DE102005018972B3

DE102005018972B3 - Implantat zum Einsetzen zwischen Wirbelkörpern der Wirbelsäule

Info

Publication number: DE102005018972B3
Application number: DE102005018972A
Authority: DE
Inventors: Marcus Dipl.-Ing. Liebert; Walter Müller
Original assignee: INTROMED MEDIZINTECHNIK GmbH; OHST MEDIZINTECHNIK AG
Current assignee: INTROMED MEDIZINTECHNIK GmbH; OHST MEDIZINTECHNIK AG
Priority date: 2005-04-19
Filing date: 2005-04-19
Publication date: 2006-10-05
Anticipated expiration: 2025-04-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Implantat zum Einsetzen zwischen Wirbelkörpern der Wirbelsäule, einer Transfuraminal Lumbal Interbody Fusion (TLIF), wobei das im Querschnitt im wesentlichen rechteckige oder trapezoidförmige Implantat an zu benachbarten Wirbelkörpern gewandten Stützflächen mit einer Profilierung ausgebildet ist. Das Implantat weist eine "nierenförmige" Ausgestaltung auf, wobei die Stützflächen (13) eine "Wellenkontur" nach dorsal/lateral (11) aufweisen und/oder die zum Inneren des Wirbelkörpers gewandte vertikale Begrenzungsfläche dorsal wenigstens eine ebene Mittelteilfläche (5) und konvexe Flächen (10) aufweist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Implantat zum Einsetzen zwischen Wirbelkörpern der Wirbelsäule, einer Transfuraminal Lumbal Interbody Fusion (TLIF), mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.
Es ist bekannt, dass es in der menschlichen Anatomie der Wirbelsäule, insbesondere in der natürlichen Form der Wirbelsäule, es zu Veränderungen kommen kann. So kommt es unter anderem zu unnatürlichen Verbiegungen nach ventral konvex der Wirbelsäule in der Medianebene. Diese Schädigungen lassen sich nur durch einzusetzende Implantate zwischen den Wirbelkörpern korrigieren.
Die zum Einsatz kommenden Implantate sind im Wesentlichen rechteckige oder trapezoide Implantate. Die an den zu benachbarten Wirbelkörpern gewandten Stützflächen sind meistens in der Fläche eben und mit einer Profilierung ausgebildet. Die Breite, welche maximal die zum Dornfortsatz gewandte, rückwärtige Hälfte des Wirbelkörpers überdeckt, und mit einer den rückwärtigen Bereich des Wirbelkörpers im wesentlichen übergreifende Länge, wobei das Implantat an seiner zum Inneren des Wirbelkörpers gewandten, in Richtung benachbarter Wirbelkörper verlaufenden Begrenzungsflächen oft konvex gekrümmt ist und an seiner zum Dornfortsatz gewandten Begrenzungsfläche konkav gekrümmt ausgebildet ist, so dass sich eine sichelförmige Ausgestaltung ergibt.
Derartige Implantate dienen zur Ausbildung von Stützen für Wirbelkörperfusionen, wobei nach wenigstens teilweisem Ausräumen einer Bandscheibe und Verbreiterung der Deckplatte der Wirbelkörper das zwischen benachbarter Wirbelkörper einzusetzende Implantat in den Intervertebralraum eingebracht wird und den Zwischenwirbelraum sicher freihält. Durch die Ausbildung der benachbarten Wirbelkörper gewandten Stützflächen mit einer mit einer Profilierung versehenen Oberfläche kann nach dem Einsetzen des Implantats eine sichere Verankerung durch Einwachsen der Knochensubstanz der benachbarten Wirbelkörper an den Stützflächen des Implantats erzielt werden. Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens eine Durchbrechung bzw. Ausnehmung an der Deckfläche eines derartigen Implantats vor dem Einsetzen mit Knochenmasse verfüllt werden, worauf nach Einsetzen des Implantats ein Verwachsen der in dem Implantat aufgenommenen Knochenmasse mit dem Material der unmittelbar benachbarten Wirbelkörper angestrebt wird.

Aus der EP 1 437 105 A1 ist bekannt ein lordodic bananenförmiges Implantat. Dieses Implantat ist leicht „nierenförmig" und besteht optisch gesehen aus zwei gleichen Teilstücken, die mittig mittels eines in der Breite variablen Zwischenstücks verbunden sind. Das Implantat besitzt in jedem Teilstück einen halbovalen Durchbruch in der Vertikalebene, wobei mehrere Durchbrüche in der Transversalebene angeordnet sind. Die in der Fläche ebenen Stützflächen sind beidseitig nach lateral leicht abfallend und zum besseren Halt an den angrenzenden Wirbeln mit einzelnen pyramidenartigen Zähnen versehen.

Ein ähnlicher Aufbau eines Implantats wird in der WO 02/17823 A1 beschrieben. Das Implantat hat eine gleichmäßig gekrümmte polygonale Form mit im Inneren zwei länglich geformte Durchbrüche. Die vertikalen Seitenflächen weisen ebenfalls mehrere Durchbrüche auf. Die Rundungen der Seitenflächen sind gleichmäßig, wobei die lateralen Enden auch in der Transversalebene geschlitzt sein können. Die in der Fläche ebenen Stützflächen sind auch hier wieder mit einzelnen pyramidenartigen Zähnen versehen.

Nachteilig an den bekannten Implantaten zum Einsetzen zwischen zwei Wirbelkörpern ist, dass die in der Fläche ebenen Stützflächen in einem nicht ausreichendem Maße eine Vorfixierung ermöglicht und die Verbindung und den Kraftfluss zwischen Stützflächen und Wirbelkörpern entsprechend der Anatomie und der Struktur der Wirbel übertragen.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb ein Implantat der eingangs erwähnten Art so weiter zu bilden, dass die Verbindung und der Kraftfluss zwischen Stützflächen und Wirbelkörpern verbessert werden.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Weiter vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Es hat sich gezeigt, dass das erfindungsgemäße Implantat in der Transversalebene in der Außenkontur annähernd „nierenförmig" bzw. „bananenförmig" ist. In der Frontalebene weist das Implantat vertikal eine Durchführung auf, die der äußeren Kontur annähernd gleich der äußeren Form des Implantats ist, jedoch ist die Durchführung mittig durch einen Mittelsteg zwischen der ventralen und der dorsalen Seite geteilt. In der Durchführung kann Knochensubstanz eingebracht werden oder fest einwachsen, so dass später eine feste Fixierung des Implantats an den anliegenden Wirbelkörpern gegeben ist.

Vorteilhaft ist es, wenn der Übergang der glatten vertikalen ventralen und dorsalen Fläche der Durchführung mit der Fläche am Mittelsteg verrundet wurde. Dieses ist möglich, es kann aber auch der Übergang der Flächen zum Mittelsteg annähernd kantig gestaltet sein.

Die vertikalen Seitenflächen sind im Unterschied zu den Stützflächen zwischen den Wirbelkörpern ohne Struktur. In Richtung ventral, der ventralen Seite, ist die Fläche gleich mäßig leicht gerundet und bildet eine konvexe Form, wobei beide Enden mit einer Rundung in die dorsalen Flächen übergehen. Die Stützfläche und die Seitenfläche kann ventral verrundet sein.

Erfindungsgemäß sind die dorsal gerichteten Flächen vorteilhafterweise im Mittelteil eben, wobei sie in lateraler Richtung der beiden dorsal/lateralen Enden je eine geschwungene, bogenförmige konvexe Kontur aufweisen. Die gerade ebene Fläche des Mittelteils hat dabei eine Länge bevorzugt von einem Drittel bis zu einem Viertel der Gesamtlänge des Implantats. In den Bereichen mit der bogenförmigen Kontur, so genannten konvexen Flächen, ist die Wandstärke zwischen der dorsalen Außenfläche und der inneren Durchführung bevorzugt größer, gegenüber der Wandstärke auf der ventralen Seite.

Erfindungsgemäß sind die Stützflächen zu den angrenzenden Wirbelkörpern strukturiert. Es hat sich gezeigt, dass eine gegenläufige Verzahnung als Grundstruktur vorteilhaft ist, wobei eine Verzahnung konisch nach dorsal zulaufend ist. Es sind aber auch andere Strukturen möglich. Der Flankenwinkel der Verzahnung kann variieren, ist aber vorteilhafterweise um 90°. Die Tiefe der Verzahnung sollte dabei ein Zehntel bis ein Zwanzigstel der Gesamthöhe des Implantats aufweisen.

Erfindungsgemäß weist die Oberfläche der Stützflächen des Implantats in der Fläche keine Ebene auf sondern eine „Wellenkontur", sie ist „wellenförmig" aufgebaut. Vorteilhaft ist es, wenn die Oberflächenstruktur so gestaltet ist, dass in Höhe des Mittelsteges ein kleines Wellental vorhanden ist, während in der Mitte der beidseitigen Durchführungen der höchste Punkt des Wellenbergs der jeweiligen Welle erreicht wird. In Richtung der lateralen/dorsalen Enden verflacht die „Welle" und ist an den dorsal/lateralen Enden bevorzugt sogar in der Fläche eben auslaufend.

Die Erfindung soll sich aber nicht auf die eine Anordnung der Welle auf der Stützfläche begrenzen, es sind auch andere Anordnungen, beispielsweise mit mehreren „Wellen" möglich.

Besonders vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Struktur ist, dass an den Stellen der Stützfläche, an dem die „Welle" am höchsten ist, zuerst ein geringer Kontakt beim Einsetzen mit den angrenzenden Wirbelkörpern, einer Transfuraminal Lumbal Interbody Fision (TLIF), erreicht wird und somit eine verbesserte präzise Ausrichtung des Implantats an dem Wirbelkörpern möglich ist. Durch die Belastung der Stellen der Wellenberge tritt hier bereits eine Vorfixierung ein, in dem eine Art „einsinken" in die angrenzenden Wirbel zu verzeichnen ist und damit eine bessere Fixierung gegeben ist. Dadurch ist auch ein besserer Kraftfluss zwischen den Wirbelkörpern und dem Implantat gegeben.

Vorteilhaft ist es, wenn die „wellenförmigen" Stützflächen nach dorsal leicht konisch zulaufen. Dabei hat sich gezeigt, dass es von Vorteil ist, wenn der Neigungswinkel nach dorsal bis 5° beträgt, jedoch am vorteilhaftesten sind 2° bis 3°.

Damit das Implantat in den Raum zwischen den Wirbelkörpern einfacher und besser exakt eingebracht werden kann, ist mindestens an einem dorsal/lateralen Ende eine Bohrung zur Aufnahme eines Setzwerkzeugs abgeordnet.

Sofern das Implantat aus einem Kunststoff, wie beispielsweise PEEK oder ähnlichem hergestellt ist, sollte mindestens ein Röntgenstift im Implantat vertikal angeordnet sein. Bevorzugt wird eine Anordnung in der Mitte an der ventralen Seite und jeweils ein Weiterer in der Nähe der Enden in lateral/dorsaler Richtung.

Das erfindungsgemäße Implantat besteht aus einem Material mit guter Biokompatibilität. Aber auch andere implantierbare Materialien sind möglich. Die Oberflächen dieser Implantate können sein Titan-Niob-Beschichtungen, Reinsttitan-Plasmabeschichtungen mit extra rauer Oberflächenstruktur oder mit Hydroxyd-Apatidbeschichtung, die besonders gewebeverträglich sind. Die Ausführung des Wirbelimplantates lässt aber auch generell unbeschichtete Oberflächen zu.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich beispielhaft aus der nachfolgenden näheren Erläuterungen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen.

Es zeigen:

1 Implantat in der Gesamtansicht

2 Ansicht des Implantats aus kranial

3 Ansicht der dorsalen Fläche

4 Seitenansicht des Implantats von lateral

5 Schnitt A-A durch das Implantat Nachfolgend sich dieselben Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In 1 ist dargestellt ein „nierenförmiges" Implantat mit der durch den Mittelsteg 1 geteilten Durchführung 2. Die vertikalen Innenflächen der Durchführung 2 sind in diesem Beispiel eben, der Übergang von der dorsalen und ventralen Innenfläche zur Innenfläche am Mittelsteg ist verrundet. Die vertikalen Außenflächen des Implantats sind eben und nicht strukturiert. Die ventrale Fläche 4 weist eine konvexe Kontur auf, während die dorsale Seite 3 eine ebene flache Mittelteilfläche 5 aufweist, und nach lateral hin in eine Kontur in Form konvexer Flächen 10 übergeht bis zu den dorsal/lateralen Enden 11. Die Röntgenstifte 9 sind dabei vertikal in der Nähe des Mittelstegs 1 an der ventralen Seite angeordnet, aber auch an den dorsal/lateralen Enden 11. An einem dorsal/lateralen Ende 11 befindet sich die Bohrung 12 zur Aufnahme eines nicht dargestellten Setzwerkzeugs. Die Stützflächen 13 weisen in diesem Beispiel gegeneinander eine gegenläufige Verzahnung auf.

In 2 ist besonders die „Nierenform" des Implantats in der Transversalebene zu erkennen. Die Durchführung 2 ist durch den Mittelsteg 1 getrennt, wobei die ventrale Seitenfläche 4 eine konvexe Kontur aufweist, während die dorsale Seite 3 eine ebene Mittelteilfläche 5 aufweist, die nach den dorsal/lateralen Enden 11 ebenfalls in konvexe Konturen, in Form der so genannten konvexen Flächen 10, übergeht. Gut zu erkennen ist, dass die Stützfläche 13 eine Verzahnung aufweist. Die Röntgenstifte 9 sind an den drei ersichtlichen Punkten vertikal angeordnet.

In der 3 ist besonders die „Wellenkontur" der Stützflächen 13 zu erkennen. Mittig ist das Wellental 6 zwischen den beiden Wellenbergen 7 angeordnet, während zu den dorsal/lateralen Enden 11 hin ein ebener Wellenauslauf 8 vorhanden ist. An einem dorsal/lateralen Ende 11 ist der Eingang der Bohrung 12 zu erkennen.

Aus der 4 ist die leicht konische Anordnung der Stützflächen 13 zwischen der ventralen Fläche 4 und der dorsalen Seite 3 zu erkennen. Der Neigungswinkel der Stützfläche 13 von der ventralen Fläche 4 zur dorsalen Seite 3 beträgt in diesem Beispiel 3°.

In der 5, die einen Schnitt A-A in der Transversalebene durch das Implantat darstellt, ist die annähernde „Nierenform" des Implantats zu erkennen. Die Seite mit der ventrale Fläche 4 weist eine konvexe Kontur auf, während die dorsale Seite 3 eine ebene Mittelteilfläche 5 aufweist, an die in Richtung der dorsal/lateralen Enden 11 hin jeweils eine konvexe Kontur, mit so genannten konvexen Flächen 10, anschließt. An der einen Seite des dorsal/lateralen Endes 11 ist die Bohrung 12 für ein nicht dargestelltes Setzinstrument dargestellt. Ebenfalls gut zu erkennen ist die mögliche Anordnung der Röntgenstifte 9.

1: Mittelsteg
2: Durchführung
3: Dorsale Fläche
4: Ventrale Fläche
5: Mittelteilfläche
6: Wellental
7: Wellenberg
8: Wellenauslauf
9: Röntgenstift
10: Konvexe Fläche
11: Dorsale/laterales Ende
12: Bohrung
13: Stützfläche
A-A: Schnitt in der Transversalebene

Claims

Implantat zum Einsetzen zwischen Wirbelkörpern der Wirbelsäule, wobei das im Querschnitt im wesentlichen rechteckige oder trapezoidförmige Implantat an zu benachbarten Wirbelkörpern gewandten Stützflächen (13) mit einer Profilierung ausgebildet ist, mit einer Breite, die maximal die zum Dornfortsatz gewandte, rückwärtige Hälfte des Wirbelkörpers überdeckt, und mit einer der rückwärtigen Bereich des Wirbelkörpers im wesentlichen übergreifende Länge, wobei das Implantat „nierenförmige" Ausgestaltung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützflächen (13) eine „Wellenkontur" nach dorsal/lateral (11) aufweisen und/oder die zum Inneren des Wirbelkörpers gewandte vertikale Begrenzungsfläche dorsal wenigstens eine ebene Mittelteilfläche (5) und konvexe Flächen (10) aufweist.
Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die „Wellenkontur", mittig ein Wellental (6) aufweist mit nach lateral Wellenbergen (7) und dem Wellenauslauf (8).
Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikale „nierenförmige" glatte Durchführung (2) mittig durch einen dorsal-ventral angeordneten Mittelsteg (1) geteilt ist.
Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikalen Seitenflächen ohne Struktur sind.
Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützflächen (13) gegeneinander mit gegenläufiger Verzahnung strukturiert sind.
Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützflächen (13) von ventral nach dorsal konisch zulaufen.
Implantat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützflächen (13) konisch beidseitig 1° bis 5° nach dorsal zulaufen, bevorzugt 2° bis 3°.
Implantat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flankenwinkel der Verzahnung 90° auf den Stützflächen (13) betragen bei einer Teilung von 1 bis 2mm.
Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützflächen (13) und vertikalen Seitenflächen ventral verrundet sind.
Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützflächen (13) zu allen vertikalen Flächen mit Fase oder Verrundung versehen sind.
Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Implantat vertikal mindestens ein Röntgenstift (9) angeordnet ist.
Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einem dorsal/lateralen Ende (11) eine Bohrung (12) für ein Setzwerkzeug angeordnet ist.
Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Implantat aus einem Kunststoff oder Metall mit guter Biokompatibilität besteht.
Implantat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff beispielsweise PEEK ist.