DE69733976T2

DE69733976T2 - Chirurgische Bohrer und Retraktor

Info

Publication number: DE69733976T2
Application number: DE69733976T
Authority: DE
Inventors: Charles J. Winslow
Original assignee: Howmedica Osteonics Corp
Current assignee: Howmedica Osteonics Corp
Priority date: 1996-10-22
Filing date: 1997-10-22
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2017-10-23
Also published as: DE69733976D1; EP1006955B1; EP1364617A2; WO1998017208A3; DE69724288T2; EP1364617A3; WO1998017208A2; EP1006955A2; AU4991997A; DE69724288D1; ES2244871T3; EP1364617B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein ein System zum Bohren eines Loches in benachbarte Wirbel, um das Einsetzen eines Verbindungsimplantates zu vereinfachen, und insbesondere ein Instrumentarium zum Einsetzen von Wirbelsäulenimplantaten, um die Fusion von benachbarten Wirbelkörpern gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu vereinfachen.
Technischer Hintergrund
Solch ein System ist aus der WO 96/27345 wie unten beschrieben bekannt.
Die Fusion von benachbarten Knochenstrukturen wird allgemein durchgeführt, um einen langzeitigen Ersatz zu liefern, um degenerative oder zerstörende Störungen im Knochen zu kompensieren. Beispielsweise kann eine Bandscheibe, bei der es sich um ein ligamentöses Kissen handelt, welches zwischen zwei Wirbeln angeordnet ist, sich als Ergebnis einer Verletzung, einer Krankheit, einen Tumor oder anderen Störungen verschlechtern. Die Scheibe schrumpft oder verdünnt sich, was zu mechanischer Instabilität und schmerzhaften Scheibenverschiebungen führen kann.
Übliche Prozeduren zur Scheibenoperation umfassen die teilweise oder totale Entfernung der verletzten Scheibenanteile, die Disektomie und den Ersatz der entfernten Scheibe mit biologisch akzeptablen Stopfen oder Knochenkeilen. Die Stopfen werden zwischen benachbarte Wirbel eingeschoben, um den normalen Zwischenwirbelabstand zu erhalten und um über eine Zeitdauer die knochenartige Fusion mit dem Stopfen und der gegenüberliegenden Wirbel zu erreichen. Beispielsweise beschreibt das US-Patent US 4,887,020 für Vich einen gewindeten zylindrischen Knochenstopfen, der in ein entsprechend dimensioniertes zylindrisches Bohrloch eingeschraubt wird, welches in dem Zwischenwirbelraum gebohrt worden ist. Andere knochenansetzende Stopfen sind in US 4,950,296 beschrieben.
Kürzlich ist mehr Wert auf die Fusion von Knochenstrukturen (das heisst von benachbarten Wirbeln) mit prosthetischen Käfigimplantaten gelegt worden. Ein Käfigimplantat für die Fusion ist in dem auf die Anmelderin laufenden US-Patent US 5,026,373 für Ray et al. beschrieben. Der Ray '373 Fusionskäfig umfasst einen Käfig, der ein Gewinde umfasst, welches einen Teil seiner äusseren Oberfläche bildet und durch Löcher durch seine Wände mit einem innenliegenden Hohlraum des Käfigkörpers kommunizieren kann. Der Fusionskäfig wird in einem sich verjüngenden Bohrloch oder Kanal eingesetzt, welcher in dem Zwischenwirbelraum ausgebildet ist, um den Wirbel zu stabilisieren und einen vordefinierten Zwischenwirbelraum zu behalten. Vorzugsweise wird ein Paar von Fusionskäfigen in den Zwischenwirbelraum implantiert. Die benachbarten Wirbelknochenstrukturen kommunizieren durch die Öffnungen und mit das Knochenwachstum induzierenden Substanzen, die sich innerhalb des inneren Hohlraums befinden, kann eine Vereinigung und eventuell eine feste Fusion der benachbarten Wirbel erreicht werden. Die 1 und 2 illustrieren die Einführung eines Paares von Ray '373 Fusionskäfigen, die in einem Zwischenwirbelraum positioniert werden.
Sowohl anteriore (transabdominale) als auch posteriore Operationstechniken werden eingesetzt, um Zwischenkörperfusionen des lumbaren Wirbels durchzuführen. Fusionen im zervikalen Bereich der Wirbelsäule werden auch mit einer anterioren oder posterioren Operationstechnik durchgeführt. Typischerweise wird ein Implantat wie ein Stopfen, eine Prothese oder ein Käfig in eine vorher geformte Ausnehmung in dem Zwischenwirbel- und Zwischenscheibenraum eingeführt. Da es wünschenswert ist, bei diesen Vorgehensweisen eine "Knochen zu Knochen" Brücke zu fördern, wird Verbindungsgewebe und mindestens ein Teil des distalen Gewebes entfernt. Vorzugsweise werden relativ tiefe Schnitte in die benachbarten Knochen durchgeführt, um in den weicheren vaskuläreren spongiösen Bereich einzudringen, um das Knochenwachstum über das Implantat zu vereinfachen.
Eine der kritischeren Aufgaben, die bei der Einführung eines chirurgischen Fusionsimplantates durchzuführen ist, insbesondere bei der spinalen Zwischenwirbelfusion, ist die Ausbildung des das Implantat aufnehmenden Hohlraums oder Bohrlochs innerhalb der benachbarten Wirbel. Insbesondere sollte die gebohrte Öffnung in Bezug auf vorzugsweise parallel zu den Wirbelendplatten zentriert sein, um eine gleichmässige Entfernung von Teilen des Knochens von den benachbarten Wirbeln durch und über die Länge des Schnittes und einen nachfolgenden geeigneten Einsatz des Implantats in Bezug auf die Wirbelkörper zu gewährleisten.
Operationsinstrumente für die spinale Fusionsimplantatseinführung sind bekannt. Beispielsweise beschreibt das US-Patent US 5,484,437 für Michelson ein Verfahren und ein Gerät welches eine innere und eine äussere Hülsenanordnung umfasst. Die äussere Hülse hat Zähne an dem einen Ende, die direkt in die posteriore Oberfläche des benachbarten Wirbels eingesetzt werden. Die innere Hülse ist innerhalb der äusseren Hülse angeordnet und dient zur Führung von Instrumenten wie dem Bohrer, der eingesetzt wird, um dass das Implantat aufnehmende Bohrloch auszubilden. Die US-Patente US 5,487,307 für Kuslich et al.; US 5,015,247 für Michelson; und US 4,878,915 für Brantigan beschreiben ähnliche Anordnungen. Andere Anordnungen umfassen den Einsatz von Führungsstäben, die in Pilotlöchern angeordnet sind, die in den Wirbelkörpern ausgebildet sind. Die Führungsstäbe führen ein Bohrloch, das ein hohles Loch in dem Zwischenwirbelraum ausbildet.
Obwohl einige der derzeitigen hier zugeordneten Instrumentarien und Verfahren zur Verbesserung der Anordnung der spinalen Fusionsimplantate allgemein für den vorgesehenen Zweck geeignet sind, bestehen jedoch einige Grenzen in Bezug auf das Design dieser Instrumentarien, die ihre Einsatzfähigkeit vermindern. Beispielsweise liefert die Anordnung, die in dem Michelson Patent '437 beschrieben ist und ähnliche Anordnungen keine automatische Ausrichtung der äusseren Hülse, um zu gewährleisten, dass das Bohrloch, welches durch den Bohrer ausgebildet worden ist, der in die äussere Hülse eingeführt worden ist, in optimaler Ausrichtung für eine Prozedur des Gewindeschneidens (falls erforderlich) und den Empfang des spinalen Implantats ist. Eine solche Orientierung ist direkt abhängig von den Fähigkeiten des Chirurgen. Darüber hinaus kann die äussere Hülse, die nur an ihrem äusseren distalen Ende an der posterioren Oberfläche der benachbarten Wirbel befestigt ist, eine Disorientierung oder eine Entfernung während der Einführung und/oder der Entfernung des Bohrers und/oder des Gewindeschneider-Instrumentes erfahren. In gleicher Weise erhöht der Einsatz von Führungsstäben die Anzahl von Schritten, die erforderlich sind, um den Fusionskäfig zu implantieren und auch dieser ist einer möglichen Fehlausrichtung unterlegen.
Die US-Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 08/615,379, die am 14. März 1996 hinterlegt worden ist, beschreibt ein Verfahren und zugeordnete Instrumentarien, um die Einführung eines Fusionsimplantats zu vereinfachen. Das in der '379 Anmeldung veröffentlichte Instrumentarium gewährleistet eine optimale Ausrichtung des gebohrten Bohrlochs zur Aufnahme des Fusionsimplantats und, falls notwendig, der Bohrlochschneide-Prozedur. Das Instrumentarium umfasst einen chirurgischen Retraktor und einen Bohrer. Der Retraktor ist so konfiguriert, um benachbarte Wirbelkörper auseinander zu spreizen, um die Einführung und die Anwendung eines Implantats zu vereinfachen, um einen Kanal zur Einführung eines Hilfsinstrumentes zu liefern, beispielsweise des Bohrers, und um die richtige Ausrichtung des Instrumentariums und die akkurate Einführung des Implantats zu gewährleisten. Das Instrumentarium und das Verfahren, welches in der '379 Anmeldung beschrieben ist, ist zur Implantation eines Implantats mit einem im allgemeinen kreisförmigen Querschnittsabschnitt wohl geeignet, wie es der oben beschriebene Ray '373 Fusionskäfig aufweist.
Zusammenfassung
WO 96/27 345 beschreibt ein System zum Bohren eines Loches in benachbarten Wirbeln, um das Einfügen eines Fusionsimplantates zu vereinfachen, umfassend einen chirurgischen Retraktor, der ein Hülsenelement umfasst, welches proximale und distale Endabschnitte aufweist und eine longitudinale Öffnung definiert, wobei der distale Endabschnitt so ausgestaltet ist, um mindestens teilweise in einen Zwischenwirbelraum zwischen zwei benachbarten gegenüberliegenden Wirbeln eingeführt zu werden, um die benachbarten Wirbel zu spreizen, und ein Bohrinstrument, welches innerhalb der longitudinalen Öffnung des chirurgischen Retraktors positionierbar ist und ein Bohrelement umfasst, welches einen distalen Schneidkopf aufweist. Es ist daher möglich, ein Bohrinstrument innerhalb eines Hülsenelementes eines Retraktors zu führen.
Dieser Stand der Technik gestattet es jedoch nicht dem Chirurgen, seine Bohraktion fein einzustellen, wenn er in den Zwischenwirbelraum vordringt.
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein System zum Bohren eines Loches in benachbarten Wirbeln, um die Einführung eines Fusionsimplantates zu vereinfachen, welches einen chirurgischen Retraktor umfasst, der ein Hülsenelement aufweist, welches proximale und distale Endabschnitte hat und eine longitudinale Öffnung definiert, wobei der distale Endabschnitt so ausgestaltet ist, um mindestens teilweise in einen Zwischenwirbelraum zwischen benachbarten gegenüberliegenden Wirbeln eingeführt zur werden, um die benachbarten Wirbel zu spreizen, und wobei das Hülsenelement einen innen gewindeten Abschnitt aufweist. Ein Bohrinstrument ist innerhalb der longitudinalen Öffnung des chirurgischen Retraktors positionierbar und umfasst ein Bohrelement mit einem distalen Schneidkopf und einen extern gewindeten Abschnitt, der mit dem innen gewindeten Abschnitt des Retraktors im Eingriff stehen kann, wobei durch Rotation des Bohrinstrumentes die distale Verschiebung des Bohrinstrumentes relativ zum chirurgischen Retraktor bewirkt wird.
Ein Verfahren zur Vereinfachung der Fusion von benachbarten Wirbeln ist ebenfalls beschrieben. Die Vorrichtung umfasst ein Implantatelement, welches so ausgestaltet und dimensioniert ist, um in einen Zwischenwirbelraum eingeführt zu werden, der zwischen benachbarten Wirbeln definiert ist. Das Implantatelement umfasst mindestens einen longitudinalen Abschnitt mit einer querverlaufenden Querschnittsdimension, die einer im allgemeinen elliptischen Konfiguration folgt. Das Implantatelement umfasst einen inneren Hohlraum zur Aufnahme von Knochenwachstum induzierenden Substanzen und eine Vielzahl von Öffnungen, die sich durch einen äusseren Wandabschnitt erstrecken, welcher in Kommunikation mit dem inneren Hohlraum steht. Ein aussen gewindeter Abschnitt ist auf dem Implantatelement ausgebildet, um die Einfügung in den Zwischenwirbelraum zu vereinfachen.
Ein System und ein entsprechendes Verfahren, um die Einführung eines Fusionsimplantats zu vereinfachen, ist ebenfalls beschrieben. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst ein System zum Bohren eines Loches in benachbarten Wirbeln, um die Einführung eines Fusionsimplantates zu vereinfachen, einen chirurgischen Retraktor, der ein Hülsenelement mit proximalen und distalen Endabschnitten umfasst, welches eine longitudinale Öffnung definiert, und ein Bohrinstrument, welches innerhalb der longitudinalen Öffnung des chirurgischen Retraktors positionierbar ist. Der distale Endabschnitt des Retraktors ist so ausgestaltet, um mindestens teilweise in einen Zwischenwirbelraum zwischen benachbarten gegenüberliegenden wirbeln eingeführt werden zu können, um die benachbarten Wirbeln bis zu einer gewünschten vorbestimmten gespreizten Position zu spreizen.
Vorzugsweise umfasst das Bohrinstrument ein längliches Element mit einem longitudinalen Durchgang und definiert mindestens eine distale Schnittoberfläche und ein Bohrelement ist innerhalb des länglichen Elementes angeordnet und hat einen distalen Bohrkopf. Das Bohrelement ist in drehbarer Weise innerhalb des länglichen Elementes drehbar und ist auch in longitudinaler Weise mit dem länglichen Element verbunden, so dass der Vortrieb des Bohrelementes innerhalb des Retraktors dazu führt, dass ein entsprechendes Vorschieben des länglichen Elementes auftritt, so dass die distale Schneidfläche des länglichen Elementes und der distale Bohrkopf des Bohrelementes zusammenwirken, um eine Bohrung auszugestalten, beispielsweise eine elliptisch ausgeführte Bohrung in den benachbarten Wirbeln. Vorzugsweise ist das längliche Element des Bohrinstrumentes mit ersten und zweiten gegenüberliegenden distalen Schneidflächen versehen. Die Schneidflächen können bogenförmig sein.
Vorzugsweise ist der distale Endabschnitt des Retraktors mit zwei voneinander getrennten Retraktorarmen versehen, die erste und zweite Stützflächen aufweisen, die jeweils in obere und untere Wirbel eingreifen und spreizen. Mindestens ein Ankerelement kann mit dem chirurgischen Retraktor verbunden sein, um die Befestigung des Retraktors mit den Wirbeln zu vereinfachen.
Das System kann weiterhin Ausrichtungsmittel umfassen, um das längliche Element des Bohrinstrumentes auszurichten und in einer vorbestimmten Winkelorientierung innerhalb des Hülsenelementes des chirurgischen Retraktors zu halten. Die bevorzugten Ausrichtungselemente sind so adaptiert, um in Winkelausrichtung erste und zweite distale Schneidflächen in allgemeiner Ausrichtung innerhalb der jeweiligen Retraktorarme des chirurgischen Retraktors zu halten. Die Ausrichtungsmittel können mindestens eine Nut umfassen, die in dem Hülsenelement des chirurgischen Retraktors eingeschlossen sind, wobei die eine Nut so dimensioniert ist, um eine entsprechende Kerbverzahnung des länglichen Elementes aufzunehmen.
Ein Verfahren zur Durchführung eines chirurgischen Eingriffs mit dem System ist ebenfalls beschrieben. Das Verfahren umfasst Schritte des Vorsehens eines chirurgischen Retraktors mit einem länglichen Element, der eine longitudinale Öffnung definiert und zwei voneinander räumlich getrennte Retraktorarme mit ersten und zweiten Unterstützungsflächen an seinen distalen Enden hat, des Einfügens der Retraktorarme des Retraktors in den Zwischenwirbelraum, wobei die ersten und zweiten Stützflächen von jedem Retraktorarm jeweils in die benachbarten gegenüberliegenden Wirbel eingreifen und diese spreizen, des Befestigens des chirurgischen Retraktors an benachbarten Wirbel durch Sichern eines Ankerelements, welches mit dem chirurgischen Retraktor verbunden ist, an den benachbarten Wirbeln und des Durchführens der chi rurgischen Operation benachbart der gespreizten Wirbel durch beispielsweise Einführen von chirurgischen Instrumenten innerhalb der Öffnung des chirurgischen Retraktors.
Ein Verfahren zum Fusionieren von benachbarten Wirbelkörpern mit dem System ist auch offenbart. Das Verfahren umfasst die Schritte des Schaffens des Zugangs zum Zwischenwirbelraum, des Vorsehens eines Retraktors mit einer Retraktorhülse mit gegenüberliegenden Retraktorarmen, die sich in allgemein longitudinaler Richtung erstrecken, des Positionierens der Retraktorarme in dem Zwischenwirbelraum, wobei erste und zweite Stützflächen von jedem Arm gegenüberliegende Wirbelkörper kontaktieren, des Einführens eines Bohrinstrumentes in die Retraktorhülse und des Vorschiebens des Bohrinstrumentes innerhalb der Hülse bis zum Wirbelraum, wobei das Bohrinstrument ein längliches Element mit einer longitudinalen Durchgangspassage, die mindestens eine distale Schneidfläche definiert, und ein Bohrelement aufweist, welches in drehbarer Weise innerhalb des länglichen Elementes angeordnet ist und einen distalen Schneidkopf aufweist, des Betätigens des Bohrinstrumentes, derart dass der distale Schneidkopf des Bohrelementes und die distale Schneidfläche des länglichen Elementes in den benachbarten Wirbel vorgeschoben werden, um zusammenwirkend ein Bohrloch in den benachbarten Wirbel zu schneiden, des Entfernens des Bohrinstrumentes aus der Hülse und des Einführens eines Fusionsimplantats in das Bohrloch. Vorzugsweise wird eine elliptisch geformte Bohrung ausgebildet und ein Fusionsimplantat mit einer elliptischen Querschnittsfläche wird in das Bohrloch eingeführt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 ist eine Ansicht, die einen Abschnitt der Wirbelsäule eines Patienten zeigt,
2 ist eine Sicht entlang der Linie 2-2 der 1, welche ein Paar von Fusionsimplantaten des Standes der Technik zeigt, die im Zwischenwirbelraum zur Fusion von benachbarten Wirbeln angeordnet sind,
3–4 sind Vorder- und Rückansichten des Fusionsimplantats in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung,
5 ist eine perspektivische Ansicht des Fusionsimplantats nach 3 und 4, welche den Implantatskörper und die entfernbare Endkappe zeigen,
6 ist eine Seitenansicht des Implantatskörpers,
7A ist eine axiale Sicht entlang der Linie 7A-7A nach 6, die den Eingangsendabschnitt des Implantatskörpers zeigt,
7B ist eine axiale Sicht entlang der Linie 7B-7B nach 6, welche den Ausgangsendabschnitt des Fusionsimplantats zeigt,
8 ist eine Querschnittsansicht des Implantatskörpers mit aufgesetzter Endkappe entlang der Linie 8-8 nach 7B,
9 ist eine obere Querschnittsansicht auf den Implantatskörper mit aufgesetzter Endkappe entlang der Linie 9-9 nach 7B,
10A ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 10A-10A in 9, welche einen Schnitt durch den grösseren Durchmesser des Gewindes zeigt,
10B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 10B-10B nach 9, welche einen Schnitt durch den kleineren Durchmesser des Gewindes zeigt,
11 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 11-11 nach 9, welche die kreisförmige Ausgestaltung des Eingangsendabschnittes des Implantatskörpers zeigt,
12 ist eine perspektivische Ansicht eines Instrumentationskits, welches eingesetzt wird, um das Fusionsimplantat in den Zwischenwirbelraum einzusetzen, umfassend einen chirurgischen Retraktor, einen chirurgischen Bohrer, ein Implantateinführungsinstrument und einen T-förmigen Handgriff,
13 ist eine Sicht, die die seitliche Einführung des chirurgischen Retraktors in den Zwischenwirbelraum darstellt,
14 ist eine Sicht entlang der Linie 14-14 nach 13, die weiterhin das Positionieren des Retraktors in dem Zwischenwirbelraum und den Eingriff des Retraktors in die Wirbelendflächen der benachbarten Wirbel zeigt,
15 ist eine Ansicht ähnlich zur Sicht der 14, welche die Einführung eines Bohrinstrumentes in den Retraktor zum Bohren eines Loches innerhalb der benachbarten Wirbel zeigt,
16 ist eine Seitenansicht, die das Einführungsinstrument mit dem Fusionsimplantat zeigt, welches auf dem Einführungsinstrument montiert ist,
16A ist eine Querschnittsansicht des distalen Endes des Einführungsinstrumentes und des Fusionsimplantates, welches die Befestigung der Endkappe auf dem Implantatskörper zeigt,
17 ist eine Ansicht ähnlich zur Sicht von 15, welche die Einführung des Einführungsinstrumentes und das Befestigen des Implantats durch den Retraktor zeigt,
18–20 sind vergrössernde Ansichten, welche die Positionierung des Fusionsimplantats innerhalb der vorgeformten Bohrung zeigen,
21 ist eine Ansicht, welche das Fusionsimplantat innerhalb des Zwischenwirbelraums befestigt zeigt,
22 ist eine Querschnittsansicht, welche weiter das Fusionsimplantat in dem Zwischenwirbelraum befestigt zeigt,
23 ist eine Ansicht, welche ein unterschiedlich grosses Fusionsimplantat zeigt, das in dem Zwischenwirbelraum angeordnet ist,
24 ist eine perspektivische Ansicht eines anderen Systems zum Einführen des Implantats nach den 3 bis 11 mit einem chirurgischen Retraktor, der eingesetzt wird zum Auseinanderspreizen von benachbarten Knochenstrukturen, und mit einem chirurgisches Bohrinstrument, das eingesetzt wird, um ein Loch in der benachbarten Knochenstruktur in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu bohren,
24A ist eine perspektivische Ansicht eines Einführungsinstrumentes und eines davon losgelösten T-Handgriffs, die zum Einsetzen eines Implantats in benachbarte Knochenstrukturen eingesetzt wird,
25 ist eine perspektivische Ansicht mit Teilen, die von dem chirurgischen Retraktor nach 24 getrennt sind,
26 ist eine Seitenansicht im Querschnitt des chirurgischen Retraktors nach 25,
26A ist eine Einzelansicht des Ankerelementes, welches innerhalb des Retraktors zurückgehalten wird,
27 ist eine axiale Ansicht des chirurgischen Retraktors,
28 ist eine Seitenansicht des Bohrinstrumentes,
29 ist eine isolierte Ansicht im Querschnitt, welche das Befestigen des Bohrschaftes und der Bohrspitze zeigt und das Befestigen der Erweiterungshülse und des Bohrschaftes,
30 ist eine axiale Sicht des Bohrinstrumentes,
31 ist eine Ansicht eines Abschnittes der Wirbelsäule,
32 ist eine Querschnittsansicht der Wirbelsäule entlang den Linien 31-31 nach 31, welche die Einführung des chirurgischen Retraktors in dem Zwischenwirbelraum zeigt,
33 ist eine Querschnittsansicht, welche weiter den chirurgischen Retraktor zeigt, der in dem Zwischenwirbelraum angeordnet ist,
34 ist eine Ansicht ähnlich zu 33, welche die Befestigung der Ankerschrauben in der Wirbelsäule zeigt,
35 ist eine Ansicht ähnlich zur Ansicht nach 34, welche die Einführung des Bohrinstrumentes in dem chirurgischen Retraktor zeigt,
36 ist eine Ansicht ähnlich zur Ansicht nach 35, welche das Vorschieben des Bohrinstrumentes zeigt, um ein Bohrloch in benachbarte Wirbel zu bohren,
36A ist eine Querschnittsansicht entlang den Linien 36A-36A von 36,
37 ist eine Ansicht ähnlich zur Ansicht von 36, welche die Einführung des Einführungsinstrumentes und das montierte Fusionsimplantat in den chirurgischen Retraktor zeigt, um das Implantat einzufügen,
38 ist eine Querschnittsansicht, welche das Fusionsimplantat zeigt, welches im Zwischenwirbelraum befestigt ist, und
39 ist eine Ansicht, die weiter das Fusionsimplantat zeigt, welches im Zwischenwirbelraum befestigt ist.
Ausführliche Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen
Das bevorzugte Ausführungsbeispiel des Verfahrens und der Vorrichtung, die hier beschrieben sind, werden als orthopädische spinale Fusionsverfahren und Instrumentierung erläutert. Es ist jedoch angedacht, dass die Offenbarung auf eine grosse Vielfalt von Verfahren anwendbar ist, welche in nicht beschränkender Weise die Ligamentreparatur, die Gelenkreparatur oder den Gelenkersatz, Pseudoarthrose („non-union") Brüche, Gesichtsrekonstruktionen und spinale Stabilisierung umfassen können. Zusätzlich wird angenommen, dass das vorliegende Verfahren und das Instrumentarium Anwendung finden kann, sowohl in offenen als auch bei minimal invasiven Verfahren, welche endoskopische und arthroskopische Verfahren umfassen, wobei der Zugang zum Operationsort durch einen Kanal oder kleinen Einschnitt erreicht wird.
Die folgende Beschreibung umfasst eine Beschreibung des Fusionsimplantats, welches für die Durchführung einer spinalen Fusion eingesetzt wird, gefolgt von einer Beschreibung des bevorzugten Verfahrens für die spinale Fusion in Übereinstimmung mit der vorliegenden Beschreibung.
In der nun folgenden Beschreibung bezeichnet der Begriff "proximal" wie in üblicher Weise den Abschnitt der Struktur, welche dem Chirurgen näher liegt, während der Begriff "distal" auf den Abschnitt hinweist, der weiter vom Chirurgen entfernt ist.
Fusionsimplantat
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, bei denen gleiche Bezugszeichen ähnliche oder gleiche Elemente über die verschiedenen Ansichten hinaus bezeichnen, zeigen 3 bis 5 in der Perspektive das Fusionsimplantat nach der vorliegenden Offenbarung. Das Fusionsimplantat 100 wird als ein selbstdrehendes Implantat angesehen, das heisst das Implantat ist dafür vorgesehen, in eine vorgeformte Bohrung in benachbarten Knochenstrukturen einge setzt zu werden, das heisst benachbarte Wirbel, ohne dass vor der Einsetzung ein Innengewinde in den Knochenstrukturen geschnitten werden muss, und ist vorzugsweise für lumbare Wirbel konfiguriert. Das Fusionsimplantat 100 umfasst einen länglichen Implantatskörper 102 und eine Endkappe 104, die auf dem Implantatskörper 102 befestigt ist. Der Implantatskörper 102 wird vorzugsweise aus einem geeigneten biokompatiblen steifen Material wie Titan und/oder Titanlegierungen, rostfreiem Stahl, keramischen Materialien oder starren polymerischen Materialien hergestellt. Der Implantatskörper 102 ist ausreichend stark, um mindestens teilweise die Stützfunktion einer Zwischenwirbelscheibe zu übernehmen, das heisst um benachbarte Wirbel in einer gewünschten räumlich getrennten Beziehung zu halten, während der Heilung und der Fusion, und ist strategisch so dimensioniert, um den Zwischenwirbelraum zu überspannen, so dass für den Einsatz nur ein Implantat (im Gegensatz zu zwei, wie es üblich ist) erforderlich ist. Das Implantat 100 ist vorzugsweise in verschiedenen Längen vorgesehen, wie 24 mm, 26 mm und 28 mm, um einige Beispiele zu nennen.
Wie es am besten aus den 5 bis 7B zu ersehen ist, ist der Implantatskörper 102 im Allgemeinen in einer elliptischen Konfiguration vorliegend, welche eine Hauptachse "A" definiert, die grösser ist als eine Nebenachse "b" (5). Diese Konfiguration liefert einen grösseren Oberflächenbereich des Implantats, so dass der kontaktierende Eingriff vereinfacht wird und die Stützung des Implantats mit in den benachbarten Wirbeln verbessert wird. Insbesondere, und wie es im folgenden im grösseren Detail beschrieben wird, ist die grössere Hauptachse "A" in der eingesetzten Position des Fusionsimplantats 100 im Allgemeinen parallel in Bezug auf die Wirbelendflächen der benachbarten Wirbel, so dass der Hauptbogen oder die äussere Oberfläche des Implantatskörpers 102 in Kontakt mit den Wirbelendflächen steht.
Die ovale oder elliptische Ausbildung und Dimensionen ermöglichen es, nur ein Implantat anstelle von zwei Implantaten nach dem Stand der Technik zu benutzen. Die elliptische Konfiguration des Implantatskörpers 102 minimiert auch die Tendenz des eingesetzten Implantats 100 aus der vorbereiteten Bohrung herauszugleiten. Der Implantatskörper 102 umfasst eine äussere Wand 106, die einen inneren Hohlraum 108, welcher im Inneren des Implantatskörpers 102 vorgesehen ist, umschliesst. Der innere Hohlraum 108 nimmt das Knochenwachstum induzierende Substanzen auf, welche den Fusionsprozess vereinfachen.
Bei einem bevorzugtem Ausführungsbeispiel ist der Durchmesser des Implantats 102 entlang seiner grossen Achse vorzugsweise im Bereich zwischen 16 mm und 20 mm und vorzugsweise um 19 mm. Der Durchmesser entlang der kleinen Achse liegt vorzugsweise zwischen 14 mm und ungefähr 17 mm und vorzugsweise bei 16 mm. Andere Dimensionen sind auch möglich.
Unter Bezugnahme auf die 8 bis 10B und insbesondere im Zusammenhang mit 5 hat die äussere Wand 106 ein externes Gewinde, welches als Teil der äusseren Oberfläche ausgebildet ist. Die äussere gewindete Konfiguration umfasst ein kontinuierliches Schraubengewinde 110, welches das Vorschieben des Implantatskörpers 102 in einen vorgeformten Kanal unterstützt, welcher in den benachbarten wirbeln vorgesehen ist. Das Gewinde 110 ist, wie dargestellt, mit einer Winkelfläche auf der Rückseite und einem scharfen Ende zu der Vorderseite hin versehen, um einen Austrieb zur Vorderseite hin zu vermeiden. Das Gewinde 110 ist vorzugsweise ein selbstschneidendes Gewinde, das heisst die Gewindedrehungen sind fähig, Knochenmaterial während des Vorschiebens in den vorgeformten Kanal zu entgraten. Alternativ kann das Gewinde vor dem Einsatz des Implantats im Knochen geschnitten werden.
Eine Vielzahl von Öffnungen 112 erstrecken sich durch die äussere Wand 106 des Implantatskörpers 102. Öffnungen 112 werden vorzugsweise durch Ausräumnuten in der inneren Oberfläche des inneren Hohlraums 108 ausgebildet. Die Wirkung von einer solchen Ausräumnuten ist es, Material aus den Tälern zwischen den Gewindegängen 110 zu entfernen, um so die Öffnungen 112 zu definieren. Die Vorteile einer solchen Anordnung sind in dem US-Patent US 4,961,740 beschrieben und umfassen sofortigen Knochen-zu-Knochen Kontakt zwischen den Wirbelkörpern oder Knochenstrukturen und den knocheninduzierenden Substanzen, die in dem inneren Hohlraum 108 des Implantatskörpers 102 angeordnet sind. Öffnungen 112 sind vorzugsweise in gleicher Dimension, obwohl es möglich ist, dass die Dimensionen der Öffnungen variieren können, um einen grösseren oder geringeren Knochen-zu-Knochen Kontakt zu erreichen, wie es jeweils gewünscht wird.
Wie es am besten in den 10A bis 10B zu sehen ist, sind Öffnungen 112 über eine transversale Achse oder kleinen oder Nebenachse "b" verteilt, sowohl an dem oberen als auch an dem unteren Ende der Achse. Daher kommen die Öffnungen 112 in Kontakt mit den oberen und unteren Wirbelknochenstrukturen, um das Knochenwachstum durch den Implantatskörper 102 von den Wirbelknochenstrukturen zu ermutigen. Die seitlichen Abschnitte des Implantatskörpers 102, die sich entlang der Hauptachse "a" ausgeformt haben, haben keine Öffnungen, um ein Wachstum von Scheibenmaterial zu vermeiden, welches mit dem Knochenfusionsprozess in Wechselwirkung treten könnten.
Unter Bezugnahme auf die 6 bis 7A und 11 ist der Eingangs- oder führende Endabschnitt (distal) 114 des Implantatskörpers 102 vorzugsweise abgerundet, das heisst im Allgemeinen kreisförmig in seinem Durchmesser, wie dies am besten in der 11 dargestellt ist und eine geschlossene gerundete Eingangsendfläche 116 definiert. Dies vereinfacht die Einführung. Die Endoberfläche 116 umfasst eine Vielzahl von Riefen oder Reliefnuten 118, die in der Oberfläche ausgebildet sind. (vier sind dargestellt). Die Riefen 118 unterstützen bei der Einführung des Fusionsimplantats 100 in den Zwischenwirbelraum durch Auffangen von Knochenmaterial, welches während des selbstschneidenden Prozesses abgeschabt wird. Bei einem bevorzugtem Ausführungsbeispiel treffen die Riefen 118 in einem zentralen Punkt der longitudinalen Achse auf dem Eingangsende der Oberfläche 116 und erstrecken sich proximal zu mindestens einem ersten Gewindegang auf dem Implantatskörper 102. Die Riefenabschnitte, die auf dem Gewinde 110 ausgebildet sind, werden durch Abschnitte 120 definiert, die aus dem Gewinde entfernt worden sind (siehe auch 5). Diese Anordnung gestattet eine adäquate Entlastung zum Zwecke des Selbstschneidens des Implantats 100 in dem Zwischenwirbelraum. Es wird auch angedacht, dass die Riefen tiefer laufen können und sich von dem führenden Ende 114 bis zur Endkappe 104 erstrecken oder bis zu einer intermediären Position zwischen der Endkappe 104 und dem führenden Ende 114.
Unter Bezugnahme auf die 5 und 7B weist der zurückhängende abfallende Endabschnitt 122 des Implantatskörpers 102 eine im wesentlichen ringförmige Ausnehmung 124 auf, die die Endkappe 104 aufnimmt. Ein Innengewinde 126 ist benachbart zu der ringförmigen Ausnehmung 124 angeordnet und wirkt mit dem äusseren Gewinde 128 auf der Peripherie der Endkappe 104, um die Endkappe mit dem Implantatskörper 102 zu verbinden. Der zurückhängende Endabschnitt 122 umfasst auch ein Paar von diametral entgegengesetzten Einschnitten 130. Die Einschnitte 130 sind so dimensioniert, um durch entsprechende Strukturen eines Einfügungswerkzeuges ergriffen zu werden, welches eingesetzt wird, um das Implantat in die Wirbelsäule einzusetzen. Die Endkappe 104 umfasst allgemein eine zentrale gewindete Öffnung 132, die sich in schraubender Weise in die entsprechende Struktur des Einführungsapparates einsetzen lässt, um das Montieren der Kappe 104 auf dem Implantatskörper 102 zu unterstützen.
Instrumentationskit
Unter Bezugnahme auf die 12 wird ein bevorzugtes Instrumentationskit zum Einfügen eines spinalen Implantats 100 in den Zwischenwirbelraum dargestellt. Das Instrumentationskit 200 umfasst einen chirurgischen Retraktor 102, ein Bohrinstrument 204 und ein Einführungsinstrument 206. Es ist auch im Kit 200 ein T-förmiger Handgriff 208 vorgesehen und er wird eingesetzt, um das Bohrinstrument 204 und das Einführungsinstrument 206 zu betätigen.
Der chirurgische Retraktor 202 ist der dem gleichen Anmelder zuzuschreibenden US-Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 08/615,379 vom 14. März 1996 beschrieben. Der Retraktor 202 ist so ausgestaltet, um benachbarte Wirbelkörper auseinander zu spreizen, um die Einführung und die Anwendung eines Implantats zu vereinfachen, um ein Kanal zur Einführung der Instrumente zu liefern und um eine richtige Ausrichtung des Instrumentariums und eine genaue Einführung des Implantats zu gewährleisten. Der Retraktor 202 umfasst eine Hülse 210 mit einem vergrösserten Kopf 212 an dem proximalen Ende der Hülse 210. Die Hülse 210 umfasst erste und zweite einander gegenüberliegende Retraktorarme 214, die erste und zweite parallele die Wirbel unterstützenden Oberflächen 216, 218 aufweisen.
Das Bohrinstrument 204 ist auch in der '379-Anmeldung beschrieben. Das Bohrinstrument 204 umfasst einen Bohrschaft 220, einen Erweiterungsschaft 222 und eine Bohrspitze 224, die am distalen Ende des Bohrschafts angeordnet ist. Der T-Handgriff 208 ist auf dem proximalen Endabschnitt des Bohrinstruments 204 angeordnet. Der Erweiterungsschaft 222 hat erste und zweite Kragen 226, 228, die miteinander wirken, um die Tiefe des Eindringens des Bohrschafts 220 in die benachbarten Wirbel zu steuern.
Das Einführungsinstrument 206 ist in der dem gleichen Anmelder zuzuschreibenden US-Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 08/616,120 vom 14. März 1996 beschrieben. Das Einführungsinstrument 206 umfasst in das Implantat eingreifende Strukturen 130 an seinem distalen Ende, welche entsprechend konfiguriert sind, um das Implantat 100, wie es nachstehend beschrieben werden wird, einzusetzen und freizugeben. Ein Paar von Steuerrädern 232, 234 dienen dazu, die Betätigen des Einführungsinstrumentes 206 zu steuern, um damit den Aufbau und die Freigabe des Implantats in dem Zwischenwirbelraum zu steuern.
Einführung des Fusionsimplantats mit dem Instrumentationskit
Die Einführung des Fusionsimplantats 100 mit dem Instrumentationskit 200 in einen Zwischenwirbelraum, der zwischen benachbarten lumbaren Wirbeln definiert ist, wird nun beschrieben. Die nachfolgende Beschreibung diskutiert insbesondere den Zusammenhang mit einem offenen antero-lateralen Zugang für die spinale Fusionsimplantatseinführung. Es ist jedoch festzuhalten, dass auch andere Ansätze, wie ein posteriorer, ein direkt anteriorer und andere eingesetzt werden könnten. Auch wäre der Einsatz von laparoskopischen Techniken möglich.
Unter Bezugnahme auf die 13 wird der Zwischenwirbelraum in "i" angegangen unter Einsatz eines geeigneten Retraktors, um die anteriore Wirbeloberfläche freizulegen. Danach wird der Retraktor 202 in den Zwischenwirbelraum "i" von einer antero-lateralen oder schrägen Seite in Bezug auf die Wirbelsäulenteile 216, 218 eingeführt, wie dies in der 13 dargestellt ist. Ein sol cher Zugang weist die Vorteile in Bezug auf das Vermeiden von einem Einwirken auf die grossen Blutgefässe "g" (13) und dem Begrenzen des Eindringens in das anteriore longitudinale Ligament "1". Der Retraktor kann eingesetzt werden, indem eine Eindruckkappe am proximalen Ende aufgesetzt wird und der Retraktor in den Zwischenwirbelraum eingeführt wird.
Die 14 zeigt den Retraktor 202, der im Zwischenwirbelraum "i" angeordnet ist, wobei die Retraktorarme 214 derart angeordnet sind, dass die ersten und zweiten Stützoberflächen 216, 218 von jedem Retraktorarm 214 in jeweils gegenüberliegende Wirbelkörper "V₁, v₂" eingreifen. Bei Einführung der Retraktorarme 214 werden die Wirbelkörper "V₁, V₂" gespreizt, wobei die Retraktorarme fest in dem Zwischenwirbelraum "i" eingesetzt werden.
Unter Bezugnahme auf die 15 wird nun das Bohrinstrument 204 eingesetzt, um den Scheibenzwischenraum und die Wirbelendplatten für eine Einführung des Fusionsimplantats vorzubereiten. Die Schneidetiefe des Bohrinstrumentes 204 wird wie gewünscht eingestellt (das heisst um der Länge des Fusionsimplantates zu entsprechen) durch Einstellen der Kragen 226, 228. Mit dem T-Handgriff 208, welcher an dem Bohrinstrument 204 befestigt ist, wird das Instrument in den Retraktor 202 eingeführt und bis zum Kontakt der anterioren Oberfläche der Wirbelkörper "V₁, V₂" vorgeschoben. Das Bohrinstrument 204 wird in den Zwischenwirbelraum "i" durch Drehen des T-Handgriffs 208 vorgeführt, um die weichen Gewebe zu scheren und den Knochen der benachbarten Wirbel "V₁, V₂" zu schneiden, um damit ein Bohrloch zu bilden, welches sich in die benachbarten Wirbel "V₁, V₂" erstreckt.
Nachfolgend des Bohrvorganges wird das Fusionsimplantat mit Knochenwachstum induzierenden Substanzen "b" wie nach dem Stand der Technik gefüllt und die Endkappe wird in die Ausnehmung 124 des Implantatskörpers 102 entweder durch Handbetätigung, mit einem Steckschlüssel oder mit einem Instrument 206 eingeschraubt, wie es in der 16A dargestellt ist. Insbesondere zeigt die 16A, dass die Endkappe 104 auf einer Montageschraube 232 des Einführungsinstrumentes 206 aufgeschraubt und dann in die Ausnehmung 124 des Implantatskörpers 102 durch Drehung des Rades 232 eingeschraubt werden kann. Das Fusionsimplantat 100 wird dann auf das Einführungsinstrument 206 durch Positionieren von distalen Reitern 234 des Einführungsinstrumentes 206 in entsprechend dimensionierten Ausnahmen 128 der Endkappe 104 montiert (5). 16 zeigt das Fusionsimplantat 100, welches im Einführungsinstrument 206 eingesetzt ist. Weitere Details des Einsetzens des Implantats auf und in das Einführungsinstrument 206 können durch Bezugnahme auf die '120-Anmeldung gefunden werden.
Unter Bezugnahme auf die 17 wird das Einführungsinstrument 206 und das damit verbundene Implantat 100 in den Retraktor 204 eingeführt und bis zu einer Position vorgeführt, welche benachbart zu den Wirbelkörpern "V₁, V₂" sitzt. Danach wird das Einführungsinstrument 206 über einen T-förmigen Handgriff 202 gedreht, welcher an dem Instrument 206 befestigt ist, um damit eine entsprechende Drehung des Fusionsimplantats zu bewirken. Wenn das Fusionsimplantat 100 sich dreht, beisst das Gewinde 110 des Implantatskörpers 102 in die Wirbelkörper "V₁, V₂". Die weiterführende Drehung des Einführungswerkzeuges 206 führt dazu, dass das Implantat durch die in der 18 dargestellten Positionen in die Position bewegt wird, welche in der 19 dargestellt ist, um dann innerhalb der vorgeformten Bohrung ein selbstschneidendes Gewinde zu erzeugen. Das Implantat 100 wird aus seiner Befestigung mit dem Einführungswerkzeug 206 gelöst und das Instrument 206 und der Retraktor 204 werden aus dem Scheibenbereich entfernt.
Die 20 bis 22 beschreiben ein Fusionsimplantat 100, welches in dem Zwischenwirbelraum "i" eingesetzt ist. Wie dargestellt, bildet das Fusionsimplantat 100 eine Abstützung über den Zwischenwirbelraum "i", um die benachbarten Wirbel "V₁, V₂" in einer geeigneten getrennten Beziehung während des Fusionsprozesses zu halten. Das Implantat ist daher vorzugsweise in einem Winkel zwischen ungefähr 15 bis ungefähr 45 Grad und in bevorzugter weise bei ungefähr 30 Grad in Bezug auf die longitudinale Achse der Wirbelsäule und auf der rechten Seite der grossen Blutgefässe in einer anterioren Sicht einzusetzen. Wie es auch gezeigt worden ist, liegt bei der eingesetzten Position des Implantats 100 die Hauptachse "a" in allgemein paralleler Beziehung zu den Wirbelendplatten, die somit den grösseren Bogen oder Oberflächenbereich des Implantatskörpers 102 darstellen, um die benachbarten Wirbel zu kontaktieren und zu stützen. Über eine Zeitdauer kommuniziert das benachbarte Wirbelgewebe durch Öffnungen 112 mit den das Knochenwachstum induzierenden Substanzen "b" innerhalb des inneren Hohlraums 108 des Implantats, um eine feste Fusion auszubilden. Somit ist nur ein einziges Implantat erforderlich, im Gegensatz zu zwei Implantaten, wie nach dem Stand der Technik, wie dies in der 2 dargestellt ist. Die Implantation der Implantate M1, M2 nach 2 erfordert eine grössere Manipulation aufgrund der Anwesenheit der grossen Blutgefässe "g" und erfordern ein erhöhtes Eindringen in das anteriore longitudinale Ligament "l".
Die 23 zeigt beispielhaft ein unterschiedlich grosses Fusionsimplantat 100', welches in dem Zwischenwirbelraum positioniert ist. Der Käfig füllt einen grösseren Abschnitt des Scheibenraumes.
Alternatives Instrumentationskit
24 zeigt in perspektivischer Darstellung ein anderes Operationssystem oder Kit, welches insbesondere für die Vereinfachung der Einführung des Fusionsimplantates nach den 3 bis 11 innerhalb des Zwischenwirbelraums vorgesehen ist, welcher zwischen benachbarten Wirbeln besteht. Das System 500 umfasst im Allgemeinen zwei chirurgische Instrumente, nämlich den Retraktor 1000 und das Bohrinstrument 2000, welches innerhalb des Retraktors 1000 positionierbar ist.
Unter Bezugnahme auf die 25 bis 27 und zusammen mit 24 zeigt der Retraktor 1000 eine umfassende längliche Retraktorhülse 1020, die eine longitudinale Achse "a" definiert und eine longitudinale Öffnung oder Durchgangsweg 1040 aufweist, welcher sich durch sie hindurch erstreckt. Die Retraktorhülse 1020 umfasst erste und zweite einander gegenüberliegende Schienen 1060, die sich longitudinal entlang der äusseren Oberfläche der Retraktorhülse 1020 erstreckten. Jede Schiene 1060 hat eine longitudinale Öffnung 1080. Ein Ankerelement 1100 hat innerhalb der Öffnung 1080 jeder Schiene 1060 angeordnet. Das Ankerelement 1100 ist vorgesehen, um in positiver Weise den Retraktor 1000 mit der Knochenstruktur zu fixieren, beispielsweise bei benachbarten Wirbeln. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Ankerelement 1100 die Gestalt einer länglichen Schraube, wie dargestellt, auf und umfasst ein distales Schraubgewinde 1120, welches in vorteilhafter Weise so ausgestaltet ist, um innerhalb von Knochengewebe einzudringen und dort befestigt zu werden. Das proximale Ende des Ankerelements 1100 umfasst eine Struktur, wie beispielsweise einen Kreuzschlitz-Kopf 1140, in den durch ein Antriebselement eingegriffen wird, beispielsweise einen Kreuzschlitz-Schraubenzieher oder ähnliches, um das Ankerelement 1100 in üblicher Weise zu drehen und vorzuschieben. Wie es in der 26 dargestellt ist, ist jedes Ankerelement 1100 proximal durch eine Springfeder 1160 vorgespannt, wobei das distale Schraubengewinde 1120 innerhalb der Öffnung 1060 der Schiene 1060 in der nicht vorgeschobenen Position des Ankerelements 1100 angeordnet ist. Das Ankerelement 1100 wird innerhalb jeder Schiene 1060 durch die Lippe 1180 zurückgehalten, die sich durch die Öffnung 1080 von jeder Schiene 1060 erstreckt und in die proximale Kante des Ankerelements eingreift (26A), womit verhindert wird, dass das Ankerelement 1100 das proximale Ende der Retraktorhülse 1020 verlässt.
Das Ankerelement 1100 besteht somit aus "Ankermitteln", um in positiver Weise den chirurgischen Retraktor 1000 mit den benachbarten Wirbeln zu befestigen. Andere Formen der Ankermittel sind auch angedacht, wie Stifte, Hefter, Clips, Klammern, etc., die von der proximalen Anordnung der Retraktorhülse 1020 angetrieben werden können. Zusätzliche Arten von "Ankermitteln" können Nähfäden, Bänder, Klemmen, etc. umfassen.
Unter Bezugnahme auf die 25 bis 27 umfasst der Retraktor 1000 erste und zweite einander gegenüberliegende Retraktorarme 1200, die sich von dem distalen Ende der Retraktorhülse 1020 aus erstrecken. Jeder Retraktorarm 1200 weist erste und zweite Unterstützungsflächen 1200a, 1200b (26) auf, die sich im Allgemeinen in paralleler Beziehung zueinander erstrecken und vorzugsweise entlang der longitudinalen Achse der Retraktorhülse 1020. Die Höhe "h" von jedem Arm (das heisst der Abstand zwischen unterstützenden Oberflächen 1200a, 1200b) entspricht der Höhe des Raumes zwischen benachbarten Knochenstrukturen, die zu spreizen sind. Beispielsweise kann in einer spinalen Implantatsanwendung die Höhe "h" von jedem Arm im Bereich von 0,71 cm (0,28 Zoll) bis 0,89 cm (0,35 Zoll) bewegen. Jeder Arm 1200 umfasst weiterhin sich verjüngende Endabschnitte 1220, die eine im allgemeinen V-förmige Konfiguration definieren. Die Endabschnitte 1220 vereinfachen die Einführung der Retraktorarme 1200 an den Operationsort, beispielsweise durch die Zwischenwirbelräume.
Das proximale Ende der Retraktorhülse 1020 definiert eine innere gewindete Bohrung 1240. Die gewindete Bohrung 1240 hilft, die Translation des chirurgischen Bohrwerkzeuges 2000 durch die Retraktorhülse 1020 zu bewirken, wie dies später diskutiert werden wird. Der Retraktor 1000 umfasst weiterhin erste und zweite innere longitudinale Ausnehmungen 1260, die sich jeweils von dem proximalen Ende der Retraktorhülse 1020 bis zu einem Zwischenpunkt der Retraktorarme 1200 erstrecken. Die ersten und zweiten longitudinalen Ausnehmungen 1260 haben die Funktion, die richtige Ausrichtung des chirurgischen Bohrinstruments 2000 beizubehalten, welches in den Retraktor 1000 eingeführt ist, wie dies aus der nun folgenden Beschreibung erkennbar werden wird.
Unter Bezugnahme auf die 28 bis 30 und im Zusammenhang mit der 24 wird nun das chirurgische Bohrinstrument 2000 des Systems 100 weiter diskutiert. Das Bohrinstrument 2000 ist vorteilhafterweise so ausgestaltet, um eine elliptisch ausgeformte Bohrung in den benachbarten Wirbeln auszubilden, um das elliptische Implantat aufzunehmen. Es ist klar, dass der Bohrer auch ausgestaltet werden kann, um anders geformte Bohrlöcher auszubilden. Das Bohrinstrument 2000 umfasst einen Bohrschaft 2020, eine Bohrspitze 2040, die mit dem Bohrschaft 2020 verbunden ist und sich distal von diesem erstreckt, und eine Erweiterungshülse 2060, die an dem distalen Ende des Bohrschafts 2020 befestigt ist. Bei einer bevorzugten Anordnung, die im Detail in der 29 dargestellt ist, umfasst der Bohrschaft 2020 eine innen gewindete Ausnehmung 2080, die in gewindeter Weise in den aussen gewindeten Abschnitt 2100 der Bohrspitze 2040 eingreift, um die Komponenten miteinander zu verbinden. Mit dieser Anordnung bewirkt die Drehbewegung des Bohrschaftes 2020 eine entsprechende Drehbewegung der Bohrspitze 2040. Die Bohrspitze 2040 definiert distale Schneidkanten 2040a, die im Allgemeinen eine runde Bohrung in den Knochenstrukturen ausbilden.
Die Erweiterungshülse 2060 wird auf den Bohrschaft 2020 befestigt, um eine relative Drehbewegung der zwei Komponenten miteinander zu gestatten. Bei einer bevorzugten Anordnung umfasst der Bohrschaft 2020 eine umfangsweise angeordnete Befestigungsausnehmung 2120, die eine entsprechend am Kreisumfang angeordnete Befestigungslippe 2140 der Erstreckungshülse 2060 in gleitender Weise aufnimmt, um eine Drehbewegung des Bohrschaftes 2020 und damit eine Drehbewegung der Bohrspitze 2040 innerhalb der Erstreckungshülse 2060 zu gestatten. Die Erstreckungshülse 2060 definiert weiterhin erste und zweite axiale Nasen 2160, die auf der äusseren Oberfläche der Erstreckungshülse 2060 in diametraler Anordnung angeordnet sind. Die axialen Nasen 2160 sind in longitudinalen Ausnehmungen 1260 (25) innerhalb des Inneren der Hülse 2060 aufgenommen, um in drehbarer Weise die Erstreckungshülse 2060 in dem Retraktor 1000 festzusetzen.
Die Erstreckungshülse 2060 definiert weiterhin einander gegenüberliegende Schneidarme 2180 an ihrem distalen Ende. Die Schneidarme 2180 definieren distale Schneidoberflächen 2180a, die in vorteilhafter Weise so ausgestaltet sind, um Knochengewebe bei einem Vortrieb des Bohrinstrumentes 2000 in das Gewebe zu schneiden oder zu scheren. Die Schneidoberflächen 2180 sind vorzugsweise im Querschnitt gebogen, wie es am besten in der 30 dargestellt ist. Wie es im Folgenden anerkannt werden wird, bilden die Schneidoberflächen 2180a in Kombination mit der Bohrspitze 2020 eine allgemeine elliptische Bohrung in dem Knochengewebe aus. Insbesondere bildet die Bohrspitze 2020 durch eine Bohrwirkung ein kreisförmiges Loch, während die Schneidflächen 2180a durch eine Scherwirkung oder Abmeisselwirkung diametral gegenüberliegende gebogene Abschnitte benachbart der Kreisboh rung herauslösen, um damit eine elliptische Konfiguration der ausgebildeten Bohrung in dem Gewebeabschnitt zu schaffen.
Unter Bezugnahme auf die 28 bis 30 umfasst der Bohrschaft 2020 weiterhin einen stationären Kragen 2200 und erste und zweite bewegliche Krägen 2220, 2240, die benachbart im stationären Kragen 2200 angeordnet sind. Die beweglichen Kragen 2220, 2240 werden in gewindeter Weise auf dem Gewindeabschnitt 2260 montiert und sind jeweils auf dem Gewindeabschnitt 2260 zwischen einer proximalsten Position benachbart dem stationären Kragen 2200 und einem distalsten Abschnitt entfernt von dem Kragen 2200 beweglich. Der erste Kragen 2220 dient als Positionierkragen, das heisst durch Einstellung der Position des ersten Kragens 2220 auf dem gewindeten Abschnitt 2260 wird die Tiefe des Eindringens des Bohrschaftes 2020 in die Knochenstrukturen eingestellt. Der zweite Kragen 2240 dient als verriegelnder Kragen, um den ersten Kragen 2220 in selektiver Weise an einem bestimmten Ort auf dem gewindeten Abschnitt 2260 festzusetzen.
Der Bohrschaft 2020 umfasst weiterhin einen dazwischenliegenden äusseren Gewindeabschnitt 2280, der um den Mittelpunkt des Bohrschaftes 2020 angeordnet ist, um bei einer Verschiebebewegung des Bohrschaftes 2020 innerhalb des Retraktors 1000 zur Verfügung zu stehen. Insbesondere greift der gewindete Abschnitt 2280 in kooperativer Weise und im Gewindeeingriff in die innere gewindete Bohrung 1240 ein, die innerhalb der Retraktorhülse 1020 angeordnet ist. Demgemäss bewirkt eine Drehung des Bohrschaftes 2020, dass der Bohrschaft 2020 in longitudinaler Weise in dem Retraktor 1000 verschoben wird. Das proximale Ende des Bohrschaftes 2020 umfasst eine Befestigungsstruktur 2300, beispielsweise einen hexagonal geformten Kopf, der mit entsprechenden Strukturen eines T-förmigen Handgriffs zusammenwirkt (weiter zu beschreiben) um die Betätigung des Bohrinstrumentes zu unter stützen.
Die 24A illustriert einen Typ von Einführungsinstrument 4000, welches benutzt wird, um das Implantat 100 in den Zwischenwirbelraum einzuführen und ein T-förmiger Handgriff 5000, der benutzt wird, um das Einführungsinstrument 4000 und das Bohrinstrument 2000 zu betätigen. Das Einführungsinstrument 4000 ist in der demselben Anmelder zugeschriebene US-Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 08/616,120 offenbart, welche am 14. März 1996 eingereicht worden ist. Das Einführungsinstrument 4000 umfasst in das Implantat eingreifende Strukturen 4020 an seinem distalen Ende, welche in entsprechender Konfiguration aufgebaut sind und das Implantat 100 lösen, wie dies im Nachhinein erläutert wird. Ein Paar von Steuerrädern 4040, 4060 dient zur Steuerung der Betätigung des Einführungsinstrumentes 4000, wobei das Aufbauen und Lösen des Implantats innerhalb des Zwischenwirbelraums gesteuert wird. Der T-förmige Handgriff 5000 ist am proximalen Ende des Bohrinstrumentes 2000 und an dem proximalen Ende des Einführungsinstrumentes 4000 montierbar. Der Handgriff 5000 umfasst sechseckige Ausnehmungen 5020. Weitere Details des Instruments 4000 und des Handgriffs 5000 können in der '120-Anmeldung durch Referenz aufgefunden werden.
Verwendung des Systems zur Einführung des Fusionsimplantates
Die Verwendung des Systems 500 zur Einführung des Fusionsimplantates 100 in einen Zwischenwirbelraum, der zwischen benachbarten lumbaren Wirbeln definiert ist, wird nun beschrieben. Die nachfolgende Beschreibung wird insbesondere in Bezug auf eine offene antero-laterale Verwendung bei der spinalen Fusionsimplantateinführung diskutiert. Es wird jedoch festgehalten, dass auch andere Vorgehensweisen, wie die posteriore, die direkt anteriore etc. eingesetzt werden können. Laparoskopische Ansätze sind ebenfalls angedacht.
Unter Bezugnahem auf die 31 und 32 wird der gewünschte Zwischenwirbelraum "i" zwischen benachbarten Wirbeln "v₁, v₂" durch Einsatz von geeigneten Retraktoren angegangen, um die anterioren Wirbeloberflächen freizulegen. Danach wird der Retraktor 1000 in den Zwischenwirbelraum "i" von einer anterolateralen oder geneigten Seite mit Bezug auf die Wirbelsäulen "v₁, v₂", wie in der 32 beschrieben, angegangen. Ein solcher Versuch liefert Vorteile in Bezug auf das Vermeiden von einer Einwirkung auf die grossen Blutgefässe "g", das Begrenzen des Eindringens in das anteriore longitudinale Ligament "1" und das Minimieren der Resektion bei dem Psoas-Muskel. Der Retraktor 1000 kann eingeführt werden, in dem das proximale Ende des Retraktors aufgesetzt wird, um den Retraktor in den Zwischenwirbelraum vorzutreiben.
Die 33 beschreibt einen Retraktor 1000, der innerhalb des Zwischenwirbelraumes "i" mit den Retraktorarmen 1200 so angeordnet ist, dass die ersten und zweiten Stützoberflächen 1200a und 1200b von jedem Retraktorarm 1200 jeweils in entgegengesetzte Wirbelkörper "v₁, v₂" eingreifen. Bei Einführen der Retraktorarme 1200 werden die Wirbelkörper "v₁, v₂" auseinander gespreizt, wobei die Retraktorarme in fester Weise in dem Zwischenwirbelraum "i" festgesetzt werden. Wie oben beschrieben, werden bei Einführung des Retraktorarmes 1200 die Wirbel "v₁, v₂" in eine gewünschte operative Position gebracht. Wie in der 34 dargestellt, werden dann Ankerelemente 1100 innerhalb ihrer jeweiligen Öffnungen 1080 der Schienen 1060 vorgeschoben und mit den Wirbeln "v₁, v₂" befestigt, mit dem Werkzeug eines Befestigungswerkzeuges 6000, das heisst eines länglichen Werkzeugdrehers oder ähnlichem, wobei das distale Schraubengewinde 1120 als ein Ankerelement in das Wirbelgewebe eingreift. Im Ergebnis wird der Retraktor 1000 in positiver Weise mit der Wirbelsäule verbunden.
Unter Bezugnahme auf die 35 wird nun das Bohrinstrument 2000 eingesetzt, um den Scheibenraum und die Wirbelendplatten für die Einführung des Fusionsimplantats vorzubereiten. Die Schnitttiefe des Bohrinstrumentes 2000 ist im Allgemeinen nach unten angepasst worden (das heisst um der Länge des Fusionsimplantates zu genügen), in dem die Krägen 2220, 2240 des Bohrinstrumentes 2000 eingestellt werden. Insbesondere wird der Kragen 2220 in die gewünschte Position auf dem gewindetem Abschnitt 2260 auf dem Bohrschaft 2020 bewegt und der Verschlusskragen 2240 wird benachbart zu dem Kragen 2220 bewegt, um den Kragen 2220 an der Position zu befestigen. Mit dem T-Handgriff 5000, der mit dem Bohrinstrument 2000 montiert ist, in dem die entsprechende Aufnahme des Sechseckkopfbefestigungsstruktur 2300 innerhalb der Sechseckkopfbohrung 5020 des Handgriffs 5000 entspricht, wird das Instrument in die Reaktorhülse 1020 eingeführt wird. Vorzugsweise wird das Bohrinstrument 2000 in die Retraktorhülse 1020 eingeführt, wobei axiale Nasen 2160 auf der äusseren Oberfläche der Retraktorhülse 2060 innerhalb der inneren Ausnehmungen 1260 aufgenommen werden, die die Länge der Retraktorhülse 1020 und der Retraktorarme 1200 verlängert. Der T-förmige Handgriff 5000 wird danach gedreht, was dazu führt, dass sich der Bohrschaft 2020 und die Bohrspitze 2040 drehen. Unter Bezugnahme auf die 36 und 36A, wenn der Bohrschaft 2020 sich dreht, wird er auch innerhalb der Retraktorhülse 1020 aufgrund des gewindeten Eingriffs mit dem gewindeten Abschnitt 2280 auf den Bohrschaft 2020 in dem inneren gewindeten Abschnitt 1240 der Retraktorhülse 1020 vorgeschoben, womit sich die Bohrspitze 2040 in benachbarte Wirbel "v₁, v₂" vorschiebt, um eine kreisförmige Bohrung in den Endplatten der benachbarten Wirbel auszubilden. Zusätzlich, wenn sich der Bohrschaft 2020 vorschiebt, treibt er auch die Erstreckungshülse 2060 distal in den benachbarten Wirbeln vor. Aufgrund des im Eingriffstehens der axialen Nasen 2160 und der longitudinalen Ausnehmungen 1260 bewegt sich die Erstreckungshülse 2060 vor, ohne zu rotieren, wobei die Schneidflächen 2180a an dem distalen Ende der Erstreckungshülse 2060 durch eine Scheraktion in die benachbarten Wirbel "v₁, v₂" eingreifen. Daher werden die Schneidoberflächen 2180a der Schneidarme 2180 in einem gewünschten Winkelorientierungszustand zu benachbarten Retraktorarmen 1200 gehalten. Die gebogene Orientierung der Schneidflächen 2180a der Erstreckungshülse 2060 in Kombination mit der Bohrspitze 2040 bildet eine im allgemeinen elliptische Öffnung in den benachbarten Wirbeln "v₁, v₂". Es wird festgehalten, dass das Bohrinstrument in der Retraktorhülse 1020 vorgeschoben wird, bis der Positionierkragen 2220 in das proximale Ende der Retraktorhülse eingreift, wie es in 36 dargestellt, wobei die Länge des Weges des Bohrinstrumentes, wie oben beschrieben, durch Einstellen der Krägen 2220, 2240.
Nachfolgend zum Bohrverfahren wird das Fusionsimplantat 100 mit das Knochenwachstum induzierende Substanzen gepackt, wie es im Stand der Technik üblich ist, und die Endkappe 104 wird in eine gewindete Ausnehmung des Implantatskörpers 102 eingeschraubt. Das Fusionsimplantat 100 wird dann auf dem Einführungsinstrument 4000 durch ein zusammenhängendes Eingreifen der Eingreifstruktur 4020 des Einführungsinstrumentes mit dem Implantat 100 wie oben beschrieben befestigt.
Unter Bezugnahme auf die 37 wird das Einführungsinstrument 4000 und das daran befestigte Implantat 100 innerhalb des Retraktors 1000 eingeführt und bis zu einer Position vorgeschoben, welche benachbart zu den Wirbelkörpern "v₁, v₂" ist. Danach wird das Einführungsinstrument 4000 über den T-förmigen Handgriff 5000 gedreht, welcher mit dem Instrument 4000 befestigt ist, so dass eine entsprechende Drehung des Fusionsimplantates 3000 bewirkt wird. Wenn sich das Fusionsimplantat 3000 dreht, dann beisst das Gewinde 3080 des Implantatskörpers 3020 in die Wirbelkörper "v₁, v₂". Eine weitergehende Drehung des Einführungswerkzeuges 4000 führt dazu, dass das Implantat 3000 sich selbst in die vorgeformte Bohrung einschneidet. Das Implantat 3000 wird von seiner Verbindung mit dem Einführungsinstrument 4000 entfernt und das Instrument 4000 und der Retraktor 1000 werden aus dem Scheibenbereich entfernt.
Die 38 und 39 zeigen das Fusionsimplantat 100, welches in den Zwischenwirbelraum "i" eingelassen ist. Wie dargestellt bildet das Fusionsimplantat 100 eine Abstützung über den Zwischenwirbelraum "i", um die benachbarten Winkel "v₁, v₂" während des Fusionsprozesses in geeignetem räumlichen Abstand zu halten. Das Implantat wird daher vorzugsweise in einem Winkel zwischen ungefähr 15 Grad und ungefähr 45 Grad eingesetzt und vorzugsweise um ungefähr 30 Grad zu der longitudinaler Achse der Wirbelsäule und auf der rechten Seite der grossen Blutgefässe in einer anterioren Sicht. Wie auch dargestellt, ist die Hauptachse "a" in der eingeführten Position des Implantats 100 in allgemein paralleler Ausrichtung mit den Wirbelendplatten und zeigen so einen grösseren Bogen oder Oberflächenbereich des Implantatskörpers 102 zum Kontakt und zur Stützung der benachbarten Wirbel. Über eine gewisse Zeitdauer kommunizieren die benachbarten Wirbelgewebe durch Öffnungen 112 mit den das Knochenwachstum induzierenden Substanzen innerhalb des inneren Hohlraums des Implantats 100, um eine feste Fusion auszubilden. Somit wird nur ein einziges Implantat erforderlich sein.
Während die oben beschriebene Beschreibung viele spezifische Ausführungen enthält, werden diese spezifischen Ausführungen nicht als begrenzende Elemente in Bezug auf den Schutzbereich der Offenbarung angesehen, sondern nur als Beispiel von bevorzugten Ausführungsbeispielen. Beispielsweise könnte das Fusions implantat 100, 100' auch für Thorax- oder zervikale Wirbel eingesetzt werden. Fachleute werden noch viele andere Möglichkeiten erkennen, die innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung und entsprechend den beigefügten Ansprüchen definiert sind.

Claims

System zum Bohren eines Loches in benachbarte Wirbel, um das Einsetzen eines Verbindungsimplantates zu vereinfachen, welches einen chirurgischen Retraktor (1000), der ein Hülsenelement (1020) aufweist, welches proximale und distale Endabschnitte aufweist und eine longitudinale Öffnung (1040) definiert, wobei der distale Endabschnitt so ausgestaltet ist, um mindestens teilweise in einen Zwischenwirbelraum zwischen benachbarten gegenüberliegenden Wirbeln eingeführt zu werden, um die benachbarten Wirbel zu spreizen, und ein Bohrinstrument (2000) umfasst, welches innerhalb der longitudinalen Öffnung (1040) des chirurgischen Retraktors (1000) positionierbar ist und ein Bohrelement umfasst, welches einen distalen Schneidkopf (2040) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenelement (1020) des chirurgischen Retraktors (1000) einen inneren Gewindeabschnitt (1240) umfasst und dass das Bohrinstrument (2000) einen äusseren Gewindeabschnitt (2280) umfasst, der mit dem inneren Gewindeabschnitt (1240) des Retraktors (1000) in Eingriff bringbar ist, wobei durch Rotation des Bohrinstrumentes (2000) ein distaler Versatz des Bohrinstrumentes (2000) relativ zu dem chirurgischen Retraktor (1000) bewirkt wird.
System nach Anspruch 1, bei dem der distale Endabschnitt (122) des Hülsenelementes (1020) des chirurgischen Retraktors (1000) zwei räumlich voneinander getrennte Retraktorarme (1200) umfasst, die erste und zweite Unterstützungsflächen aufweisen.
System nach Anspruch 1, bei dem das Bohrinstrument umfasst: – ein längliches Element, welches mindestens eine distale Schneidoberfläche definiert und – ein Bohrelement, welches innerhalb des länglichen Elementes angeordnet ist und einen distalen Schneidkopf aufweist, wobei das Bohrelement in drehbarer Weise innerhalb des länglichen Elementes bewegbar ist und in longitudinaler Weise mit dem länglichen Element verbunden ist, dass ein Vorschieben des Bohrelementes innerhalb der benachbarten Wirbel ein entsprechendes Vorrücken des länglichen Elementes derart bewirkt, dass die distale Schneidoberfläche und der distale Schneidkopf zusammenwirken, um eine Bohrung in dem benachbarten Wirbel zu bohren.
System nach Anspruch 3, bei dem der distale Endabschnitt des Hülsenelementes des chirurgischen Retraktors zwei räumlich voneinander getrennte Retraktorarme umfasst, die erste und zweite Unterstützungsflächen aufweisen.
System nach Anspruch 4, bei dem das längliche Element des Bohrinstrumentes erste und zweite diametral gegenüberliegende distale Schneidoberflächen umfasst.
System nach Anspruch 3, 4 oder 5, welches Ausrichtungsmittel zum Ausrichten und Halten des länglichen Elementes des Bohrinstrumentes in einer vorbestimmten Winkelausrichtung innerhalb des Hülsenelementes des chirurgischen Retraktors gewährleistet.
System nach Anspruch 6, bei dem das Ausrichtungsmittel mindestens eine Nut umfasst, die in dem Hülsenelement des chirurgischen Retraktors definiert ist, wobei die mindestens eine Nut so dimensioniert ist, um einen entsprechenden Wirbel des länglichen Elementes aufzunehmen.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche, welches mindestens ein Ankerelement umfasst, welches dem länglichen Ele ment zugeordnet ist und in relativer Weise zu dem länglichen Element beweglich ist, um das Befestigen an dem Wirbel zu vereinfachen.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem sich die longitudinale Öffnung des Hülsenelementes des chirurgischen Retraktors im Wesentlichen über die Länge des Hülsenelementes erstreckt.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche 3, 4, 5, 6 oder 7, bei dem das Bohrelement einen distalen Schneidkopf umfasst, wobei das Bohrelement in operativer Weise mit dem länglichen Element verbunden ist, so dass eine Rotation und ein Vorschieben des Bohrelementes ein entsprechendes Vorschieben des länglichen Elementes derart bewirkt, dass die eine distale Schneidkopfoberfläche des länglichen Elementes und der distale Schneidkopf des Bohrkopfes zusammenwirken, um eine im wesentlichen elliptische Bohrung in dem Knochengewebe bei einem Vorschieben in diesem auszubilden.
System nach Anspruch 10, bei dem das längliche Element erste und zweite diametral gegenüberliegende distale Schneidflächen aufweist.
System nach Anspruch 11, bei dem die distalen Schneidflächen bogenförmig ausgebildet sind.