DE102005024927B4 - Wirbelimplantat zum Einsetzen in einen Wirbelzwischenraum - Google Patents

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Abstract

Wirbelimplantat zum Einsetzen in einen Zwischenraum zwischen Wirbelkörpern, wobei das im Querschnitt im wesentlichen rechteckförmige Implantat an zu benachbarten Wirbelkörpern Stützflächen (10) mit einer Profilierung aufweist, und mit einer Durchführung (1) in vertikaler Richtung zur Aufnahme von Knochenmaterial versehen ist, welche von zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden (4) und von zwei einander gegenüberliegenden Stirnwänden, (2, 3) umgrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützflächen (10) parallel oder nach dorsal konisch zueinander verlaufend angeordnet sind und gegeneinander mit gegenläufiger Verzahnung strukturiert sind, wobei die dorsale Stirnwand (2) mindestens dicker als die ventrale Stirnwand (3) und die Seitenwände (4) ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Wirbelimplantat zum Einsetzen in einen Wirbelzwischenraum der Wirbelsäule, einer Posterior Lumbal Interbody Fusion (PLIF), wobei das im Querschnitt im wesentlichen rechteckige Implantat an zu benachbarten Wirbelkörpern Stützflächen mit einer Profilierung aufweist und mit einer Durchführung in vertikaler Richtung zur Aufnahme von Knochenmaterial versehen ist mit einander gegenüberliegenden Wänden.
  • Es ist bekannt, dass es in der menschlichen Anatomie der Wirbelsäule, insbesondere in der natürlichen Form der Wirbelsäule, es zu Veränderungen kommen kann. Kommt es zu einer Verringerung des Abstandes zwischen zwei benachbarten Wirbelkörpern, meist durch eine degenerierte oder sonst beschädigte Bandscheibe so kann deren Verringerung mit großen Schmerzen seitens des Patienten verbunden sein.
  • Die zum Einsatz kommenden Wirbelimplantate sind im Wesentlichen rechteckige oder trapezoide Wirbelimplantate, die an den zu benachbarten Wirbelkörpern anliegen. Derartige Implantate dienen zur Ausbildung von Stützen für Wirbelkörperfusionen. 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 Durchführung bzw. Ausnehmung an der Deckfläche eines derartigen Implantats vor dem Einsetzen mit Knochenmasse verfüllt werden, worauf nach dem Einsetzen des Implantats ein Verwachsen der in dem Implantat aufgenommenen Knochensubstanz mit dem Material der unmittelbar benachbarten Wirbelkörper angestrebt wird.
  • Aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 200 04 693 U1 ist ein Wirbelimplantat bekannt, welches aus einem kastenförmigen, länglichen Grundkörper besteht mit gegenüberliegenden Längs- und Stirnwänden. Hierbei sind die querverlaufenden Randflächen dicker ausgebildet als die der beiden Längswände. Die längsverlaufenden Randflächen weisen dabei eine konvexe Form auf.
  • Ein ähnlicher Aufbau eines Wirbelimplantats wird in der WO 95/08306 A1 beschrieben. Das Implantat weist einen quaderförmigen, lang gestreckten Grundkörper auf, indem in seiner Höhenrichtung ein durchgehender Hohlraum versehen ist. An einem Stirnende weist das Implantat eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines Handhabungswerkzeuges auf.
  • Auch in dem Dokument EP 1 321 115 A2 wird ein Gehäuse mit langen gegenüberliegenden Seitenwänden beschrieben, welche an der einen Stirnseite über ein Rundung verbunden sind und an der anderen Stirnseite eine Verbindungswand hat, die eine geradflächige Außenkontur aufweist. Aufgrund der Struktur der vertikalen Durchführung zur Aufnahme von so genannten „zylindrischen Knochendübeln" sind die Seitenflächen dicker als die Stirnwände ausgelegt. Die Auflageflächen der Seitenwände sind gezahnt, während die Auflageflächen der Stirnflächen konisch eben sind.
  • Nachteilig an den bekannten Wirbelimplantaten zum Einsetzen in einen Wirbelzwischenraum der Wirbelsäule ist, dass die in der Fläche konvexen Stützflächen der Seitenwände in einem nicht ausreichendem Maße 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 Wirbelimplantat 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.
  • Das erfindungsgemäße Wirbelimplantat besteht aus einem lang gestreckten Körper in der Transversalebene, der zwei lang gestreckte Längswände aufweist. Verbunden sind die Längswände über Stirnwände, wobei die ventrale Stirnwand mit einer äußeren gerundeten Stirnfläche abschließt und die dorsale Stirnwand nach außen mit einer ebenen flachen Stirnfläche. Diese dorsal gerichtete Stirnfläche ist im rechten Winkel zu den Außenflächen der Längswände angeordnet. Gegenüber der Außenkontur des erfindungsgemäßen Wirbelimplantats ist die vertikale Durchführung nicht mittig angeordnet sondern nach ventral verschoben. In der Durchführung kann Knochensubstanz eingebracht werden oder fest einwachsen, so dass später eine feste Fixierung des Wirbelimplantats an den anliegenden Wirbelkörpern gegeben ist.
  • Vorteilhaft ist es, wenn der Übergang der glatten vertikalen ventralen und dorsalen Fläche der Durchführung mit den Flächen an den inneren Seitenwänden in der vertikalen verrundet wurde. Dieses ist möglich, es kann aber auch der Übergang der Flächen annähernd kantig oder andersartig gestaltet sein.
  • Die vertikalen Seitenflächen sind im Unterschied zu den Stützflächen bzw. Deckflächen der Langwände und der Stirnwände zwischen den Wirbelkörpern ohne Struktur und weisen an dem Wirbelimplantat eine glatte Oberfläche auf. In Richtung ventral ist die äußere Oberfläche der Stirnwand zwar ohne Struktur, jedoch stellt sie aufgrund der ventralen Verrundung der Seitenflächen und ventralen Verrundung der Stütz- bzw. Deckflächen eine Rundung dar. Vorteilhaft ist es, wenn die Außenwand ein kugelförmiges Segment darstellt.
  • Die Stützflächen des erfindungsgemäßen Wirbelimplantats sind zu den angrenzenden Wirbelkörpern strukturiert. Es hat sich gezeigt, dass eine gegenläufige Verzahnung als Grundstruktur gegenüber den beiden Stützflächen vorteilhaft ist. Der Flankenwinkel der Verzahnung kann variieren, ist aber vorteilhafterweise um 90°. Die Tiefe der Verzahnung sollte ein Zehntel bis ein Zwanzigstel der Gesamthöhe des Implantats aufweisen. Es sind aber auch andere Strukturen möglich.
  • Erfindungsgemäß weisen die einzelnen Wände nicht die gleiche Dicke auf. Bevorzugt sind die beiden langen Seitenwände gleich dick. Die beiden Stirnwände weisen jedoch eine unterschiedliche Dicke auf. Während die dorsal gerichtete Stirnwand eine größere Dicke aufweist als die Seitenwände, ist die ventral gerichtete Stirnwand maximal gleich dick wie die Seitenwände. Die maximale Dicke der ventral gerichteten Stirnwand wird erfindungsgemäß jedoch nur an der Stelle erreicht, wo die Verrundungen aus den beiden Stützflächen und den beiden Seitenflächen zusammentreffen. Bevorzugt ist die Verrundung so ausgeführt, dass sich eine Art Kugelsegment ergibt. Die Erfindung ist aber darauf nicht beschränkt, es kann auch eine Verrundung so ausgeführt werden, dass die Form flacher ist.
  • Besonders vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Wirbelimplantat ist, dass auf Grund der geraden strukturierten Stützflächen, zuerst ein geringer ganzflächiger Kontakt beim Einsetzen mit den angrenzenden Wirbelkörpern, einer Posterior Lumbal Interbody Fusion (PLIF), erreicht wird und somit eine präzise Ausrichtung des Implantats an dem Wirbelkörpern möglich ist. Durch eine Belastung tritt bereits eine Vorfixierung ein, in dem eine Art „einsinken" in die angrenzenden Wirbel zu verzeichnen ist und somit die Fixierung gegeben ist. Aufgrund der Anatomie des Wirbels und der Stützfläche in seiner Gesamtheit zeigt sich, dass durch die vergrößerte dorsale Stirnwand mit seiner Teilstützfläche hier eine verstärkte Aufnahme der Stützlast erfolgt, während die Stützflächen bzw. Deckflächen der langen Seitenwände im Verhältnis gering sind. Ventral erfolgt durch die Verrundung an der Stirnwand zwar eine stabile Verbindung zwischen den beiden Seitenwänden, jedoch ist die Stützfläche an dieser Stirnwand durch die Verrundung besonders gering. Von Vorteil ist auch, wenn alle Stützflächen zu den vertikalen Flächen mit Fase oder Verrundung versehen sind.
  • Die Stützflächen sind in der Ebene von ventral nach dorsal parallel angeordnet oder laufen konisch in einem Neigungswinkel von jeweils bis zu 5° zu, jedoch am vorteilhaftesten sind 2° bis 3°.
  • Damit das Wirbelimplantat in den Raum zwischen den Wirbelkörpern einfacher und besser exakt eingebracht werden kann, ist in der dorsal gerichteten Stirnwand eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Setzwerkzeugs angeordnet. Vorteilhaft ist es, wenn die Ausnehmung aus einer zentralen Bohrung bis in die Durchführung besteht, an der seitlich je eine Nut angeordnet ist. Durch die Anordnung der Nuten werden das Setzen und ein Ausrichten des Implantats erleichtert.
  • 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 ventralen und der dorsalen Stirnwand, jeweils lateral.
  • 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 den nachfolgenden näheren Erläuterungen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen.
  • Es zeigen:
  • 1 vertikale Ansicht des Implantats
  • 2 dorsale Ansicht des Implantats mit parallelen Stützflächen
  • 3 dorsale Ansicht des Implantats mit konischen Stützflächen
  • 4 Schnitt A–A durch das Implantat in der Transversalebene
  • 5 laterale Ansicht des Implantats mit parallelen Stützflächen
  • 6 laterale Ansicht des Implantats mit konischen. Stützflächen Nachfolgend sind dieselben Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In 1 ist das Wirbelimplantat aus vertikaler Sicht dargestellt. Die vertikalen Innenflächen der Durchführung 1 sind in diesem Beispiel eben. Die Durchführung 1 ist nach ventral verschoben angeordnet. Die vertikalen Außenflächen der Seitenwände 4 des Wirbelimplantats sind ebenfalls eben und nicht strukturiert. Die Außenfläche der ventralen Stirnwand 3 weist dabei eine konvexe Kontur auf, während die dorsale Außenfläche der dorsalen Stirnwand 2 eine ebene flache Fläche aufweist, die gegenüber den Außenflächen der Seitenwand 4 im rechten Winkel angeordnet ist. Die lateralen Innenwände des Durchbruchs 1 verlaufen parallel zu den Außenwänden der Seitenwände 4, sind jedoch an dem dorsalen und ventralen Ende hin gegeneinander verrundet, so dass an den dorsalen und ventralen Ende der inneren Durchführung 1 je ein Halbrund angeordnet ist. Gut zu erkennen sind die strukturierte Stützfläche 10 und die Anordnung der beiden Röntgenstifte 5. Aufgrund der Verrundung der Stützfläche 10 und der Seitenflächen der Seitenwände 4 ist die konvexe Fläche 6 an der ventrale Stirnwand 3 gut zu erkennen.
  • In der 2 ist die Ansicht der dorsalen Stirnwand 2 aus dorsaler Richtung dargestellt. Mittig ist die Ausnehmung 7 mit der Bohrung 8 und den seitlichen Nuten 9. Gut zu erkennen ist die rechteckige Form des Wirbelimplantats mit den gegenüberliegenden strukturierten Stützflächen 10 und die Fase 11. Die Stützflächen 10 sind mit der Verzahnung parallel angeordnet, während in der 3 die Stützflächen 10 mit der Verzahnung konisch nach dorsal angeordnet sind. Dieses ist besonders in der Darstellung durch die Verzahnung zu erkennen.
  • In der 4 ist ein Querschnitt A–A in der Transversalebene dargestellt. Die Innenflächen der Durchführung 1 sind in diesem Beispiel eben. Die Durchführung 1 ist nach ventral verschoben angeordnet. Die vertikalen Außenflächen des Wirbelimplantats sind eben und nicht strukturiert. Die Außenfläche der ventralen Stirnwand 3 weist eine glatte gerundete konvexe Kontur auf, während die Außenfläche der dorsalen Stirnwand 2 eine ebene flache Fläche aufweist, die gegenüber den Außenflächen der Seitenwand 4 hier im rechten Winkel angeordnet ist. Die lateralen Innenwände des Durchbruchs 1 verlaufen parallel zu den Außenwänden der Seitenwände 4, sind jedoch an dem dorsalen und ventralen Ende hin gegeneinander verrundet, so dass am Ende je ein Halbrund angeordnet ist. Gut zu erkennen ist in dem Schnitt die Ausnehmung 7 für das Setzwerkzeug. Mittig ist die Bohrung 8 bis zur inneren Durchführung 1 geführt. Von der Bohrung 8 seitlich verlaufend sind die beiden Nute 9 durchlaufend bis zu den Außenflächen angeordnet.
  • In der 5 ist das Wirbelimplantat aus lateraler Sicht dargestellt. Während die Seitenflächen der Seitenwand 4 und der dorsalen Stirnwand 2 und der ventralen Stirnwand 3 nicht strukturiert sind, sind die beiden Stützflächen 10 mit einer Struktur, beispielsweise Zahnstruktur, versehen. An der ventralen Stirnfläche 3 ist die äußere Außenfläche als ein verrundetes Kugelsegment zu erkennen, während an der dorsalen Stirnwand 2 die Nut 9 von der Ausnehmung 7 zu erkenne ist.
  • Die 6 ist die gleiche Darstellung wie die 5, nur laufen in diesem Beispiel die Stützflächen 10 von ventral nach dorsal konisch zu. Der Winkel W beträgt in diesem Beispiel 4°.
  • 1
    Durchführung
    2
    Dorsale Stirnwand
    3
    Ventrale Stirnwand
    4
    Seitenwand
    5
    Röntgenstift
    6
    Konvexe Fläche
    7
    Ausnehmung
    8
    Bohrung
    9
    Nut
    10
    Stützfläche
    11
    Fase
    A–A
    Schnitt in der Transversalebene
    W
    Winkel

Claims (12)

  1. Wirbelimplantat zum Einsetzen in einen Zwischenraum zwischen Wirbelkörpern, wobei das im Querschnitt im wesentlichen rechteckförmige Implantat an zu benachbarten Wirbelkörpern Stützflächen (10) mit einer Profilierung aufweist, und mit einer Durchführung (1) in vertikaler Richtung zur Aufnahme von Knochenmaterial versehen ist, welche von zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden (4) und von zwei einander gegenüberliegenden Stirnwänden, (2, 3) umgrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützflächen (10) parallel oder nach dorsal konisch zueinander verlaufend angeordnet sind und gegeneinander mit gegenläufiger Verzahnung strukturiert sind, wobei die dorsale Stirnwand (2) mindestens dicker als die ventrale Stirnwand (3) und die Seitenwände (4) ist.
  2. Wirbelimplantat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützflächen (10) konisch beidseitig 1° bis 5° nach dorsal zulaufen, bevorzugt 2° bis 3°.
  3. Wirbelimplantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flankenwinkel der Verzahnung 90° auf den Stützflächen (10) betragen bei einer Teilung von 1 bis 2mm.
  4. Wirbelimplantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützflächen (10) zu allen vertikalen Flächen mit Fase oder Verrundung versehen sind.
  5. Wirbelimplantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ventrale Stirnwand (3) die gleiche Dicke aufweist wie die Seitenwände (4).
  6. Wirbelimplantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stütz- und Seitenflächen ventral verrundet sind und die ventrale Stirnwand (3) bilden.
  7. Wirbelimplantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikalen Seitenflächen und die Innenflächen der Durchführung (1) ohne Struktur sind.
  8. Wirbelimplantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Wirbelimplantat vertikal mindestens ein Röntgenstift (5) angeordnet ist.
  9. Wirbelimplantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der dorsalen Stirnwand (2) eine Ausnehmung (7) für ein Setzwerkzeug angeordnet ist.
  10. Wirbelimplantat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (7) zur Aufnahme eines Setzwerkzeugs aus einer in der Stirnwand (2) mittig angeordneten Bohrung (8) und seitlich der Bohrung (8) angeordneten Nuten (9) besteht.
  11. Wirbelimplantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirbelimplantat aus einem Kunststoff oder Metall mit guter Biokompatibilität besteht.
  12. Wirbelimplantat nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff beispielsweise PEEK ist.
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