CZ20031544A3

CZ20031544A3 - Devices for fastening bones, especially vertebrae, to each other

Info

Publication number: CZ20031544A3
Application number: CZ20031544A
Authority: CZ
Inventors: Fridolin SCHLÄPFER; Martin Hess; Konrad Tagwerker
Original assignee: Synthes Ag Chur
Priority date: 2000-04-19
Filing date: 2000-04-19
Publication date: 2003-11-12

Abstract

Zařízení k upevnění kostí, zejména obratlů, k sobě navzájem, s podélným nosníkem (I), který má středovou osu (2), a n kotevními elementy (3.i) (2 < i < n) s podélnými osami (4) a se vždy sjedním zadním koncem (6). Podélným osy (4) implantových kotevním elementů (3.i) svírají středovou osou (2) podélného nosníku (1) specifický úhel, zejména úhel 65° nebo 115. Nejméně jeden z kotevním elementů (3.j) (1 < j < n) je vytvořen ve formě čepele a na zadním konci (6) obsahuje úložný prostředek (7) pro podélným nosníkem (1) s blokovacími prostředky (8) k rozebíratelné aretaci spojení mezi podélným nosníkem (1) a kotevním elementem (3.j) tak, že aretované spojení nepřipouští žádné relativní pohyby mezi podélným nosníkem (1) a kotevním elementem (3.j) a síly a momenty zachycuje ve všech třech osových směrem třírozměrného systému souřadnic.Device for fastening bones, in particular vertebrae, to each other, with a longitudinal beam (I) having a central axis (2), and n anchoring elements (3.i) (2 < i < n) with longitudinal axes (4) and each with a single rear end (6). The longitudinal axes (4) of the implant anchoring elements (3.i) form a specific angle with the central axis (2) of the longitudinal beam (1), in particular an angle of 65° or 115°. At least one of the anchoring elements (3.j) (1 < j < n) is formed in the form of a blade and at the rear end (6) contains a storage means (7) for the longitudinal beam (1) with locking means (8) for releasably locking the connection between the longitudinal beam (1) and the anchoring element (3.j) so that the locked connection does not allow any relative movements between the longitudinal beam (1) and the anchoring element (3.j) and captures forces and moments in all three axial directions of the three-dimensional coordinate system.

Description

Zařízení k upevnění kostí, zejména obratlů, k sobě navzájemA device for fastening bones, especially vertebrae, to each other

Oblast technikyTechnical area

Vynález se týká zařízení k upevnění kostí, zejména obratlů, k sobě navzájem, které zahrnuje podélný nosník se středovou osou, n kotevních elementů (2 < i < n) s podélnými osami, vždy s předním koncem a se zadním koncem, přičemž podélné osy kotevních elementů svírají vůči středové ose podélného nosníku úhel mezi 65° a 115°, a alespoň jeden z kotevních elementů (1 < j < n) je vytvořen ve formě čepele.The invention relates to a device for fastening bones, in particular vertebrae, to each other, which comprises a longitudinal beam with a central axis, n anchoring elements (2 < i < n) with longitudinal axes, each with a front end and a rear end, the longitudinal axes of the anchoring elements forming an angle between 65° and 115° with respect to the central axis of the longitudinal beam, and at least one of the anchoring elements (1 < j < n) is formed in the form of a blade.

Dosavadní stav technikyState of the art

Nestabilita pohybových elementů páteře, která může být způsobena frakturami obratlů, degenerativnlmi změnami a podobně, podmiňuje často srůstání postižených segmentů. Aby mohlo být dosaženo klidové polohy spojovaných pohybových elementů, nezbytné pro spojení kostí, jsou příslušné segmenty mnohonásobně stabilizovány fixačním systémem. Tyto fixační systémy mohou být umístěny buď posteriorálně a pak ukotveny, přičemž ukotvení pomocí šroubů do kosti je prováděno do patky oblouku obratle, nebo anteriorálně, popřípadě anterolaterálně, přičemž ukotvení do obratlů je prováděno šrouby do kostí.The instability of the movement elements of the spine, which can be caused by vertebral fractures, degenerative changes, etc., often causes the affected segments to fuse. In order to achieve a resting position of the connected movement elements, which is necessary for the connection of the bones, the relevant segments are stabilized multiple times by a fixation system. These fixation systems can be placed either posteriorly and then anchored, with the anchoring using bone screws being carried out in the base of the vertebral arch, or anteriorly, or anterolaterally, with the anchoring to the vertebrae being carried out with bone screws.

Jakost zakotvení fixačních systémů silně závisí na kvalitě kostních struktur. To platí především pro anterolaterálně kotvené fixační systémy. Čím větší je stupeň osteoporézy, tím větší je nebezpečí, že kostní šrouby jsou už při malém zatížení kostmi ustřihávány. Použití tlustých šroubů riziko přestřihnutí zmenšuje. Na • · · ·The quality of anchorage of fixation systems strongly depends on the quality of the bone structures. This is especially true for anterolaterally anchored fixation systems. The greater the degree of osteoporosis, the greater the risk that bone screws will be sheared by the bone even under low load. The use of thick screws reduces the risk of shearing. On • · · ·

Q ······ · · · · z, ··· ·· ·· · ·· ·· druhé straně by však bylo žádoucí se použití tlustých šroubů vyhnout, a to proto, aby struktura kostí v tělese obratle nebyla příliš silně poškozována.Q ······ · · · · · · z, ··· ·

Různá řešení ve věci redukce rizika přestřihnutí kotevních elementů jsou uvedena ve spise DE 296 00 879 AESCULAP a ve spise WO 00/10473 AEBI. V principu zde přitom jde o duté šrouby, které se šroubují do tělesa obratle. Duté šrouby jsou výhodné v tom, že mají velký vnější průměr, aniž by bylo nutné kosti příliš stlačovat. Při šroubování zůstává ve středu dutého šroubu čep kosti. Nevýhodou u těchto řešení je, že: a) při šroubování dutého šroubu se z velké části ničí vaskulární zásobování čepu kosti, který zůstává ve středu, což může zejména u osteoporézních kostí vést k problémům, a b) u kostí s ještě funkčními obnovovacími mechanizmy mohou duté šrouby zarůstat tak silně, že se při revizích jen těžko odstraňují, respektive při jejich odstraňování vznikají velká poškození kostí (duté šrouby použité na krční páteři už například částečně nelze odstranit).Various solutions for reducing the risk of cutting anchor elements are described in DE 296 00 879 AESCULAP and WO 00/10473 AEBI. In principle, these involve hollow screws that are screwed into the vertebral body. Hollow screws have the advantage of having a large outer diameter without having to compress the bone too much. When screwing in, a bone pin remains in the center of the hollow screw. The disadvantage of these solutions is that: a) when screwing in a hollow screw, the vascular supply to the bone pin that remains in the center is largely destroyed, which can lead to problems, especially in osteoporotic bones, and b) in bones with still functional repair mechanisms, the hollow screws can grow so deeply that they are difficult to remove during revisions, or when they are removed, they cause significant bone damage (for example, hollow screws used in the cervical spine can no longer be partially removed).

V souvislosti s operativním sanováním zlomných dutých kostí byly vyvinuty techniky pro intramedulární (uvnitř kostní dřeně) stabilizaci, které mohou být s obměnou úspěšně použity i u páteře. Tím lze řešit problém ukotvení anteriorních a anterolaterálních fixačních systémů páteře.In connection with the surgical repair of fractured hollow bones, techniques for intramedullary (inside the bone marrow) stabilization have been developed, which can be successfully used with modifications in the spine. This can solve the problem of anchoring anterior and anterolateral fixation systems of the spine.

Hřeby do kostní dřeně se používají u dlah zlomených dutých kostí tak, že proximální část zlomené duté kosti je intramedulárně spojena se vzdálenější částí. Na základě své geometrie však může hřeb do kostní dřeně zachycovat jen malá rotační a axiální zatížení. To není problém, pokud je zlomená kost při axiálním zatížení schopna zachovat svou výšku a fraktura spočívá více méně v diafisární poloze (ve střední části dlouhých kostí). Jakmile však jde o mnohačetné zlomeniny, musí být hřeb do kostní dřeně ukotven na bližším i vzdálenějším místě. Hřeb tak již neslouží jen pro dlahy, ale podobně jako u páteře jako proximálně a distálně ukotvený podélný nosník, který může přenášet síly a momenty ve všech rovinách, od bližších až po vzdálenější. Kotevními implantáty jsou v případě hřebů do kostní dřeně šrouby, které jsou distálně a proximálně vedeny napříč kostí a hřebem. Při osteoporéze a u fraktur blízkých kloubu již není kotvení hřebů pomocí šroubů dostatečné. Spirálovitě zatočené implantáty ve formě čepelí, které byly popsány ve spisech US 3,433,220 ZICKEL, EP 0 411 273 FRIGG, US 4,103,683 NEUFELD, US 4,978,349 FRIGG, DE 43 18 150 FRIEDL, EP 0 491 138 FRIGG, DE 37 30 570 MATTHECK, WO 98/30164 BRESINA a WO 99/45858 HUNGERBÚHLER, a které se také klinicky používají, jsou pro použití na páteři nevhodné.Bone marrow nails are used to splint broken hollow bones in such a way that the proximal part of the broken hollow bone is connected intramedullary to the more distal part. However, due to its geometry, the bone marrow nail can only absorb small rotational and axial loads. This is not a problem if the broken bone is able to maintain its height under axial load and the fracture lies more or less in the diaphyseal position (in the middle part of the long bones). However, when multiple fractures are involved, the bone marrow nail must be anchored at both the proximal and distal locations. The nail no longer serves only for splinting, but, similar to the spine, as a proximally and distally anchored longitudinal beam that can transmit forces and moments in all planes, from proximal to distal. In the case of bone marrow nails, the anchoring implants are screws that are guided distally and proximally across the bone and nail. In osteoporosis and in fractures close to the joint, anchoring the nails with screws is no longer sufficient. Helically twisted implants in the form of blades, which were described in US 3,433,220 ZICKEL, EP 0 411 273 FRIGG, US 4,103,683 NEUFELD, US 4,978,349 FRIGG, DE 43 18 150 FRIEDL, EP 0 491 138 FRIGG, DE 37 30 570 MATTHECK, WO 98/30164 BRESINA and WO 99/45858 HUNGERBÚHLER, and which are also used clinically, are unsuitable for use on the spine.

Úkolem vynálezu tedy je vytvořit zařízení k upevňování páteře, které lze pomocí spirálovitě stočených kotevních elementů ve formě čepele upevnit na obratlích, a kterým lze zohlednit následující dodatkové podmínky: a) nasazení kotevních implantátů před umístěním podélného nosníku, čímž lze ušetřit komplikované zaměřovači zařízení a specifickou orientaci kotevních elementů na podélný nosník, b) nasazení podélného nosníku na konec kotevního implantátu, c) spojení mezi podélným nosníkem a kotevním implantátem, která jsou polyaxiální, bez vůle, úhlově stabilní, s možností zablokování a opětného rozebírání, a d) kotevní elementy musí být možné stáhnout transportním zařízením, čímž se ušetří nekontrolovatelné sbíjení hřeby.The object of the invention is therefore to create a device for fixing the spine, which can be fixed to the vertebrae using spirally twisted anchoring elements in the form of a blade, and which can take into account the following additional conditions: a) insertion of the anchor implants before placing the longitudinal beam, which can save complicated aiming devices and specific orientation of the anchor elements on the longitudinal beam, b) insertion of the longitudinal beam at the end of the anchor implant, c) connections between the longitudinal beam and the anchor implant that are polyaxial, free of play, angularly stable, with the possibility of blocking and re-disassembling, and d) the anchor elements must be able to be withdrawn by a transport device, which saves uncontrolled hammering of nails.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Tyto úkoly splňuje zařízení k upevnění kostí, zejména obratlů, k sobě navzájem, zahrnující podélný nosník se středovou osou, ·· 9999These tasks are fulfilled by a device for fastening bones, in particular vertebrae, to each other, comprising a longitudinal beam with a central axis, ·· 9999

99999999

n kotevních elementů (2 < i < n) s podélnými osami, vždy s předním koncem a se zadním koncem, přičemž podélné osy kotevních elementů svírají vůči středové ose podélného nosníku úhel mezi 65° a 115°, a alespoň jeden z kotevních elementů (1 < j < n) je vytvořen ve formě čepele, podle vynálezu, jehož podstatou je, že alespoň kotevní element obsahuje na zadním konci úložný prostředek pro podélný nosník s blokovacími prostředky k rozebíratelné aretaci spojení mezi podélným nosníkem a kotevním elementem, a aretované spojení nepřipouští žádné relativní pohyby mezi podélním nosníkem a kotevním elementem a zachycuje síly a momenty ve všech třech osových směrech trojrozměrného systému souřadnic.n anchoring elements (2 < i < n) with longitudinal axes, each with a front end and a rear end, the longitudinal axes of the anchoring elements forming an angle between 65° and 115° with respect to the central axis of the longitudinal beam, and at least one of the anchoring elements (1 < j < n) is formed in the form of a blade, according to the invention, the essence of which is that at least the anchoring element comprises at the rear end a storage means for the longitudinal beam with locking means for releasably locking the connection between the longitudinal beam and the anchoring element, and the locked connection does not allow any relative movements between the longitudinal beam and the anchoring element and captures forces and moments in all three axial directions of the three-dimensional coordinate system.

Vždy podle formy provedení úložného prostředku je úhel mezi podélnými osami kotevních elementů a středovou osou podélného nosníku fixní, aby bylo možné osy variabilně nebo v jiných formách provedení zařízení podle vynálezu polyaxiálně, nastavovat.Depending on the embodiment of the storage means, the angle between the longitudinal axes of the anchoring elements and the central axis of the longitudinal beam is fixed, so that the axes can be adjusted variably or, in other embodiments of the device according to the invention, polyaxially.

Povrch čepelí může být na straně vymezené délkou L a šířkou B nebo také na obou stranách vymezených délkou L a šířkou B upraven různým způsobem: a) hladkým povrchem, b) může mít pilové zuby, c) může být na způsob rybích šupin, d) může mít šípovité ozubení, d) může mít drsný povrch (například leptaný, plazmově povlečený, otryskávaný), nebo f) děrovaný (biologické zablokování, takže kost prorůstá otvory).The surface of the blades can be modified in various ways on the side defined by length L and width B or on both sides defined by length L and width B: a) with a smooth surface, b) it can have saw teeth, c) it can be in the form of fish scales, d) it can have arrow-shaped teeth, d) it can have a rough surface (for example, etched, plasma-coated, blasted), or f) perforated (biological blocking, so that the bone grows through the holes).

Povrchové struktury přitom mohou být naneseny na povrch čepelí jednostranně, oboustranně nebo jen částečně. Různá provedení čepelí lze kombinovat s různými povrchy.The surface structures can be applied to the blade surface on one side, both sides or only partially. Different blade designs can be combined with different surfaces.

Kotevní element může být do tělesa obratle ukládán buď zatlučením nebo s pomocí transportního zařízení. Nekontrolovatelné zatloukání do páteře je obecně nežádoucí (nebezpečí poranění životně *·*4 ·< 4* «««« • 44» 4 • 4 4 · ··The anchor element can be placed into the vertebral body either by hammering or with the help of a transport device. Uncontrolled hammering into the spine is generally undesirable (risk of life-threatening injury *·*4 ·< 4* «««« • 44» 4 • 4 4 · ··

4 4 4 44 4 4 4

4 44 4

4 4 44 4 4

4 · 4 »4 <4 důležitých neurologických a vaskulárních struktur). Možnými transportními systémy jsou: a) transportní šroub je integrován do čepele (na hrotu), b) v elementu kotveném proti kortikálu (šroub, hmoždinka, hák a podobně, s prodloužením) slouží jako opera, aby bylo možné zatáhnout čepel do kosti, nebo c) zařízení se ukotví na kortikál (kůru), aby bylo možné kotevní element do kosti zatlačit.4 · 4 »4 <4 important neurological and vascular structures). Possible transport systems are: a) the transport screw is integrated into the blade (on the tip), b) in an element anchored against the cortex (screw, dowel, hook, etc., with extension) serves as an abutment to allow the blade to be retracted into the bone, or c) the device is anchored to the cortex (bark) to allow the anchoring element to be pushed into the bone.

Další výhodná provedení vynálezu jsou popsána v dodatkových nárocích.Further advantageous embodiments of the invention are described in the additional claims.

Vynález nabízí oproti zařízením ukotveným v obratlích šrouby následující výhody:The invention offers the following advantages over devices anchored in the vertebrae with screws:

1) Odpor kladený přestřižení kostí je zvýšen při současné redukci vytlačování kostní hmoty:1) The resistance to bone shearing is increased while bone extrusion is reduced:

Stejné nosné plochy na jednotku délky:Same bearing surface per unit length:

- Implantát se 2 kostními šrouby na obratel, s průměrem jádra d = 5 mm:- Implant with 2 bone screws per vertebra, with core diameter d = 5 mm:

nosné plochy na jednotku plochy: 2xdxdélka/délka = 10 mm²/mm vytlačení na jednotku délky: 2xd²xPi/4xdélka/délka =39 mm²/mmload-bearing surfaces per unit area: 2xdxlength/length = 10 mm ² /mm extrusion per unit length: 2xd ² xPi/4xlength/length =39 mm ² /mm

- Implantát s kotevním elementem ve formě čepele na obratel, se šířkou B = 10 mm, jádro ve středu s průměrem d = 5 mm a s tloušťkou čepele D = 1,2 mm:- Implant with an anchoring element in the form of a blade for the vertebra, with a width B = 10 mm, a core in the center with a diameter d = 5 mm and a blade thickness D = 1.2 mm:

nosné plochy na jednotku plochy: 2xdxdélka/délka = 10 mm²/mm vytlačení na jednotku délky: ((B-d) x H+d²xPi/4) x délka/délka =load-bearing surfaces per unit area: 2xdxlength/length = 10 mm ² /mm displacement per unit length: ((Bd) x H+d ² xPi/4) x length/length =

25,6 mm²/mm25.6 ^mm2 /mm

Z toho vyplývá redukce vytlačení (vyjma závitů) o 34% při stejné nosné ploše.This results in a reduction in extrusion (excluding threads) of 34% for the same bearing surface.

Stejné vytlačení na jednotku délky (vyjma závitů):Same extrusion per unit length (excluding threads):

• 4· • 4· ··» · ··» · «· * «· * • • ř ř » · » · • • • · • · • • • • • 9 • 9 • • • • • • • · • · • • • • • · • · • • ♦ ♦ • · • · • O ♦» • About ♦» <· <· • · • · ·· ··

vytlačení na jednotku délky: 2xd²xPi/4 x délka/délka = mm²/mm nosné plochy na jednotku délky: 2 x d x délka/délka = 10 mm²/mmExtrusion per unit length: 2xd ² xPi/4 x length/length = mm ² /mm Bearing surfaces per unit length: 2 xdx length/length = 10 mm ² /mm

- Implantát s kotevními elementy ve formě čepele na obratel, se šířkou B = ? mm, jádro ve středu průměru d = 5 mm a tloušťka čepele D = 1,2 mm:- Implant with anchoring elements in the form of a blade for the vertebra, with width B = ? mm, core in the center with diameter d = 5 mm and blade thickness D = 1.2 mm:

vytlačení na jednotku délky: ((B-d) x H+d² x Pi/4) x délka/délka = 39 mm²/mm nosná plocha na jednotku délky: ((39 mm² - d² x Pi/4)/H+d) x délka/délka = 21 mm²/mmextrusion per unit length: ((Bd) x H+d ² x Pi/4) x length/length = 39 mm ² /mm bearing area per unit length: ((39 mm ² - d ² x Pi/4)/H+d) x length/length = 21 mm ² /mm

Z toho vyplývá zvětšení nosné plochy o 110% při stejném vytlačení.This results in an increase in the bearing surface area by 110% with the same displacement.

2) Zařízení, která jsou do těles obratlů kotvena šrouby, vyžadují nejméně 2 šrouby do kosti na obratel nebo jeden šroub do kosti kombinovaný s podložkou ve tvaru háčku, aby tak bylo dosaženo rotační stability nutné pro srůst. Kotevní element ve formě čepele je v kosti ukotven stabilně bez možnosti rotace a poskytuje díky tomu rotační stabilitu, nezbytnou pro úspěšný srůst přemostěného tělesa obratle, a tím i výhody:2) Devices that are anchored to the vertebral bodies with screws require at least 2 bone screws per vertebra or one bone screw combined with a hook-shaped washer to achieve the rotational stability necessary for fusion. The blade-shaped anchor element is anchored in the bone stably without the possibility of rotation and thus provides the rotational stability necessary for successful fusion of the bridged vertebral body, thus providing the following advantages:

- zařízení, která jsou kraniálně a kaudálně spojena s páteří přes vždy jeden kotevní element ve formě čepele, mohou být na páteř zasazována výše než implantáty náročné na potřebu místa, ukotvené šrouby.- devices that are connected to the spine cranially and caudally via a blade-shaped anchoring element can be placed higher on the spine than space-consuming, screw-anchored implants.

- díky omezení na jeden kotevní element na obratel je montáž implantátů založených na kotevních elementech ve formě čepelí zjednodušena a urychlena.- thanks to the limitation to one anchor element per vertebra, the installation of implants based on blade-shaped anchor elements is simplified and accelerated.

Přehled obrázků na výkresechOverview of images in drawings

Vynález a jeho další provedení bude následně ještě blíže vysvětlen na základě částečně schématických obrázků většího počtu příkladů provedení, na kterých znamená obr. 1 pohled shora na formu provedení zařízení podle vynálezu, obr. 2 pohled z boku na zařízení podle vynálezu, znázorněné a obr. 1, obr. 3 pohled z boku na další formu provedení zařízení podle vynálezu, obr. 4 perspektivní pohled na formu provedení kotevního elementu, obr. 5a pohledy shora na různé formy provedení kotevních až 5g elementů, obr. 6a pohledy z boku na různé formy provedení kotevních a 6b elementů, obr. 7a řezy kotevními elementy různých provedení, až 7e obr. 8a perspektivní pohledy na zkroucené kotevní elementy a 8b různých forem provedení, obr. 9a perspektivní pohledy na kotevní elementy v různých a 9b formách provedení, sestávající z více čepelí,The invention and its further embodiments will be explained in more detail below on the basis of partly schematic drawings of a number of exemplary embodiments, in which Fig. 1 is a top view of an embodiment of the device according to the invention, Fig. 2 is a side view of the device according to the invention, shown in Fig. 1, Fig. 3 is a side view of another embodiment of the device according to the invention, Fig. 4 is a perspective view of an embodiment of an anchor element, Fig. 5a are top views of various embodiments of anchor elements up to 5g, Fig. 6a are side views of various embodiments of anchor elements and 6b, Fig. 7a are cross-sections of anchor elements of various embodiments, to 7e, Fig. 8a are perspective views of twisted anchor elements and 8b of various embodiments, Fig. 9a are perspective views of anchor elements in various and 9b embodiments, consisting of multiple blades,

obr. 10 obr. 11 obr. 12 obr. 13 obr. 14a obr. 14b obr. 14c obr. 15 obr. 16a a 16b obr. 17a a 17b perspektivní pohled na formu provedení spirálovitého kotevního elementu, vybaveného transportním šroubem, perspektivní pohled na další formu provedení kotevního elementu, vybaveného transportním šroubem, se třemi čepelemi, perspektivní pohled na další formu provedení kotevního elementu, vybaveného transportním zařízením, perspektivní pohled na kotevní element, který lze implantovat s transportním zařízením, perspektivní pohled na formu provedení kotevního elementu s povrchovou strukturou, perspektivní pohled na jinou formu provedení kotevního elementu s povrchovou strukturou, perspektivní pohled na formu provedení kotevního elementu s příčně probíhajícími otvory, perspektivní pohled na formu provedení kotevního elementu, vybaveného závitovým pouzdrem, perspektivní pohledy na zařízení k ukotvení transportního zařízení pro umístění kotevního elementu, perspektivní pohledy na další zařízení k ukotvení transportního zařízení pro umístění kotevního elementu,Fig. 10 Fig. 11 Fig. 12 Fig. 13 Fig. 14a Fig. 14b Fig. 14c Fig. 15 Fig. 16a and 16b Fig. 17a and 17b perspective view of an embodiment of a spiral anchor element equipped with a transport screw, perspective view of another embodiment of an anchor element equipped with a transport screw, with three blades, perspective view of another embodiment of an anchor element equipped with a transport device, perspective view of an anchor element that can be implanted with a transport device, perspective view of an embodiment of an anchor element with a surface structure, perspective view of another embodiment of an anchor element with a surface structure, perspective view of an embodiment of an anchor element with transversely extending holes, perspective view of an embodiment of an anchor element equipped with a threaded sleeve, perspective views of a device for anchoring a transport device for placing the anchor element, perspective views of other devices to anchor the transport device for placing the anchor element,

9 9 9 • · • 9 obr. 18 příčný řez tělem obratle s implantovaným kotevním elementem, a obr. 19 pohled shora na výřez páteře s implantovaným zařízením podle vynálezu.9 9 9 • · • 9 Fig. 18 is a cross-section of a vertebral body with an implanted anchoring element, and Fig. 19 is a top view of a section of the spine with an implanted device according to the invention.

Příklady provedení vynálezuExamples of embodiments of the invention

Na obr. 1 a 2 je znázorněna forma provedení zařízení podle vynálezu, která zahrnuje kotevní element 3. s úložnými prostředky 7 pro podélný nosník JL na zadním konci 6 tohoto kotevního elementu 3_. Úložné prostředky 7 sestávají z úložné hlavy 10 ve tvaru v podstatě kruhového válce, která je koaxiální s podélnou osou 4 kotevního elementu 3_, s kanálkem 11 otevřeným k zadnímu konci 6, sloužícím k uložení podélného nosníku 1_. Podélný nosník 1_ je přitom uložen tak, že jeho středová osa 2 probíhá kolmo k podélné ose 4. Kotevní element 3. obsahuje v oblasti mezi předním koncem 5. a úložnou hlavou 10 kotevní segment 27, který je vytvořen jako v podstatě kvádrová čepel 9. Čepel 9 má v pohledu kolmo k podélné ose 4 obdélníkový průřez o šířce B. a tloušťce D. Šířka B čepele 9. vybíhá na předním konci 5. kotevního elementu 3. do hrotu 14. Jako upevňovací prostředek 8. je dále na zadním konci 6 kotevního elementu 3., na úložné hlavě 10 uspořádán vnější závit 12, soustředný s podélnou osou 4, a přes tento vnější závit 12 lze našroubovat maticí 13, takže při utahování tato matice 13 axiálně svírá podélný nosník i. v kanálku 11, takže kotevní element 1 je na podélném nosníku £ zablokován.Fig. 1 and 2 show an embodiment of the device according to the invention, which comprises an anchoring element 3 with mounting means 7 for a longitudinal beam 1 at the rear end 6 of this anchoring element 3. The mounting means 7 consist of a mounting head 10 in the shape of a substantially circular cylinder, which is coaxial with the longitudinal axis 4 of the anchoring element 3, with a channel 11 open to the rear end 6, serving to mount the longitudinal beam 1. The longitudinal beam 1 is mounted in such a way that its central axis 2 runs perpendicular to the longitudinal axis 4. The anchoring element 3. contains an anchoring segment 27 in the area between the front end 5. and the mounting head 10, which is designed as a substantially cuboid blade 9. The blade 9 has a rectangular cross-section with a width B. and a thickness D when viewed perpendicular to the longitudinal axis 4. The width B of the blade 9. extends at the front end 5. of the anchoring element 3. into the tip 14. As a fastening means 8., an external thread 12, concentric with the longitudinal axis 4, is also arranged at the rear end 6 of the anchoring element 3. on the mounting head 10, and a nut 13 can be screwed onto this external thread 12, so that when tightened, this nut 13 axially clamps the longitudinal beam i. in the channel 11, so that the anchor element 1 is locked on the longitudinal beam £.

Forma provedení zařízení podle vynálezu, znázorněná na obr. 3, zahrnuje kotevní element 3_, který má jako kotevní segment 27 spirálovitou čepel 9, koaxiální s podélnou osou 4. Na zadním konci 6 kotevního elementu 3_ je uspořádán koaxiálně s podélnou osou 4The embodiment of the device according to the invention, shown in Fig. 3, comprises an anchor element 3_, which has as an anchor segment 27 a helical blade 9, coaxial with the longitudinal axis 4. At the rear end 6 of the anchor element 3_, a helical blade 9 is arranged coaxially with the longitudinal axis 4.

kuželový segment 23, sousedící s kotevním 27 segmentem a rovněž koaxiálně na tento segment 27 navazující závitový čep 25. Úložné prostředky 7 sestávají v podstatě z provrtaného spojovacího elementu 36, ve kterém je koaxiálně se středovou osou 2 (obr. 2) posuvně uložen podélný nosník 1_, který lze zajistit aretačním šroubem 3 5. Kromě podélného nosníku 1. je ve spojovacím elementu 36 uspořádána dutina 38 ve tvaru duté koule, která tímto spojovacím elementem 36 prochází, a ve které je uložen kulovitý upínací element 37. opatřený zářezy. Upínací element 37 je opatřen vnitřním kuželem 39, do kterého je možné uložit kuželový segment 23 na kotevním elementu 3.. Spojením mezi kotevním elementem 3_ a spojovacím elementem 36 pomocí upínacího elementu 37, otočného v dutině 38 kolem tří os, vzájemně k sobě kolmých, lze měnit úhel mezi středovou osou 2 podélného nosníku i. a podélnou osou 4 kotevního elementu 3_. Pomocí matice 13, kterou je možné našroubovat na koncovou část závitového čepu 25. je kuželový segment 23 vtahován do vnitřního kužele 39 upínacího elementu 37, takže tento element 37 se radiálně rozpíná a v dutině 38 je pak sevřen tak, že kotevní element 3. je ve spojovacím elementu 36 zablokován. Spojení tohoto druhu mezi podélným nosníkem 1 a šroubem do patky oblouku obratle jako kotevním elementem 3. je popsáno ve spise EP 0 599 847 SCHLÁPFER. Místo kuželového segmentu 23 a závitového čepu 25 může být na zadním konci 6 kotevního elementu 3. uspořádána kulová hlava, kterou je možné spojit s podélným nosníkem 1. pomocí zařízení ke spojování podélného nosníku 1. s kotevním elementem 3_, vytvořeným jako šroub do patky oblouku obratle, jak je zveřejněno ve spise WO 98/52482 SCHLÁPFER.a conical segment 23, adjacent to the anchoring segment 27 and also a threaded pin 25 coaxially connected to this segment 27. The bearing means 7 essentially consist of a drilled connecting element 36, in which a longitudinal beam 1 is slidably mounted coaxially with the central axis 2 (Fig. 2), which can be secured with a locking screw 3 5. In addition to the longitudinal beam 1, a cavity 38 in the shape of a hollow sphere is arranged in the connecting element 36, which passes through this connecting element 36 and in which a spherical clamping element 37 provided with notches is mounted. The clamping element 37 is provided with an inner cone 39, into which it is possible to place the conical segment 23 on the anchoring element 3. By connecting the anchoring element 3_ and the connecting element 36 by means of the clamping element 37, which is rotatable in the cavity 38 about three axes, mutually perpendicular to each other, it is possible to change the angle between the central axis 2 of the longitudinal beam i. and the longitudinal axis 4 of the anchoring element 3_. By means of the nut 13, which can be screwed onto the end part of the threaded pin 25., the conical segment 23 is pulled into the inner cone 39 of the clamping element 37, so that this element 37 expands radially and is then clamped in the cavity 38 so that the anchoring element 3. is blocked in the connecting element 36. A connection of this type between the longitudinal beam 1 and the vertebral arch foot screw as an anchoring element 3 is described in EP 0 599 847 SCHLÁPFER. Instead of the conical segment 23 and the threaded pin 25, a spherical head can be arranged at the rear end 6 of the anchoring element 3, which can be connected to the longitudinal beam 1 by means of a device for connecting the longitudinal beam 1 to the anchoring element 3, designed as a vertebral arch foot screw, as disclosed in WO 98/52482 SCHLÁPFER.

Na obr. 4 je znázorněna forma provedení kotevního segmentu 27, přiléhajícího na zadní konec 6. kotevního elementu 3,j po jeho délce L. Kotevní segment 27 sestává v podstatě z ploché čepele 9. o délce L, šířce B a tloušťce D. Boční plochy 32 čepele 9 jsou ·· ····Fig. 4 shows an embodiment of an anchor segment 27, adjacent to the rear end of the 6th anchor element 3,j along its length L. The anchor segment 27 consists essentially of a flat blade 9 with a length L, a width B and a thickness D. The side surfaces 32 of the blade 9 are ...

• · · · · vymezeny délkou L a tloušťkou D. Průřez čepelí 9 zahrnuje v pohledu kolmo k podélné ose 4 první příčnou osu 29. která probíhá v rovině bočních ploch 32 a je kolmá k podélné ose 4 a druhou příčnou osu 3 0, která je kolmá k bočním plochám 32 a kolmá k podélné ose 4. Poměr šířky B k tloušťce D je v podstatě mezi 1 a 14, přednostně mezi 3 a 6. Díky tomuto poměru šířky B a tloušťky D může být implantát uložen do tělesa obratle bez velkého poškození kosti. Čepel 9 je přitom v kosti orientována s přihlédnutím k účinkům zatížení. Je-li čepel 9. implantována do obratle tak, že první příčná osa 29 probíhá rovnoběžně s podélnou osou páteře, vykazuje čepel 9. vysokou odolnost proti ohybu, má však vzhledem k přestřižení kosti nepříznivou polohu. Jestliže je čepel 9 naproti tomu implantována do těla obratle tak, že druhá příčná osa 30 probíhá rovnoběžně s páteří, je vzhledem k přestřižení kosti poloha čepele 9. příznivější, což je ostatně spojeno s menší ohybovou pevností čepele 9. Čepel 9 může být provedena následujícím způsobem:• · · · · delimited by the length L and the thickness D. The cross-section of the blades 9 includes, in a view perpendicular to the longitudinal axis 4, a first transverse axis 29. which runs in the plane of the side surfaces 32 and is perpendicular to the longitudinal axis 4 and a second transverse axis 30, which is perpendicular to the side surfaces 32 and perpendicular to the longitudinal axis 4. The ratio of the width B to the thickness D is essentially between 1 and 14, preferably between 3 and 6. Thanks to this ratio of the width B and the thickness D, the implant can be placed in the vertebral body without major damage to the bone. The blade 9 is oriented in the bone taking into account the effects of the load. If the blade 9. is implanted in the vertebra such that the first transverse axis 29 runs parallel to the longitudinal axis of the spine, the blade 9. exhibits high resistance to bending, but is in an unfavorable position with respect to cutting through the bone. If, on the other hand, the blade 9 is implanted into the vertebral body such that the second transverse axis 30 runs parallel to the spine, the position of the blade 9 is more favorable with respect to cutting the bone, which is also associated with a lower bending strength of the blade 9. The blade 9 can be made in the following way:

a) ve tvaru kvádru o délce L, tloušťce D a šířce B (obr. 5a),a) in the shape of a cuboid with length L, thickness D and width B (Fig. 5a),

b) ve tvaru klínu o šířce B, zmenšující se k přednímu konci 5.b) wedge-shaped with a width of B, decreasing towards the front end 5.

(obr. 5b),(Fig. 5b),

c) ve tvaru klínu o šířce B, zvětšující se k přednímu konci 5.c) wedge-shaped with a width of B, increasing towards the front end 5.

(obr. 5c),(Fig. 5c),

d) v pohledu shora je čepel 9. na předním konci 5. vytvořena konvexní (obr. 5d),d) in the top view, the blade 9. at the front end 5. is made convex (Fig. 5d),

e) v pohledu shora vybíhá čepel 9. na předním konci 5.e) in the top view, blade 9 extends from the front end of blade 5.

jako rovnostranná nebo nerovnostranná do hrotu 14 (obr. 5e),as equilateral or non-equilateral to the tip 14 (Fig. 5e),

f) v pohledu shora je čepel 9 na předním konci 9. jednostranně zkosena (obr. 5f),f) in the top view, the blade 9 is beveled on one side at the front end 9 (Fig. 5f),

g) v pohledu shora je čepel 9 na předním konci 5. jednostranně zaoblena (obr. 5g),g) in the top view, the blade 9 is rounded on one side at the front end 5 (Fig. 5g),

h) v podélném řezu, probíhajícím rovnoběžně s bočními plochami 32 je čepel 9. na předním konci rovnostranně nebo nerovnostranně zahrocena (obr. 6a),h) in a longitudinal section running parallel to the side surfaces 32, the blade 9 is equilaterally or non-equilaterally pointed at the front end (Fig. 6a),

9· ··· ·9· ··· ·

i) v podélném řezu, probíhajícím rovnoběžně s bočními plochami 32 je čepel 9 na předním konci £ jednostranně zkosena (obr. 6b),i) in a longitudinal section running parallel to the side surfaces 32, the blade 9 is beveled on one side at the front end £ (Fig. 6b),

j) v příčném řezu, kolmém k podélné ose 4, vybíhají obě boční hrany čepele 9. ležící v bočních plochách 32 do hrotu (obr. 7a),j) in a cross-section perpendicular to the longitudinal axis 4, both lateral edges of the blade 9 lying in the lateral surfaces 32 extend into the tip (Fig. 7a),

k) v příčném řezu, kolmém k podélné ose 4, vybíhá jedna boční hrana čepele 9, ležící v jedné boční ploše 32 do hrotu (obr. 7b),k) in a cross-section perpendicular to the longitudinal axis 4, one side edge of the blade 9, lying in one side surface 32, extends into the tip (Fig. 7b),

l) v příčném řezu, kolmém k podélné ose 4, je boční hrana čepel 9, ležící v jedné boční ploše 32 zkosena (obr. 7c),l) in a cross-section perpendicular to the longitudinal axis 4, the side edge of the blade 9, lying in one side surface 32, is beveled (Fig. 7c),

m) v příčném řezu, kolmém k podélné ose 4, jsou obě boční hrany čepele 9, ležící v bočních plochách 32 stejně zkoseny (obr. 7d), am) in a cross-section perpendicular to the longitudinal axis 4, both lateral edges of the blade 9, lying in the lateral surfaces 32, are equally beveled (Fig. 7d), and

n) v příčném řezu, kolmém k podélné ose 4, jsou obě boční hrany čepele 9, ležící v bočních plochách 32, zkoseny stejně proti sobě (obr. 7e).n) in a cross-section perpendicular to the longitudinal axis 4, both lateral edges of the blade 9, lying in the lateral surfaces 32, are beveled equally towards each other (Fig. 7e).

Na obr. 8a a 8b jsou znázorněny dvě formy provedení zkroucené čepele 9. Obr. 8a znázorňuje čepel 9, která je zkroucena po délce L okolo hrany čepele 9, navazující na délku L a ohraničující boční plochy 3 2, o úhel α pootočení. Obr. 8b znázorňuje hranu 9, která je zkroucena po délce L okolo podélné osy 4 rovněž o úhel α zkroucení. Zkroucení může být levotočivé nebo pravotočivé. Pro zkrutnou délku L_v a úhel α zkroucení lze následně definovat stoupání závitu zkrutu:Fig. 8a and 8b show two embodiments of a twisted blade 9. Fig. 8a shows a blade 9 that is twisted along a length L around the edge of the blade 9, continuing along the length L and bounding the side surfaces 3 2, by an angle α of rotation. Fig. 8b shows an edge 9 that is twisted along a length L around the longitudinal axis 4 also by an angle α of rotation. The twisting can be left-handed or right-handed. For the twisting length L _v and the twist angle α, the pitch of the twist can be defined as follows:

Stoupání S = L_v * 360° / α [°]Pitch S = L _in * 360° / α [°]

V případě tohoto spirálového provedení čepele 9 je stoupání mezi 60 mm až 300 mm, výhodné zejména mezi 100 mm a 240 mm.In the case of this spiral design of the blade 9, the pitch is between 60 mm and 300 mm, preferably between 100 mm and 240 mm.

Obr. 9a znázorňuje další formu provedení kotevního elementu 3, s kombinací čepelí 9. Kotevní elementm(4Unt 3(4Uhrnuje kotevní segment 27 se dvěma čepelemi 9, které jsou spojeny s dutým tělesem 28, uspořádaným po celé délce kotevního elementu 3_, koaxiálně s podélnou osou 4. Obě čepele 9 jsou přitom uspořádány tak, že .· ··Fig. 9a shows another embodiment of the anchoring element 3, with a combination of blades 9. The anchoring element 3 comprises an anchoring segment 27 with two blades 9, which are connected to a hollow body 28, arranged along the entire length of the anchoring element 3, coaxially with the longitudinal axis 4. The two blades 9 are arranged in such a way that .· ··

9··· jejich první příčné osy 29 leží v jedné rovině. Duté těleso 28 je provrtáno vrtaným otvorem 20, soustředným s podélnou osou 4.9··· their first transverse axes 29 lie in one plane. The hollow body 28 is drilled with a drilled hole 20, concentric with the longitudinal axis 4.

Forma provedení kotevního elementu 3_, znázorněná na obr. 9b, je další kombinací většího počtu čepelí 9, která obsahuje tyto čepele 9 uspořádané ve tvaru hvězdice. Boční plochy 32 (viz obr. 4) čepelí 9 jsou rovnoběžně s podélnou osou 4 spojeny s koaxiálním dutým válcem 28. přičemž první příčné osy 29 čepelí 9 svírají vzhledem k podélné ose 4 středové úhly β, χ, δ. Ve zde znázorněné formě provedení jsou středové úhly β, χ, δ. stejné, to znamená že j3 = χ = δ, kdežto v jiných formách provedení mohou být čepele 9 uspořádány s různými středovými úhly. Tyto středové úhly mohou být uspořádány vždy podle potřeby. Kotevní element 3., který má tři nebo více čepelí, může být také proveden ve tvaru šroubovice.The embodiment of the anchoring element 3_ shown in Fig. 9b is a further combination of a plurality of blades 9, which comprises these blades 9 arranged in the shape of a star. The side surfaces 32 (see Fig. 4) of the blades 9 are connected parallel to the longitudinal axis 4 to a coaxial hollow cylinder 28. wherein the first transverse axes 29 of the blades 9 form central angles β, χ, δ with respect to the longitudinal axis 4. In the embodiment shown here, the central angles β, χ, δ. are the same, i.e. j3 = χ = δ, whereas in other embodiments the blades 9 can be arranged with different central angles. These central angles can always be arranged as required. The anchoring element 3., which has three or more blades, can also be designed in the shape of a helix.

U systémů s hřeby do kostní dřeně jsou kotevní implantáty ve formě čepelí zatloukány kladivem. Zatloukání je u páteře zakázáno, protože existuje nebezpečí poranění životně důležitých a vaskulárních struktur.In bone marrow nail systems, the blade-shaped anchor implants are hammered in. Hammering is prohibited in the spine because of the risk of injury to vital and vascular structures.

Možnosti kontrolovatelného osazování kotevního elementu 3_ pomocí transportního zařízení 15 jsou znázorněny na obr. 10 až 13. Transportní zařízení 15, znázorněné na obr. 10 obsahuje transportní šroub 16 s hrotem 17 šroubu, dříkem 18 šroubu, závitovým segmentem 21, přiléhajícím na hrot 17 šroubu a s hnacím prostředkem 19, přičemž hnací prostředek 19 lze obsluhovat od zadního konce 6. kotevního elementu 3_. Transportní šroub 16 je vůči kotevnímu elementu 3_ volně otočný. Jestliže se transportní šroub 16 pomocí šroubováku 49 otáčí, proniká kostí a přitom s sebou unáší kotevní element 3.The possibilities for the controllable insertion of the anchor element 3_ using the transport device 15 are shown in Fig. 10 to 13. The transport device 15 shown in Fig. 10 comprises a transport screw 16 with a screw tip 17, a screw shaft 18, a threaded segment 21 abutting the screw tip 17 and a drive means 19, the drive means 19 being operable from the rear end 6 of the anchor element 3_. The transport screw 16 is freely rotatable relative to the anchor element 3_. When the transport screw 16 is rotated using a screwdriver 49, it penetrates the bone and carries the anchor element 3 with it.

·· ······ ····

··*···*·

Závitový element 21 může být podle obr. 10 a 11 do kotevního segmentu 27 integrován, přičemž chody závitu radiálně přečnívají přes tloušťku D čepele 9. nebo na předním konci 5. kotevního elementuThe threaded element 21 can be integrated into the anchor segment 27 according to Figs. 10 and 11, with the thread courses projecting radially over the thickness D of the blade 9 or at the front end 5 of the anchor element.

3. přečnívají přes konec kotevního segmentu 27. Závitový segment 21 se může dále rozprostírat jen na části délky L nebo po celé této délce L. Výhody tohoto transportního zařízení 15 spočívají v tom, že dopravní šroub 16 kotevní segment 27 přímo vtahuje do kosti. Nevýhodné naproti tomu je, že ve středu páteře je kost velmi porézní, takže dopravní šroub 16 se vytrhává a transportní zařízení by mohlo selhat.3. project beyond the end of the anchor segment 27. The threaded segment 21 may further extend over only part of the length L or over the entire length L. The advantages of this transport device 15 are that the transport screw 16 pulls the anchor segment 27 directly into the bone. The disadvantage, on the other hand, is that in the center of the spine the bone is very porous, so that the transport screw 16 is torn out and the transport device could fail.

Na obr. 12 zahrnuje transportní zařízení 15 transportní šroub 16, který je uložen ve vrtaném otvoru 20 v dutém tělese 28, vyčnívá přes přední konec 5. kotevního segmentu 3. a lze jej ukotvit v protilehlém kortikálu. Místo ukotvení v protilehlém kortikálu pomocí závitu, jak je tomu v případě transportního šroubu 16, mohou být použity také jiné elementy, jako hmoždinky 46 (obr. 16a a 16b) nebo háky 47 (obr. 17a a 17b) a podobně, s prodloužením. Na zadním konci 6. kotevního elementu 3. má transportní zařízení 1 5 prodloužení 63, spojené s transportním šroubem 16, které koaxiálně vyčnívá přes prodloužený segment A z kotevního elementu i a na konci má opěru 50, takže mezi opěru 50 a zadní konec 6. kotevního elementu 3_ může být zavedeno rozpěrné zařízení 51 a kotevní segment 27 může být roztahováním rozpěrného zařízení 51 do kosti zatlačen. Výhoda této formy provedení transportního zařízení 15 spočívá v tom, že transportní šroub 16 je už předem ukotven v nejlepší možné kosti. Nevýhodný je naproti tomu nákladný instrumentář, podmíněný velikostním omezením.In Fig. 12, the transport device 15 includes a transport screw 16, which is received in a drilled hole 20 in a hollow body 28, projects beyond the front end 5 of the anchoring segment 3 and can be anchored in the opposing cortex. Instead of anchoring in the opposing cortex by means of a thread, as is the case with the transport screw 16, other elements can also be used, such as dowels 46 (Figs. 16a and 16b) or hooks 47 (Figs. 17a and 17b) and the like, with an extension. At the rear end of the 6th anchoring element 3, the transport device 15 has an extension 63 connected to the transport screw 16, which projects coaxially over the extended segment A from the anchoring element 1 and has an abutment 50 at the end, so that a spacer device 51 can be introduced between the abutment 50 and the rear end of the 6th anchoring element 3 and the anchoring segment 27 can be pressed into the bone by expanding the spacer device 51. The advantage of this embodiment of the transport device 15 is that the transport screw 16 is already anchored in the best possible bone beforehand. The disadvantage, on the other hand, is the expensive instrumentation, which is due to the size limitation.

Pomocné zařízení 48, symbolicky znázorněné na obr. 13, je do kortikálu ukotveno například pomocí šroubů 52 do kosti jako opěra, aby kotevní segment 27 na zadním konci 6 kotevního elementu 3 ·« ·· ·· ·· ···· vtlačovala pomocí rozpěrného zařízení 51 do kosti. Nevýhodně zde působí přídavné vytváření otvorů v páteři, nutné pro ukotvení pomocného zařízení 48.The auxiliary device 48, symbolically shown in Fig. 13, is anchored to the cortex, for example by means of screws 52 into the bone as a support, so that the anchor segment 27 at the rear end 6 of the anchoring element 3 ·« ·· ·· ·· ·· ··· presses it into the bone by means of a spacer device 51. The additional creation of holes in the spine, which is necessary for anchoring the auxiliary device 48, has a disadvantage here.

V porovnání se šrouby do kostí, například také s dutými šrouby, je čepel 9 nevýhodná v tom, pevnost ukotvení je v podélné ose 4 relativně malá. Transportní zařízení 15 znázorněná na obr. 10 až 12 tuto pevnost ukotvení zvyšují.Compared to bone screws, for example also hollow screws, the blade 9 is disadvantageous in that the anchoring strength in the longitudinal axis 4 is relatively low. The transport devices 15 shown in FIGS. 10 to 12 increase this anchoring strength.

Obr. 14a až 14c znázorňují možnosti, jak lze zvýšit utvářením povrchu čepele 9. pevnost ukotvení v podélné ose 4:Fig. 14a to 14c show the possibilities of increasing the anchoring strength in the longitudinal axis 4 by shaping the surface of the blade 9:

a) vytvořením čepele 9 (obr, 14a) ve tvaru pilových zubů s povrchem ohraničeným délkou L a šířkou B, přičemž strmé strany pilových zubů jsou orientovány směrem od předního konce 5. kotevního elementu 3., neboa) by forming a blade 9 (Fig. 14a) in the shape of saw teeth with a surface bounded by length L and width B, the steep sides of the saw teeth being oriented away from the front end 5 of the anchoring element 3, or

b) vytvořením čepele 9 (obr. 14b) ve tvaru šupin s povrchem ohraničeným délkou L a šířkou B, přičemž také v tomto případě jsou strmé strany šupin orientovány směrem od předního konce 5. kotevního elementu 3_.b) by forming a blade 9 (Fig. 14b) in the shape of scales with a surface bounded by length L and width B, whereby also in this case the steep sides of the scales are oriented away from the front end of the 5th anchoring element 3_.

Provedení ve tvaru pilových zubů nebo šupin přitom může být umístěno jenom na jednom z povrchů ohraničených délkou L a šířkou B nebo na obou těchto površích, zaujímat jenom část délky L nebo se rozprostírat po celé délce L.The sawtooth or scale-shaped design can be located on only one of the surfaces bounded by length L and width B or on both of these surfaces, occupy only part of length L or extend over the entire length L.

c) místo mechanického zajištění je možné použít také biologického zajištění. Jak je znázorněno na obr. 14c, je povrch čepele 9. ohraničený délkou L a šířkou B, v tomto případě provrtán větším počtem svislých otvorů 62. takže kost může těmito otvory 62 prorůstat.c) instead of mechanical locking, it is also possible to use biological locking. As shown in Fig. 14c, the surface of the blade 9. is bounded by length L and width B, in this case drilled with a plurality of vertical holes 62. so that bone can grow through these holes 62.

φφ φφφφ φφ φφφφ φφ φφφφ φφφφ φφ φφφφ φφ φφ

• φ• φ

Ve formě provedení podle obr. 15 je na zadním konci 6 kotevního elementu 3. uspořádáno závitové pouzdro 40 s vnějším závitem 41. Závitové pouzdro 40 obsahuje koaxiální vrtaný otvor 42., který umožňuje nasunutí tohoto pouzdra 40 přes válcový čep 43, uspořádaný mezi kotevním segmentem 27 a koncem kuželového segmentu 23.. Jako transportní šroub 16 (obr. 10 až 12) slouží toto závitové pouzdro 40 rovněž ke zvýšení pevnosti ukotvení kotevního elementu 3. v kosti. Tato forma provedení může být použita v kombinaci s verzemi, znázorněnými na obr. 10 až 14.In the embodiment according to Fig. 15, a threaded sleeve 40 with an external thread 41 is arranged at the rear end 6 of the anchoring element 3. The threaded sleeve 40 includes a coaxial bore 42. which allows this sleeve 40 to be inserted over a cylindrical pin 43 arranged between the anchoring segment 27 and the end of the conical segment 23. As a transport screw 16 (Figs. 10 to 12), this threaded sleeve 40 also serves to increase the anchoring strength of the anchoring element 3. in the bone. This embodiment can be used in combination with the versions shown in Figs. 10 to 14.

Na obr. 16a a 16b jsou znázorněna zařízení pro ukotvení transportního zařízení 16 (obr. 12) v protilehlém kortikálu, která je možné použít místo transportního šroubu 15 (obr. 12). Jedná se přitom o duté válcovité hmoždinky 46. které jsou vybaveny koaxiálními zářezy 55. vedenými jednak od prvního konce 56 a jednak od druhého konce 57 hmoždinek 46 (obr. 16a), umožňujícími radiální pružení. Ve formě provedení podle obr. 16a nastává radiální rozevření hmoždinky 46 pomocí dvou rozpěrných kuželů 53., uspořádaných koaxiálně na rovněž koaxiální závitové tyčce 54, které jsou posuvné proti sobě díky vnějšímu závitu na této tyčce 54 a odpovídajícímu vnitřnímu závitu v rozpěrných kuželech 53.. Jak je znázorněno na obr. 16b, místo rozpěrných kuželů 53 může být k radiálnímu rozevření hmoždinky 46 použit také klínový element 58. Zde je znázorněna hmoždinka 46, která má koaxiální zářezy 55 vedené pouze od jejího druhého konce 57, takže rozepření hmoždinky 46 nastává koaxiálním vtahováním klínového elementu 58 pomocí závitové tyčky 54. Klínový element 58 může být místo čtyřdílného provedení, jak je znázorněno na obr. 16b, proveden také jako 1, 2 nebo 3 dílný.Fig. 16a and 16b show devices for anchoring the transport device 16 (Fig. 12) in the opposing cortex, which can be used instead of the transport screw 15 (Fig. 12). These are hollow cylindrical dowels 46. which are equipped with coaxial notches 55. guided from the first end 56 and from the second end 57 of the dowels 46 (Fig. 16a), allowing radial springing. In the embodiment according to FIG. 16a, the radial expansion of the plug 46 occurs by means of two expansion cones 53., arranged coaxially on a likewise coaxial threaded rod 54, which are displaceable against each other due to the external thread on this rod 54 and the corresponding internal thread in the expansion cones 53. As shown in FIG. 16b, instead of the expansion cones 53, a wedge element 58 can also be used to radially expand the plug 46. Here, the plug 46 is shown which has coaxial notches 55 extending only from its second end 57, so that the expansion of the plug 46 occurs by coaxially pulling in the wedge element 58 by means of the threaded rod 54. Instead of the four-part design as shown in FIG. 16b, the wedge element 58 can also be designed as 1, 2 or 3 piece.

Další zařízení k ukotvení transportního zařízení 16 (obr. 12) do protilehlého kortikálu je znázorněno na obr. 17a a 17b. Zde se jedná ♦ · 9 • 9 9«·· o háky 47, rozpínající se vzhledem k podélné ose 4 kotevního elementu 3. (obr. 1) radiálně, které se směrem ke svému hrotu 64 zužují před montáží, stejně jako v jejím průběhu, jsou radiálně stlačovány k sobě pomocí koaxiálně uspořádaného pouzdra 59.. Háky 47 jsou zaváděny pomocí koaxiální tyčky 60.. Po zavedení háků 47 se pouzdro 59 z háku 47 stáhne přes jeho konec, protilehlý vůči hrotu 61, načež se hák 47 radiálně roztáhne a tím ukotví v protilehlém kortikálu.Another device for anchoring the transport device 16 (Fig. 12) in the opposing cortex is shown in Fig. 17a and 17b. Here, the hooks 47, which expand radially with respect to the longitudinal axis 4 of the anchoring element 3 (Fig. 1), which taper towards their tip 64 before assembly, as well as during its course, are radially compressed together by means of a coaxially arranged sleeve 59. The hooks 47 are introduced by means of a coaxial rod 60. After the hooks 47 have been introduced, the sleeve 59 is pulled off the hook 47 over its end opposite the tip 61, whereupon the hook 47 expands radially and thereby anchors in the opposing cortex.

Obr. 18 znázorňuje průřez obratlem 63 s nasazeným kotevním elementem 3., který obratlem 63 prochází v podélné ose 4, probíhající napříč k podélné ose páteře.Fig. 18 shows a cross-section through a vertebra 63 with an anchoring element 3 fitted, which passes through the vertebra 63 in a longitudinal axis 4 extending transversely to the longitudinal axis of the spine.

Obr. 19 znázorňuje pohled z boku na větší počet obratlů 63 s implantovaným zařízením podle vynálezu, které v této formě provedení zahrnuje teleskopický podélný nosník 1 se středovou osou 2, probíhající rovnoběžně s podélnou osou páteře, a se dvěma kotevními elementy 3_.Fig. 19 shows a side view of a plurality of vertebrae 63 with an implanted device according to the invention, which in this embodiment comprises a telescopic longitudinal beam 1 with a central axis 2 extending parallel to the longitudinal axis of the spine and with two anchoring elements 3_.

Claims

PATENT CLAIMS

1. A device for fastening bones, in particular vertebrae, to each other, comprising

A) a longitudinal beam (1) with a central axis (2), and

Β) n anchoring elements (3.i) (2 < i < n) with longitudinal axes (4), each with a front end (5) and a rear end (6), whereby

C) the longitudinal axes (4) of the anchoring elements (3.i) form an angle between 65° and 115° with respect to the central axis (2) of the longitudinal beam (1) and

D) at least one of the anchoring elements (3.j) (1 < j < n) is formed in the form of a blade, characterized in that

E) at least the anchoring element (3,j) comprises at its rear end (6) a storage means (7) for the longitudinal beam (1) with locking means (8,34) for releasably locking the connection between the longitudinal beam (1) and the anchoring element (3.j), and the locked connection does not allow any relative movements between the longitudinal beam (1) and the anchoring element (3.j) and captures forces and moments in all three axial directions of the three-dimensional coordinate system.

2. Device according to claim 1, characterized in that at least the anchoring element (3.j) (1 < j < n) is formed at its rear end (6) in a shape following the blade.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the locking means (8) can be operated from the rear end (6) of at least one anchoring element (3.j).

4. Device according to one of Claims 1, characterized in that the mounting (7) is open at the side, so that the longitudinal beam (1) can be inserted into the mounting (7) transversely to the longitudinal axis (4).

4« 9999 ·» 4···

9 ·9 • 9 9 9

9 9 9

999 99 • 4 4

9 9 9

4 4 4

4· 4

4 4 ·

9 9 9

9 9 4 • 4 · *

44 ♦·

5. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the mounting (7) is open from the rear end (6) so that the longitudinal beam (1) can be inserted into this mounting (7) parallel to the longitudinal axis (4).

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one anchoring element (3.j) comprises a transport device (15) for transporting the anchoring element (3.j) into the bone, parallel to the longitudinal axis (4).

7. Device according to claim 6, characterized in that the transport device (15) is designed as a transport screw (16).

8. The device according to claim 7, characterized in that the transport screw (16) comprises a screw tip (17), a screw shank (18), a threaded element (21) arranged on the screw tip (17), and a drive means (19), and the drive means (19) can be operated from the rear end (6) of the anchor element (3.j).

9. Device according to claim 8, characterized in that at least one anchor element (3.j) has a coaxially extending bore (20) and the transport screw (16) can be placed in this bore (20) so that the screw tip (17) and the threaded element (21) project axially beyond the front end (5) of the anchor element (3.j).

10. Device according to claim 8, characterized in that at least one anchor element (3.j) has a coaxially extending bore (20) and the transport screw (16) can be placed in this bore (20), wherein the threaded element (21) is integrated into the anchor element (3,j) and projects radially perpendicular to the longitudinal axis (4) over the anchor element (3.i) on a part of its circumference.

»♦ «444 •4 4444

Π A 4 4 4 4 4 4 4 · ♦ « «ό 444 44 44 4 44 44

11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the rear end (6) of at least one of the anchoring elements (3,j) has a coaxial conical segment (23).

12. Device according to claim 11, characterized in that the conical segment (23) has a concentric threaded bore (24) that is axially open at the end.

13. Device according to claim 11, characterized in that the conical segment (23) is connected at the end by a concentric pin (25) with an external thread.

14. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the storage means (7) comprises a coaxial conical head (26) connected at the end to the rear end (6) of the anchoring element (3-j).

15. Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the anchoring element (3,j) comprises at the rear end (6) bordering the length (L) an anchoring segment (27) with at least one blade (9) which has a substantially rectangular cross-section with a thickness (D) and a width (B) and the blade (9) comprises a first transverse axis (22) parallel to the long side of the cross-section.

16. Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the anchoring element (3.j) comprises at the rear end (6), bordering the length (L), an anchoring segment (27) with at least one blade (5), converging in a top view towards the front end (5).

17. Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the anchoring element (3.j) comprises at the rear end (6), bordering the length (L), an anchoring segment (27) with at least one blade (9), diverging when viewed from above towards the front end (5).

18. Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the anchoring element (3.j) comprises at the rear end (6), bordering the length (L), an anchoring segment (27) with at least one blade (9), which, when viewed from above, extends towards the front end (9) into a tip (14).

19. Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the anchoring element (3.j) comprises at the rear end (6) bordering the length (L) an anchoring segment (27) with at least one blade (9) which is beveled on one side when viewed from above at the front end (5).

20. Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the anchoring element (3.j) comprises at the rear end (6) bordering the length (L) an anchoring segment (27) with at least one blade (9) which is convex at the front end (5) when viewed from above.

21. Device according to one of claims 1 to 20, characterized in that the anchoring element (3.j) comprises at the rear end (6), bordering the length (L), an anchoring segment (27) with at least one blade (9), which, when viewed in longitudinal section at the front end (5), extends into a tip.

22. Device according to one of claims 1 to 20, characterized in that the anchoring element (3.j) comprises at the rear end (6) bordering the length (L) an anchoring segment (27) with at least one blade (9) which, when viewed in longitudinal section, is attached to the front end (5) on one side.

• ·· • 9 9 9 9 9-99 9 9 99 ·♦·· 9 • • 9 • · 9 9 9 9 9 9 • • • · 9 • 9 « 9 • • · 9 9 99 9 9 * 99 »·

23. Device according to one of claims 1 to 22, characterized in that the anchoring element (3.j) comprises at the rear end (6) bordering the length (L) an anchoring segment (27) with at least one blade (9) which is pointed on at least one side surface when viewed in cross-section.

24. Device according to one of claims 1 to 22, characterized in that the anchoring element (3.j) comprises at the rear end (6) bordering the length (L) an anchoring segment (27) with at least one blade (9) which is attached on one side, when viewed in cross-section, to at least one side surface (32).

25. Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the anchoring element (3.j) comprises at the rear end (6) bordering the length (L) an anchoring segment (27) with at least one blade (9) which is twisted along the length (L) around the edge adjacent to the side surface (32).

26. Device according to one of claims 1 to 24, characterized in that the anchoring element (3.j) comprises at the rear end (6) bordering the length (L) an anchoring segment (27) with at least one blade (9) which is twisted along the length (L) about the longitudinal axis (4).

27. Device according to one of claims 1 to 26, characterized in that the anchoring element (3.j) comprises, at the rear end (6) bordering the length (L), an anchoring segment (27) with two blades (9).

28. Device according to claim 27, characterized in that the blades (9) lie in one plane when viewed in cross-section.

29. Device according to claim 27 or 28, characterized in that the blades (9) are separated by a rod parallel to the longitudinal axis (4).

99 9999

99 99

9 9 9 9 9 9 9 · • 9 9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 9 9

9 99 99 9 99 99

30. Device according to claim 29, characterized in that the rod is a hollow body (28) drilled parallel to the longitudinal axis (4).

31. Device according to one of claims 1 to 26, characterized in that the anchor element (3,j) comprises at the rear end (6) bordering the length (L) an anchor segment (27) with three or more blades (9), and the anchor segment (27) has a star-shaped cross-section.

32. Device according to one of claims 1 to 26, characterized in that the anchoring element (3.j) comprises at the rear end (6) bordering the length (L) an anchoring segment (27) with three or more blades (9), the blades (9) being arranged with unequal central angles in a cross-section from the view of the anchoring element (27).

33. Device according to one of claims 1 to 32, characterized in that the anchoring element (3.j) comprises a coaxial hollow body (28) with a coaxial bore (20) passing through the anchoring element (3.j) from the front end (5) to the rear end (6).

34. Device according to one of claims 1 to 33, characterized in that the anchoring element (3.j) comprises at the rear end (6) bordering the length (L) an anchoring segment (27) with at least one blade (9) and at least one blade (9) has a surface structure in the form of saw teeth, the steep sides of the saw teeth being oriented towards the rear end (6) of the anchoring element (3.j).

35. The device according to claim 34, characterized in that the surface structure is located on one side.

36. The device according to claim 34, characterized in that the surface structure is located on the sides.

• ·· φφ φφφφ φφ *»· ♦ φφφ φφφ φ φ φ φ φ φ φ φφφφ • · · φφφ φ · · • ΦΦ φφ φφ φ φφ φφ

37. Device according to one of claims 1 to 33, characterized in that the anchoring element (3.j) comprises at the rear end (6) bordering the length (L) an anchoring segment (27) with at least one blade (9) and at least one blade (9) has a surface structure in the form of scales, the steep sides of the scales being oriented towards the rear end (6) of the anchoring element (3.j).

38. The device according to claim 37, characterized in that the surface structure is located on one side.

39. The device according to claim 37, characterized in that the surface structure is located on both sides.

40. Device according to one of claims 15 to 30 or 33 to 39, characterized in that the anchor segment (27) comprises, in a cross-sectional view, two blades (9) lying in one plane, which are separated coaxially with the longitudinal axis (4) by a hollow body (28), the blades (9) having a thickness (D) between 0.8 mm and 2 mm, a width (B) between 2.5 mm and 4.5 mm and the hollow cylinder (28) having a diameter (d) between 3 mm and 7 mm.

41. Device according to one of claims 15 to 40, characterized in that the ratio of width (B) to thickness (D) is substantially between 1 and 14.

42. The device according to claim 41, characterized in that the ratio of width (B) to thickness (D) is substantially between 3 and 6.

43. Device according to one of claims 15 to 42, characterized in that at least one blade (9) is formed in the shape of a spiral.

44. Device according to claim 43, characterized in that at least one blade (9) has a pitch S between 60 mm and 300 mm.

·· ·*·· ··»··· ««· · • · · · · · · * ·

Μ , ······· · « · «

2 5-7^ ♦ · · 9 9 9 9 9 9 9 «>{/ ·*· 99 ·· « ·· *4»

45. Device according to claim 44, characterized in that at least one blade (9) has a pitch S between 100 mm and 240 mm.

46. Device according to one of claims 43 to 45, characterized in that the angle α of twist along the length (L) of the blade (9) is between 0° and 360°.

47. Device according to one of claims 43 to 45, characterised in that the angle α of twist along the length (L) of the blade (9) is between 0° and 180°.

48. Device according to one of claims 43 to 45, characterised in that the angle α of twist along the length (L) of the blade (9) is between 0° and 45°.

49. Device according to one of claims 43 to 45, characterised in that the angle α of twist along the length (L) of the blade (9) is between 0° and 90°.

50. Device according to one of claims 15 to 49, characterized in that at least one blade (9) is spirally twisted and the twisting occurs in a clockwise direction.

51. Device according to one of claims 15 to 49, characterized in that at least one blade (9) is spirally twisted and the twisting occurs in a counterclockwise direction.