anbringung des Distraktionsstabs in Betracht.kom- menden Wirbel auf 'der konkaven Krümmungsseite angesetzten Spannwerkzeugs gestreckt, welches die gewünschte Distrak¬ tionskraft auf die Wirbelsäule ausübt. Anschließend werden die Haken des Distraktionsstabs, deren benötigter Abstand vorher eingestellt und fixiert worden ist, in die betreffenden Wirbelbögen eingehängt und sodann das Spann¬ werkzeug wieder entfernt. Distraktionskraft ist nunmehr die Gegenkraft, mit der der starre Distraktionsstab auf die Kraft reagiert, die von der Wirbelsäule über die bei¬ den Wirbelbögen auf ihn ausgeübt wird, weil die Wirbelsäu- le mittels des Spannwerkzeuges gestreckt worden ist und damit eine Vorspannung gegenüber ihrem vorherigen Zustand erfahren hat.
    [0003] Es hat sich gezeigt, daß die auf diese Weise erzeugte Distraktionskraft bereits während der ersten halben Stunde nach dem Einsetzen des Distraktionsstabes und fort¬ schreitend im Lauf der nächsten Tage nach der Operation infolge der Relaxation der der Vorspannung nachgebenden Wirbelsäule und der damit verbundenen Abnahme der Vor— Spannung in einer für den Erfolg der Korrektur ungünstigen Weise abnimmt. Diesem Vorspannungsverlust durch Steigerung der mit dem Spannwerkzeug einzuleitenden Distraktionskraft vorzubeugen, verbietet sich wegen der damit verbundenen Gefahr der Überdehnung von Nervensträngen, Bändern und Gefäßen, sowie wegen der Bruchgefahr für die belasteten Wirbelbögen. Ein späteres Nachspannen würde eine erneute Operation erfordern und sollte wegen der damit verbundenen weiteren Belastung für den Patienten und zusätzlichen Infektionsgefahr tunlichst vermieden werden.
    [0004] Die Erfindung geht daher von der Aufgabe aus, ein Implan¬ tat der in Rede stehenden Art so auszubilden, daß die ein¬ mal eingestellte Distraktionskraft sich trotz der Relaxa- tion der vorgespannten Wirbelsäule allenfalls nur unwe¬ sentlich ändert und somit auf das Nachspannen verzichtet werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest ein Haken mit dem Stab über ein Fe¬ derelement verbunden ist, welches die Distraktionskraft ausübt. Vorzugsweise ist dessen Federkraft über einen längeren" Teil des Federwegs nahezu konstant.
    [0005] Der Relaxationsweg bzw. die Strecke, um die sich die bei¬ den betreffenden Wirbelbögen unter dem Einfluß der über sie eingeleiteten Distraktionskraft wegen der Relaxation der vorgespannten Wirbelsäule voneinander entfernen kön¬ nen, beträgt erfahrungsgemäß unter 10mm. Bei einem Distraktionsstab mit dem erfindungsgemäß bemessenen Feder¬ element ist daher gewährleistet, daß die eingestellte Distraktionskraft über die Relaxationsperiode der Wirbel¬ säule hinaus weitgehend erhalten bleibt. Das ist aus medi¬ zinischen Gründen, insbesondere für den Heilungsprozeß, von sehr wesentlicher Bedeutung.
    [0006] A-3-s Federelemente im Sinne der Erfindung kommen grundsätz¬ lich alle federnden Konfigurationen aus metallischen oder aus nichtmetallischen Werkstoffen und deren Kombinationen in Betracht, die die stoffliche und/oder konstruktive Ei- genschaft aufweisen, daß in einem Bereich ihrer Federkenn¬ linie die Federkraft nahezu unabhängig von der Änderung des Federweges bzw. annähernd konstant ist. Das Federele¬ ment sollte in jedem Falle so ausgesucht sein, daß nach dem oben erwähnten Relaxationsweg immer noch ein erheb¬ licher Teil der anfänglichen Distraktionskraft zur Verfü¬ gung steht. Dies sollten mindestens 60% sein.
    [0007] Eine besonders vorteilhafte Ausbildung des Implantats ge- maß der Erfindung ergibt sich durch die Anwendung eines Tellerfedernpakets als Federelement'. Die Kombination mehrerer Tellerfedern in Form eines Tellerfedernpakets weist nicht nur eine für die Behandlung optimale nahezu waagrechte Federkennlinie auf, sondern läßt sich auch be- sonders einfach dimensionieren.
    [0008] Andere vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen .des Implan¬ tats gemäß der Erfindung 'ergeben sich aus den Unteransprü¬ chen.
    [0009] Aus der DE-PS 28 45 647 ist ein Korrekturgerät für die operative Skoliosebehandlung bekannt, bei dem ein mittels einer Feder leicht vorgespannter Teleskopstab zwischen den beiden Wirbeln, die den' zu korrigierenden Abschnitt der Wirbelsäule einschließen, drehbar gelagert ist. Die¬ ser Teleskopstab ist nicht auf Druck belastbar und wirkt nicht als Distraktionsstab. Seine Federung hat lediglich die Aufgabe, die Länge des Stabes der fortschreitenden nach einem anderen Prinzip und mit anderen Mitteln bewirk- ten Streckung der Wirbelsäule anzupassen. Die durch die Federung aufgebrachte, relativ geringfügige Streckkraft in Richtung der Stabachse ist vernachlässigbar klein ge¬ genüber der mit einem Implantat gemäß der Erfindung er¬ zeugten Distraktionskraft. Die Federung des bekannten Teleskopstabs ist daher weder nach ihrer Zweckbestimmung noch nach ihren charakteristischen Eigenschaften zur Lö¬ sung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe geeig¬ net. Die Erfindung ist nachfolgend in Form eines Ausführungs¬ beispiels anhand der schematischen, nicht maßstäblichen Figuren 1 und 2 erläutert; von diesen zeigt
    [0010] die Figur 1 die erfindungsgemäße Ausführung eines Distrak¬ tionsstabs mit einem Tellerfedernpaket als Federelement, die Figur 2 eine Spannzange zum Vorspannen des Federele¬ mentes, insbesondere des Tellerfedernpakets.
    [0011] Auf dem Stab 1 (Figur 1) sitzen ein frei verschiebbarer Haken 2 und ein Klemmstück 5. Das Klemmstück 5 ist ko¬ axial zu dem Stab 1 und auf diesem verschiebbar angeord¬ net, es ist mittels einer Klemmschraube 8 in seiner jewei- ligen Lage fixierbar. Im Bereich der Erfindung liegt es, anstelle der so bewirkten reibschlüssigen Verbindung zwi¬ schen dem Klemmstück 5 und dem Stab 1, wie sie in der Fi¬ gur 1 dargestellt ist, eine eher als formschlüssig zu be¬ zeichnende Verbindung, beispielsweise eine Schneidring- Verbindung, wie sie bei Leitungsinstallationen eingesetzt wird, anzuwenden.
    [0012] Zwischen dem Kle mstück 5 und dem Haken 2 ist ein koaxial zu dem Stab 1 angeordnetes' Tellerfedernpaket 3 gelagert, welches sich einerseits auf eine Stirnfläche des Klemm¬ stücks 5 und andererseits auf. das den Stab 1 umfassende Führungsstück des Klemmstücks 5 und andererseits auf das den Stab 1 umfassende Führungsstück des Hakens 2 ab¬ stützt. Die Zahl der Tellerfedern des Tellerfedernpakets bemißt sich nach den Federeigenschaften der einzelnen Tel¬ lerfedern und nach der geforderten Länge des Federwegs, auf der die Federkraft annähernd konstant bleiben soll, weil diese Weglänge aus der Summe der entsprechenden Federwege mit konstanter Federkraft der einzelnen Teller- federn zu ermitteln ist. Das Tellerfedernpaket wird beim Einsetzen des Distraktionsstabs in noch zu beschreibender Weise auf die benötigte Distraktionskraft vorgespannt. Das Klemmstück 5 hat die Form eines Rohres, in dessen mittlerem Bereich die Federkraft auf den Stab 1 übertragen wird. Durch die beiden äußeren Rohrenden wird der Stab 1 lose umfaßt. Für den Fall, daß aus nicht vorhersehbaren Gründen ein Stabbruch an einer der Krafteinleitungsstellen (Querschnitt A-A oder B-B) auftritt, kann das Implantat dennoch seine Funktion erfüllen, weil der Stab 1 in den beiden Rohrenden des Klemmstucks 5 geführt wird und infolge der Vorspannung nicht aus einer Lage zwischen den Wirbelbögen herausspringen kann (sog. "fail safe"- Konstruktion) .
    [0013] Die Federnkombination bzw. das Tellerfedernpaket -3 ist von einem Schutzrohr 6 umgeben. Durch dieses Schutzrohr wird einerseits die Vormontage der Federnkombination er¬ leichtert und andererseits schützt das Rohr das umgebende Gewebe vor Irritationen durch die Federn und die Federn¬ kombination gegen das Eindringen von Knochenspänen, welche zur Versteifung der Wirbelsäule und zur Unterstützung der knöchernen Durchwachsung im Bereich der im Zuge der Opera¬ tion zu zerstörenden Wirbelgelenke beigelegt werden und die die Funktion der Federkombination beeinträchtigen könnten.
    [0014] Bei Federelementen, die Hohlräume enthalten, wie dies bei¬ spielsweise bei den Tellerfedern des Tellerfederpakets 3 der Fall ist, können die infolge der elastischen Verfor¬ mung der Federelemente auftretenden Änderungen der Hohl¬ raumvolumina einen Pumpeffekt zur Folge haben. Der Pump- effekt wirkt sich dann auf die in den Hohlräumen enthaltene Zellflüssigkeit aus, indem diese herausgepreßt und wieder eingesogen wird. In der Flüssigkeit suspendier¬ te Zellen können dabei in unerwünschter Weise mechanisch beschädigt werden. Um dies zu vermeiden, werden Durchlässe 21 vorgesehen, die einen Druckausgleich zwischen den Hohlräumen und der Umgebung des Federelements ermöglichen. Bei der Verwendung von Tellerfedern können diese Durchläs¬ se in besonders einfacher Weise dadurch geschaffen werden, daß die plan aufeinander liegenden Kontaktzonen der einzelnen 1 Tellerfedern mit Unterbrechungen versehen werden.
    [0015] Das dem Haken 2 entgegengesetzte Ende des Stabes 1 ist als sich verjüngender, Kegel- oder Pyramidenstumpf 22 ausge- 5 bildet, welcher ohne Absatz aus dem Profil des Stabes 1 hervorgeht. Durch den absatzlosen Übergang zwischen dem Profil des Stabes 1 und dem Kegelstumpf am Ende dieses Stabes werden Schwachstellen vermieden, die durch einen Absatz gebildet würden und die eine Bruchgefahr für den •*- Distraktionsstab bedeuten würden.
    [0016] Das Führungsstück des auf das sich verjüngende Ende des Stabes aufzusteckenden Hakens 7 erhält eine dem Profil dieses Endes entsprechende Innenkontur 23. Die verdreh- 5 sichere Verbindung zwischen dem Haken 7 und dem Stab 1 ist insbesondere dann unbedingt erforderlich, wenn der Distraktionsstab bei einer skoliotischen Wirbelsäule eingesetzt werden muß, die zugleich auch eine Kyphose aufweist.
    [0017] 20
    [0018] Die Sicherheit gegen Verdrehen des Hakens 7 wird in ein¬ fachster Weise erreicht, wenn der Stab 1 einen nicht kreisförmigen Querschnitt aufweist,, der sich zu dem den Haken 7 aufnehmenden Stabende verjüngt - damit wird dann
    [0019] 25 auch ein Verdrehen des Hakens 2 und des Klemmstücks 5 verhindert, die eine der Geometrie des Stabes entsprechen¬ de Innenkontur erhalten müssen. Um von dieser Beschränkung frei zu sein, wird man in der Regel ein Rundprofil für den Stab 1 wählen. Als verdrehsichere Profile für das
    [0020] 30 Aufstecken des Hakens 7 kommen dann "im Sinne der Erfindung insbesondere Kegelstumpfe mit Polygonquerschnitt in Be¬ tracht, die absatzlos aus dem Rundprofil des Stabes 1 hervorgehen. Besonders zweckmäßig ist ein Kegelstumpf 22 mit keilförmig abgeflachtem Mantel 4, wie dargestellt in
    [0021] 35 Figur 1, Schnitt C-C.
    [0022] Wie bereits erwähnt, wird' das Federelement, insbesondere das Tellerfedernpaket 3 beim Einsetzen des Distraktions¬ stabs vorgespannt. Die Vorspannung wird mittels einer in der Figur 2 dargestellten Spannzange 24 bewirkt, die mit einer Gabel 9 und mit einem Ansetzstück 11 versehen ist. Das Ansetzstück 11 ist bei 10 gelenkig mit dem einen Schenkel der Spannzange verbunden und hat eine Aussparung 25 für die Aufnahme des Stabes 1. Bei der Betätigung der Spannzange bewirkt die sich gegenüber dem Stab 1 verkan¬ tende Aussparung 25 eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Spannzange 24 und dem Stab 1.
    [0023] Mit der Gabel 9 wird die Spannzange 24 an dem Klemmstück 5 angesetzt, um dieses durch Betätigung der Zange zu ver¬ schieben.
    [0024] Der andere Schenkel der Spannzange ist mit Drehnungsmeß- streifen 12 versehen, die an ein Anzeigegerät 13 ange¬ schlossen sind, welches die durch Betätigung der Spann¬ zange erzeugte Vorspannung des Federelementes, insbeson¬ dere des- Tellerfedernpakets 3 anzeigt. Die Vorspannung ist hier gleich der Distraktionskraft , die jetzt- nicht als durch Vorspannung- der Wirbelsäule ausgelöste Gegenkraft des starren Distraktionsstabs, sondern als Federkraft des Federelementes 3 in die Wirbelkörper eingeleitet wird.
    权利要求:
    Claimsθ -Patentansprüche
    1. Implantat zur operativen Korrektur von Wirbelsäulen¬ verkrümmungen in Gestalt eines im Bereich der verkrümm¬ ten Wirbelsäule zu positionierenden, auf Druck belast¬ baren Stabes mit zwei daran zu befestigenden und jeweils in einen Wirbelbogen eines Wirbelkörpers einzuhängenden Haken, durch die eine durch Vorspannung einstellbare Distraktionskraft in die beiden Wirbelkör¬ per eingeleitet wird, die eine Streckung des durch diese Wirbelkörper begrenzten Abschnitts der Wirbelsäu¬ le bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Haken (2) mit dem Stab (1) über ein die Distraktions¬ kraft bestimmendes Federelement (3) verbunden ist.
    2. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft des Federelementes (3) über einen länge¬ ren Teil des Federwegs nahezu konstant ist.
    3. Implantat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß das Federelement (3) eine Federnkombination ist.
    4. Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (3) ein Tellerfe¬ dernpaket ist.
    5. Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekenn¬ zeichnet durch den Druckausgleich zwischen Hohlräumen des Federelementes und seiner Umgebung gestattende Durchlässe.
    6. Implantat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Tellerfedernpaket koaxial zu dem Stab (1) angeord¬ net ist und mit seinem einen Ende auf einem Führungs¬ stück des einen Hakens (2) aufsitzt, der an seinem Ende des Stabes (1) frei verschiebbar auf diesem glei¬ tet.
    7. Implantat nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende des Tellerfedernpakets an einem Klemm¬ stück (5) abgestützt ist, welches koaxial zu dem Stab (1) und auf diesem verschiebbar sowie in seiner jewei¬ ligen Lage durch Reibschluß fixierbar oder durch Form¬ schluß sich selbst fixierend angeordnet ist.
    8. Implantat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmstück (5) die Form eines Rohres hat, in des¬ sen mittlerem Bereich die Federkraft reibschlüssig oder formschlüssig auf den Stab (1) übertragen wird, während seine beiden äußeren, jeweils mindestens gleich lang wie der mittlere Bereich bemessenen Enden den Stab (1) lose umfassen.
    9. Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß das Federelement (3) von einem Schutzrohr (6) umgeben ist.
    10. Implantat nach einem der- vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Haken (7) durch eine Steckverbindung mit dem anderen Ende des Stabes (1) verbindbar ist, und daß hierzu der Stab (1) als sich zum Stabende verjüngender Kegelstumpf (22) ausgebildet ist und in eine formmäßig daran angepaßte Ausnehmung (23) am Haken (7) eingreift.
    11. Implantat nach Anspruch 10', dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelstumpf (4) einen kreisförmigen Quer¬ schnitt aufweist.
    12. Implantat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelstumpf (4) einen nicht kreisförmigen Querschnitt aufweist.
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    1985-09-26| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): AT BE CH DE FR GB LU NL SE |
    优先权:
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