система для остеосинтеза позвоночника, в частности для стабилизации позвонков, элемент фиксации и вспомогательный элемент такой системы

Формула изобретения

1. Система для остеосинтеза позвоночника, в частности для стабилизации позвонков, содержащая, по меньшей мере, один соединительный элемент (1) в форме стержня, по меньшей мере, два средства фиксации, предназначенные каждое для закрепления на позвонке, причем эти средства снабжены головкой (5) в форме вилки, две ветви которой определяют приемное пространство строго U-образной формы для соединительного элемента, причем головка (5) имеет, как правило, седлообразную форму, блокирующий винт (13), предназначенный для ввинчивания в приемное пространство, для фиксации соединительного элемента (1) между двумя ветвями головки (5) в форме вилки, отличающаяся тем, что головка (5) является направляющим средством для независимой запирающей детали, пригодной для фиксации на головке (5) после установки соединительного элемента (1) в вилку головки (5), при этом вышеупомянутая запирающая деталь (3) имеет, как правило, U-образную форму, ветви которой имеют возможность взаимодействовать с ветвями участка головки (5) в форме вилки и дно которой имеет отверстие с внутренней резьбой для взаимодействия с блокирующим винтом (13), и тем, что направляющее средство, предусмотренное на головке (5), образовано дугообразными заплечиками на боковых наружных поверхностях участка в форме вилки.

2. Система для остеосинтеза позвоночника по п.1, отличающаяся тем, что запирающая деталь имеет дополнительные заплечики направляющих средств, причем размеры и формы заплечиков определены таким образом, чтобы иметь возможность установить на место запирающую деталь (3) за счет упругого раздвижения или памяти формы ветвей и закрепить вследствие вхождения в контакт поперечных поверхностей заплечиков при затяжке блокирующего винта (13).

3. Система для остеосинтеза позвоночника по п.2, отличающаяся тем, что заплечики, предусмотренные на боковых поверхностях участка головки (5) в форме вилки, имеют форму дуги окружности.

4. Система для остеосинтеза позвоночника по п.2 или 3, отличающаяся тем, что заплечики представляют контактную поверхность, сходящуюся строго к отверстию с внутренней резьбой, предназначенному для приема блокирующего винта (13).

5. Система для остеосинтеза позвоночника по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что головка (5) на своем нижнем участке имеет продолжение в форме крюка для установки на место на отростке или на другом месте, причем крюк содержит упругую пластинку для временного сохранения фиксации.

6. Элемент фиксации, пригодный для закрепления на позвонке для инструментирования остеосинтеза позвоночника, типа снабженной головкой (5) вилки, две ветви которой определяют приемное пространство строго U-образной формы для соединительного элемента, причем головка (5) имеет, как правило, седлообразную форму, отличающийся тем, что головка (5) является направляющим средством для независимой запирающей детали, пригодной для фиксации на головке (5) после установки соединительного элемента (1) в вилку головки (5), при этом запирающая деталь (3) имеет, как правило, U-образную форму, ветви которой имеют возможность взаимодействовать с ветвями участка головки (5) в форме вилки и дно которой имеет отверстие с внутренней резьбой для взаимодействия с блокирующим винтом (13), и тем, что направляющее средство, предусмотренное на головке (5), образовано дугообразными заплечиками на боковых наружных поверхностях головки в форме вилки.

7. Элемент фиксации по п.6, отличающийся тем, что запирающая деталь (3) имеет дополнительные заплечики, причем размеры и формы заплечиков определены таким образом, чтобы иметь возможность установить на место запирающую деталь (3) за счет упругого раздвижения или памяти формы ветвей и крепления вследствие вступления в контакт поперечных поверхностей заплечиков при затяжке блокирующего винта.

8. Элемент фиксации, пригодный для закрепления на позвонке для инструментирования остеосинтеза, по п.7, отличающийся тем, что заплечики, предусмотренные на боковых поверхностях части головки (5) в форме вилки, имеют форму дуги окружности, давая одну степень свободы стержню по отношению к имплантату фиксации на позвоночнике.

9. Элемент фиксации, пригодный для закрепления на позвонке для инструментирования остеосинтеза, по п.6 или 7, отличающийся тем, что представляет контактную поверхность, сходящуюся строго к отверстию с внутренней резьбой, предназначенному для приема блокирующего винта (13).

10. Элемента фиксации, пригодный для закрепления на позвонке для инструментирования остеосинтеза, по любому из пп.6-9, отличающийся тем, что в своей нижней части имеет продолжение в форме крюка для установки на позвонок, причем вышеупомянутый крюк содержит упругую пластинку (28) для временного сохранения фиксации.

11. Вспомогательный элемент для применения элемента фиксации в соответствии с п.9 или 10, отличающийся тем, что он представляет собой два наконечника, которые могут быть размещены в пазах (30, 31), предусмотренных на головке (5) имплантата, и приспособление, которое может создавать усилие на стержень для обеспечения бокового или вертикального перемещения с целью обеспечения позиционирования стержня в вилке.

12. Вспомогательный элемент для применения элемента фиксации в соответствии с п.11, отличающийся тем, что он имеет зону соединения с запирающей деталью (3) посредством временного винта, ввинчиваемого в отверстие (12) с внутренней резьбой.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение имеет отношение к области восстановления переломанных костей позвоночника (далее - остеосинтез) и предназначено для хирургии позвоночника при коррекции врожденных недостатков дегенеративных или идиоматических категорий или нейромускульных, или опухолевых, или травматических.

Из уровня техники известно использование инструментария, содержащего имплантаты, которые закрепляют на кости посредством резьбовых элементов или крючков, и соединительные элементы, которые дают возможность хирургу оказать воздействие для выпрямления или стабилизации позвоночника.

В качестве примера европейский патент ЕР 626828 описывает такую систему, дающую возможность осуществлять остеосинтез позвоночного столба, а также описывает соединительный элемент этой системы и инструменты, используемые для ее монтажа или демонтажа. Этот известный документ описывает систему для остеосинтеза позвоночного столба, в частности, для стабилизации позвонков, включающую:

- по меньшей мере, один соединительный элемент в форме прутка,

- по меньшей мере, два средства фиксации, предназначенные каждое для закрепления на позвонке, причем эти средства снабжены головкой в форме вилки, две ветви которой определяют приемное пространство, строго U-образной формы, для соединительного элемента,

- стяжной винт, предназначенный для ввинчивания в приемное пространство для крепления соединительного элемента между двумя ветвями головки винта в форме вилки,

- головку, дно которой в приемном пространстве выполнено в форме вогнутой чашки в соответствии с элементом вкладыша, имеющего возможность качания, устанавливаемого между дном приемного пространства и соединительным элементом, причем элемент вкладыша, опорная поверхность которого, контактирующая с дном приемного пространства, имеет дополнительную выпуклую форму, при этом этот элемент вкладыша, имеющий возможность качания, предусмотрен с полусферической опорной поверхностью в соответствии с дном приемного пространства. Этот элемент выполнен с выточкой, открытой со стороны стяжного винта для приема соединительного элемента в форме прутка. Элемент вкладыша, имеющий возможность качания, удерживается около дна приемного пространства таким образом, чтобы он имел возможность качания как в плоскости, параллельной срединной плоскости приемного пространства, так и в перпендикулярной плоскости.

Известна также заявка на международный патент WO 91/01691, описывающая устройство для выпрямления и укрепления позвоночника, образованное имплантатами, вворачиваемыми или с крючками, соединенными, по меньшей мере, двумя стержнями, скрепленными между собой посредством соединительных элементов. Эти стержни вводят продольно в пазы, перпендикулярные винту, предусмотренные для этих целей в корпусах имплантатов или крючках, затем их блокируют в глубине пазов. Скрепление стержней между собой получают при помощи резьбовых поперечен. Деформацию путем сближения сторон пазов, выполненных в корпусах имплантатов или крючках, для блокировки стержня в глубине паза осуществляют при помощи системы цилиндрических винтов и гаек с конической резьбой.

Известна также заявка на международный патент WO 94/14437, в котором опубликован имплантат, содержащий один участок, предназначенный для костного крепления, и узел крепления на стержне, имеющий две боковые ветви, ограничивающие канал, причем этот имплантат содержит также резьбовую пробку, которая может быть ввернута во внутренние стенки обеих ветвей. Заявка на международный патент WO 94/10944 описывает устройство, которое включает соединительный элемент, находящийся между стержнем или другим продольным имплантатом и винтом фиксации кости, установленным в поврежденный позвонок. Этот соединительный элемент содержит кольцо, размеры которого выполнены такими, чтобы стержень мог проходить сквозь него. Кольцо снабжено винтом для фиксации стержня и имеет удлинение в радиальном направлении за счет цилиндрического кронштейна, сделанного для того, чтобы быть закрепленным винтом фиксации кости, и сжато на винте. Кронштейн и кольцо составляют одно целое. Это устройство позволяет хирургу избежать дальнейшего деформирования стержня, когда последний оказывается при не выставленных отростках, давая хирургу полную свободу выбора положения двух осей винта фиксации кости и стержня.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является система для остеосинтеза позвоночника и элемент фиксации, известные из заявки на европейский патент ЕР 346521. Известная система содержит, по меньшей мере, один соединительный элемент в форме стержня, по меньшей мере, два средства фиксации, предназначенные каждое для закрепления на позвонке, причем эти средства снабжены головкой в форме вилки, две ветви которой определяют приемное пространство, строго U-образной формы, для соединительного элемента, причем головка имеет, как правило, седлообразную форму, блокирующий винт, предназначенный для ввинчивания в приемное пространство, для фиксации соединительного элемента между двумя ветвями головки в форме вилки. Там же описан элемент для фиксации, пригодный для закрепления на одном позвонке, для инструментария для остеосинтеза позвоночника, представляющий собой головку в форме вилки, две ветви которой определяют приемное пространство строго U-образной формы для соединительного элемента, причем дно головки имеет, как правило, форму седла.

Проблема, не решенная существующими устройствами, состоит в удержании ориентации, выбранной хирургом при окончательной фиксации, между расположением соединительного элемента и устанавливаемым костным имплантатом и при разъединении. В устройствах, включающих стяжной винт, затяжка этого винта имеет тенденцию изменять относительную ориентацию соединительных стержней и элемента фиксации.

Другая проблема заключается в выверке регулировки винтов на этапе дополнительного выставления позвоночника посредством вращения стержня для корректировки. Этот стержень для корректировки проходит через несколько позвонковых имплантатов, например от 10 до 15 позвонковых имплантатов и/или винтов. Каждый из этих имплантатов содержит, как правило, один блокирующий винт. Этот блокирующий винт должен быть достаточно хорошо затянут, чтобы не позволить позвонковому имплантату выскользнуть, но не слишком сильно для того, чтобы сделать возможным вращение стержня без чрезмерного трения. Регулировка степени завинчивания каждого из этих блокирующих винтов представляет собой деликатную и изнурительную операцию.

В основу настоящего изобретения положена задача избавиться от этих неудобств путем предложенной системы и имплантата, позволяющих сохранить степень коррекции, выбранной хирургом во время операций окончательной фиксации и затяжки блокирующих винтов соединительного элемента, а также в предоставлении стержню возможности вращения с минимальным трением при осуществлении его вращения, независимо от степени затяжки блокирующего винта.

Настоящее изобретение относится в его самом широком значении к устройству для остеосинтеза позвоночника, в частности для стабилизации позвонков. Поставленная задача решается тем, что в системе для остеосинтеза позвоночника, содержащей, по меньшей мере, один соединительный элемент в форме стержня или пластины, по меньшей мере, два средства фиксации, предназначенные каждое для закрепления на позвонке, причем эти средства снабжены головкой в форме вилки, две ветви которой определяют приемное пространство, строго U-образной формы, для соединительного элемента, имеющего, как правило, седлообразную форму, блокирующий винт, предназначенный для ввинчивания в приемное пространство для фиксации соединительного элемента, установленного между двумя ветвями головки в форме вилки, согласно изобретению, головка является направляющим средством для независимой запирающей детали, пригодной для фиксации на головке после установки соединительного элемента в вилку головки, при этом вышеупомянутая запирающая деталь имеет, как правило, U-образную форму, ветви которой имеют возможность взаимодействовать с ветвями участка головки в форме Y-образной вилки и дно которой имеет отверстие с внутренней резьбой для взаимодействия с блокирующим винтом, и направляющее средство, предусмотренное на головке, образовано дугообразными заплечиками на боковых наружных поверхностях участка в форме вилки. В варианте выполнения изобретения заплечики представляют контактную поверхность, сходящуюся строго к отверстию с внутренней резьбой, предназначенному для приема блокирующего винта.

Седлообразная форма может быть определена как перевернутый параболический гиперболоид, как частная форма выполнения, но не ограничивающаяся одной формой, определяемой поверхностью второго порядка, соответствующей гиперболическому параболоиду. Этот вариант выполнения дает возможность установить, в первую очередь, средства фиксации на позвоночнике, затем соединительные элементы, при необходимости в то же время, что и запирающую деталь, затем подправить коррекцию независимо от элементов запирания и после достижения оптимальной коррекции блокировать каждый имплантат блокирующим винтом. Затяжка блокирующего винта не изменяет ориентации средства фиксации из-за свободы движения запирающей детали по отношению к корпусу средства фиксации. Запирающая деталь имеет боковые упругодеформируемые ветви с дугообразными заплечиками на внутренних поверхностях, размеры и формы ветвей и заплечиков определены таким образом, чтобы иметь возможность установить на место запирающую деталь за счет упругого раздвижения ветвей и схватывания заплечиков. Окончательное запирание запирающей детали и имплантата осуществляют затяжкой блокирующего винта. Направляющее средство для запирающей детали на головке образовано дополнительными дугообразными заплечиками, предусмотренными на наружных боковых поверхностях участка в форме вилки. Эти дугообразные заплечики дают возможность запирающей детали поворачиваться относительно головки имплантата. Один из вариантов заключается в изготовлении запирающей детали из материала с памятью формы. Такая деталь имеет в нерабочем состоянии раздвинутые ветви, что делает возможным ее установку на участок в форме вилки. После ее установки на место на головке, имеющей продолжение в форме крючка, изменение температуры вызывает выпрямление ветвей, что соответствует позиции запирания на вилке. Согласно варианту, положение запирающей детали зафиксировано по отношению к вилке головки. Заплечики или средства защелкивания не допускают, согласно этому варианту, угловых степеней свободы для запирающей детали.

Угол сходимости не очень критический. Важно только, чтобы поверхность контакта была бы ориентирована в сторону дна запирающей детали. Во всяком случае, угол в десять градусов по отношению к поперечной плоскости уже дал бы возможность получить удовлетворительное направление.

Согласно варианту выполнения, головка на своем нижнем участке имеет продолжение в форме крюка поддержки позвоночника для установки на отростке или на поперечной инцезуре, причем вышеупомянутой крюк содержит упругую пластинку для временного сохранения фиксации.

Изобретение имеет отношение также к системе, включающей набор составляющих (стержень для коррекции, имплантаты, запирающие детали, блокирующий винт). Оно касается во всяком случае также элемента фиксации, пригодного для закрепления на позвонке, для инструментирования остеосинтеза позвоночника типа снабженной головкой вилки, две ветви которой определяют приемное пространство строго U-образной формы для соединительного элемента, причем головка имеет, как правило, седлообразную форму, в котором, согласно изобретению, головка является направляющим средством для независимой запирающей детали, пригодной для фиксации на головке после установки соединительного элемента в вилку головки, при этом запирающая деталь имеет, как правило, U-образную форму, ветви которой имеют возможность взаимодействовать с ветвями участка головки в форме вилки и дно которой имеет отверстие с внутренней резьбой для взаимодействия с блокирующим винтом, и направляющее средство, предусмотренное на головке, образовано дугообразными заплечиками на боковых наружных поверхностях головки в форме вилки.

При этом запирающая деталь имеет дополнительные заплечики, причем размеры и формы заплечиков определены таким образом, чтобы иметь возможность установить на место запирающую деталь за счет упругого раздвижения или памяти формы ветвей и крепления вследствие вступления в контакт поперечных поверхностей заплечиков при затяжке блокирующего винта. Заплечики, предусмотренные на боковых поверхностях части головки в форме вилки, имеют форму дуги окружности, давая одну степень свободы стержню по отношению к имплантату фиксации на позвоночнике. Сам элемент фиксации, пригодный для закрепления на позвонке, для инструментирования остеосинтеза представляет контактную поверхность, сходящуюся строго к отверстию с внутренней резьбой, предназначенному для приема блокирующего винта. В своей нижней части элемент фиксации имеет продолжение в форме крюка для установки на позвонок, причем вышеупомянутой крюк содержит упругую пластинку для временного сохранения фиксации.

Этот элемент фиксации может быть использован не только с соединительными элементами в виде стержней, но и с другими, например, с соединительными элементами трапецеидального или переменного сечения или с пластинками, в частности с пластинками, имеющими зоны соединения кругового сечения. Изобретение имеет также отношение к вспомогательному элементу для применения системы остеосинтеза позвоночника, который, согласно изобретению, представляет собой два наконечника, которые могут быть размещены в пазах, предусмотренных на головке имплантата, и приспособление, которое может создавать усилие на стержень для обеспечения позиционирования стержня в вилке. Это усилие может быть передано на стержень посредством запирающей детали, с которой взаимодействует вспомогательный элемент во время фазы установки стержня в вилку имплантата. Взаимодействие может быть осуществлено посредством временного ввинчивания вспомогательного элемента в отверстие с внутренней резьбой в запирающем элементе.

Изобретение будет более понятно из его описания, приведенного ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

- фиг.1 представляет продольный разрез одного примера выполнения системы остеосинтеза позвоночника, согласно изобретению;

- фиг.2 представляет схематично систему, согласно изобретению, вид сбоку,

- фиг.3 и 4 представляют имплантат в двух взаимно перпендикулярных проекциях.

Система остеосинтеза позвоночника, согласно предложенному изобретению, включает соединительный элемент 1, имплантат 2 с дополнительной запирающей деталью 3 и блокирующий винт 13.

Соединительный элемент 1 в виде стержня не будет описан в деталях, потому что он является известным из уровня техники и может иметь различные формы. В описываемом примере - это металлический стержень кругового сечения.

Имплантат имеет головку 5 в форме вилки с двумя боковыми ветвями 6, 7, ограничивающими пространство, предназначенное для приема соединительного элемента 1.

Дно 8 вилки имеет, как правило, форму подковы с вогнутостью в поперечной плоскости, соответствующей плоскости фиг.1, и выпуклостью в дополнительной плоскости.

Радиус кривизны вогнутой поверхности строго соответствует наружному радиусу соединительного элемента 1. Последний входит в контакт по периферической линии дна.

Такой контакт по линии, а не по кольцевой поверхности дает возможность для поворота и обеспечивает в то же время более эффективную блокировку после стяжки, чем при простом точечном контакте.

Запирающая деталь 3 имеет, как правило, U-образную форму с двумя ветвями 10, 11 и дном, имеющим отверстие 12 с внутренней резьбой для установки блокирующего винта.

Расстояние между ветвями 10, 11 таково, чтобы обеспечить установку на головку. Ветви 10, 11 имеют на своих нижних концах дугообразные заплечики 14, 15 с наклонной верхней поверхностью 16, 17.

Эти дугообразные заплечики 14, 15 имеют возможность взаимодействия с дополнительными направляющими средствами 20, 21, предусмотренными на головке 5. Эти направляющие средства также имеют дугообразную контактную поверхность 22, 23 и имеют возможность взаимодействия с дугообразными заплечиками 14, 15, когда запирающая деталь установлена на головку 5. В результате они обеспечивают направление, допускающее поворот запирающей детали вокруг поперечной оси 24, и обеспечивают стопорение запирающей детали 3 на головке 5 и, следовательно, блокировку стержня 1 после затяжки винта 13.

Фиг.2 представляет вид сбоку, который показывает что стержень располагает одной степенью свободы, имея возможность качаться относительно поперечной оси 24. Это позволяет дать независимость имплантану и установить его на отросток при помощи крюка 26 и независимо искать наилучшую ориентацию стержня без взаимных помех со стороны этих двух воздействий. Подковообразная форма и подвижность запирающей детали позволяет адаптировать стопорение и исключить поворот или перемещение стержня при затяжке блокирующего винта 13.

Крюк 26 ограничивает пространство 27 V-образной формы для соединения с пластинкой позвонка. Внутри этого пространства U-образной формы размещена упругая пластинка 28, которая обеспечивает временное закрепление на кости таким образом, что пластинка крюка не создает риска повреждения костного мозга или другой структуры.

Упругая пластинка 28 отодвигает крюк в заднее направление по отношению к пациенту и практически исключает повреждения благородных тканей во время фазы коррекции из-за вращения стержня.

Фиг.3 и 4 показывают имплантат без запирающей детали на виде сбоку.

Имплантат имеет два паза 30, 31, обеспечивающих возможность прохода инструмента, представляющего собой два наконечника с возможностью их расположения в пазах 30, 31, и устройство, имеющее возможность создавать усилие на стержень для обеспечения его бокового и/или вертикального перемещений с тем, чтобы иметь возможность позиционирования стержня в вилке при помощи запирающей детали 3. В этом случае имплантат временно жестко скрепляют с запирающей деталью при помощи винта, вворачиваемого в отверстие с внутренней резьбой 12 в запирающей детали 3.

Изобретение описано выше в качестве не ограничивающего примера. Понятно, что специалист может осуществить различные варианты, в частности заменяя крюк отростковым винтом или винтом для позвоночника, чтобы установить его на переднюю боковую сторону позвоночника.