DE102005027283A1

DE102005027283A1 - Implantat zum Einfügen zwischen benachbarten Wirbelkörpern

Info

Publication number: DE102005027283A1
Application number: DE102005027283A
Authority: DE
Inventors: Marcus Dipl.-Ing. Liebert (FH); Walter Müller
Original assignee: INTROMED MEDIZINTECHNIK GmbH; OHST MEDIZINTECHNIK AG
Current assignee: INTROMED MEDIZINTECHNIK GmbH; OHST MEDIZINTECHNIK AG
Priority date: 2005-06-09
Filing date: 2005-06-09
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2025-06-10
Also published as: DE202005009273U1; DE102005027283B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Implantat zum Einfügen zwischen Wirbelkörpern der Wirbelsäule mit einer nach kranial und einer nach kaudal gerichteten Stützfläche (1, 1') zur Anlage an benachbarte Wirbelkörper. Das Implantat weist an den Stützflächen (1, 1') ein Profil auf und besitzt mindestens einen Durchbruch (3). In der Transversalebene ist das Implantat in der äußeren Kontur "nierenförmig", wobei die Stützflächen (1, 1') sphärisch und konisch sind und mit zueinander gegenläufiger Verzahnung und durch konisch zueinander angeordnete Flächen eine große Einfädelphase bilden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Implantat zum Einsetzen zwischen Wirbelkörpern der Wirbelsäule, einer Anterior Lumbar Interbody Fusion (ALIF), 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.
Bei den Operationsverfahren zum Erzielen einer intersomatischen Fusion unterscheidet man zwischen zwei Operationstechniken, nämlich der Posterior Lumbar Interbody Fusion (PLIF) und der Anterior Lumbar Interbody Fusion (ALIF). Aufgrund des unterschiedlichen Zugangs zur Wirbelsäule vom Rücken oder von der Bauchseite her ergeben sich grundsätzlich andere Rahmenbedingungen, die bei der Operation beachtet werden müssen. So müssen bei der PLIF-Technik Ausnehmungen im Wirbelkörper geschaffen werden, durch die das Implantat am Rückenmark vorbei in den Zwischenwirbelraum eingeführt werden kann. Bei der ALIF-Technik sind keine oder nur wesentlich mildere Eingriffe in die Substanz des Wirbelkörpers erforderlich, wobei weiterhin die Gefahr von Beschädigungen von Nerven deutlich reduziert ist.
Die für die PLIF-Technik entwickelten Implantate sind aufgrund des unterschiedlichen Zugangs bei einer intersomatischen Fusion mittels der ALIF-Technik nicht einsetzbar oder bringen nur suboptimale Ergebnisse, da deren Form darauf abgestimmt ist, diese von posterior am Rückenmark vorbei durch die in den Wirbelkörper eingebrachten Aufnahmen in den Zwischenwirbelraum einzuführen, wobei die Implantate in der Regel paarweise rechts und links vom Rückenmark eingesetzt werden.
Die zum Einsatz kommenden Implantate sind im Wesentlichen im Querschnitt rechteckige oder trapezoide plattenartige Implantate. Die an den zu benachbarten Wirbelkörpern gewandten Stützflächen sind meistens in der Fläche eben und mit einer Profilierung ausgebildet.
Aus der DE 43 18 700 C1 ist ein Implantat zum Versteifen benachbarter Wirbelknochen bekannt. Dieses Implantat ist leicht „nierenförmig" und besteht aus einer Scheibe mit einer offenporigen oder offenzelligen Metallstruktur und mindestens einem Durchbruch. Die Oberflächen des Implantats können konvex gekrümmt oder schräg geneigt sein.
Aus der DE 198 27 515 A1 ist ein Implantat für die intersomatische Fusion zweier Wirbelkörper bekannt, welche mittels eines anterior/medialen operativen Zugangs eingesetzt werden. Das Implantat hat eine rechteckige/quadratische Form und besteht aus mehreren vertikal angeordneten Käfigplatten, wobei diese unterschiedlich groß und über Stützglieder, die einen Neigungswinkel aufweisen, verbunden sind.
Nachteilig an den bekannten Implantaten zum Einsetzen zwischen zwei Wirbelkörpern ist, dass die meistens aufgrund ihrer Form nicht geeignet sind für die ALIF-Technik, und relativ kleine Stützflächen aufweisen. Weiterhin ermöglichen die in der Fläche ebenen oder konvex gekrümmten Stützflächen in einem nicht ausreichendem Maße eine Vorfixierung und die Verbindung und den Kraftfluss zwischen Stützflächen und Wirbelkörpern, der entsprechend der Anatomie und der Struktur der Wirbel nicht optimal übertragen wird.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb ein Implantat der eingangs genannten Art so weiter auszubilden, dass dieses von dem bei der ALIF-Technik zu Verfügung stehenden größeren Platzangebot Gebrauch macht, um eine Stabilisierung des be troffenen Wirbelsegments in einer auf die gesunden Bereiche der Wirbelsäule abgestimmten Lage zu erreichen und dass Verbindung und 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 für die ALIF-Technik in der Transversalebene in der Außenkontur annähernd „nierenförmig" ist. In der Frontalebene weist das Implantat vertikal mindestens einen Durchbruch auf, wobei die äußere Kontur des Durchbruchs annähernd gleich der äußeren Form des Implantats ist. Vorteilhaft ist es, wenn der Durchbruch geteilt ist. Bevorzugt weisen die Durchbrüche dann in der äußeren Form eine halbrunde Form auf und sind symmetrisch angeordnet, wobei sie durch einen Mittelsteg getrennt sind, der von dorsal nach ventral verläuft. In den Durchbruch 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 Flächen der Durchbrüche mit der Fläche am Mittelsteg verrundet wurden. 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 Profil. 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 dorsale Fläche übergeht. Die dorsale Fläche weist zentral eine konkave Form auf. Die Stützflächen sind umlaufend mit Fase oder Verrundung versehen.
Erfindungsgemäß sind die Stützflächen zu den angrenzenden Wirbelkörpern profiliert. Bevorzugt wird eine gegenläufige Verzahnung der Stützflächen zueinder als Grundstruktur, wobei die Verzahnung als Fläche eine sphärische Form aufweist. Es sind aber auch andere Profilierungen der Stützflächen 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.
Der besondere Vorteil der erfinderischen Lösung ist, dass die Oberfläche der Stützflächen des Implantats in der Fläche keine Ebene aufweist, sondern eine sphärische Grundkontur hat und eine teilweise konische Form aufweist. Vorteilhaft ist es, wenn die Oberflächenform so gestaltet ist, dass in Höhe des Mittelstegs der Abstand der Stützflächen zueinander am größten ist, während nach lateral eine Verringerung des Abstandes der Stützflächen zueinander ist, wobei eine konvexe Form vorhanden ist. Diese konvexe Form der Stützfläche ist auch von ventral nach dorsal vorhanden. Auf der dorsalen Seite des Implantats ist die konvexe Form der Stützfläche nicht bis zur vertikalen dorsalen Fläche geführt, sondern erfindungsgemäß ist an beiden Stützflächen eine Abschrägung angeordnet. Durch die Abschrägung an der dorsalen Seite des Implantats entsteht eine konische Form und es bildet sich am Implantat eine so genannte Einfädelphase.
Dadurch bedingt ist bei der ALIF-Technik, das Einfädeln des Implantats aus ventral wesentlich einfacher, da durch diese Abschrägung die konvexe Form der Stützfläche in eine konische Form übergeht. Der Winkel der Abschrägung sollte auf beiden Seiten erfindungsgemäß 5° bis 35° betragen. Die vertikale dorsale Fläche ist dadurch in der Höhe geringer als die vertikale ventrale Fläche. Das Verhältnis der Höhen der Flächen ist vorzugsweise 1:1,5 bis 1:3, vorteilhafterweise 1:2. Die Abschrägung, die die Einfädelphase bildet, ist vorteilhafterweise im Bereich des Mittelsteges am größten und kann im Verhältnis zu der Querachse 1:4 betragen. Es hat sich gezeigt, dass durch die teilweise konische Form der Stützflächen an der dorsalen Seite des Implantats, das Einfädeln des Implantats aus der ventralen Richtung in den Wirbelzwischenraum vereinfacht ist, da eine große Einfädelphase vorhanden ist.
Der besondere Vorteil der erfinderischen Lösung ist, dass ein einfacheres Einfügen des Implantat in den Wirbelzwischenraum möglich ist, da aufgrund der teilweisen konischen Form der Stützfläche mit den konisch zulaufenden Flächen, an der dorsalen Seite des Implantats eine große ventrale Einfädelphase vorhanden ist. Dieses ist vorteilhaft, da bei einer Anterior Lumbar Interbody Fusion (ALIF), die Implantate größer sind als bei den anderen Fusionsoperationsverfahren. Es wird erreicht somit eine vereinfachte Einfädelung des Implantats in den Wirbel- Zwischenraum und eine verbesserte präzise Ausrichtung des Implantats an den Wirbelkörpern. Aufgrund der sphärischen Form der Stützflächen tritt bei Belastung bereits eine Vorfixierung ein, in dem eine Art „einsinken" in die angrenzenden Wirbelkörper zu verzeichnen ist und damit eine bessere Fixierung gegeben ist. Durch die Größe des Implantats, gegenüber den Implantaten bei der PLIF-Technik ist auch ein besserer Kraftfluss zwischen den Wirbelkörpern und dem Implantat gegeben.
Damit das Implantat in den Raum zwischen den Wirbelkörpern einfacher und besser exakt eingefügt werden kann, ist mindestens an der ventralen Seite eine Bohrung zur Aufnahme eines Setzwerkzeugs angeordnet. Vorteilhaft ist, wenn auch nach lateral Bohrungen vorhanden sind. Zur besseren Fixierung und Handhabung des Setzwerkzeugs kann die Bohrung zusätzlich seitlich Nuten aufweisen. In diese Bohrungen kann Wirbelkörper einwachsen und die spätere Fixierung des Implantats wird noch erhöht.
Sofern das Implantat aus einem Kunststoff, wie beispielsweise PEEK oder ähnlichem hergestellt ist, sollte mindestens ein Röntgenstift im Implantat vertikal angeordnet sein. Bevorzugt wird jedoch eine Anordnung von mehreren Röntgenstiften.
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 Oberflächen- Struktur oder mit Hydroxyd-Apatidbeschichtung, die besonders gewebeverträglich sind. Die Ausführung des Wirbelimplantats lässt aber auch generell unbeschichtete Oberflächen zu.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich beispielhaft aus den nachfolgenden näheren Erläuterungen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen.
Es zeigen:
1 Implantat in der Gesamtansicht
2 Ventrale Seitenansicht des Implantats
3 Laterale Seitenansicht des Implantats
4 Kraniale Draufsicht
5 Schnitt des Implantats in der Transversalebene
6 Schnitt des Implantats in der Frontalebene
Nachfolgend sich dieselben Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist dargestellt ein in der äußeren Kontur „nierenförmiges" Implantat mit den durch den Mittelsteg 4 geteilten Durchbrüchen 3, 3', die eine halbrunde Form aufweisen und symmetrisch angeordnet sind. Die vertikalen Innenflächen der Durchbrüche 3, 3' sind in diesem Beispiel eben, der Übergang von der dorsalen und ventralen Innenfläche zur Innenfläche am Mittelsteg 4 ist verrundet. Die vertikalen Außenflächen des Implantats sind eben und nicht strukturiert. Die ventrale Fläche 6 weist eine konvexe Kontur auf, während die dorsale Fläche 5 zentral eine konkave Kontur aufweist.
Die Stützfläche 1 ist strukturiert mit einer Verzahnung 2, wobei diese gegenüber der Struktur der anderen Stützfläche 1' gegenläufig ist. Die Stützflächen 1, 1' gehen von ventral nach dorsal aus der konvexen Form in eine konische Form, mit den konischen Flächen 8, 8', über. An der ventral/lateralen Seite sind die Bohrungen 10, 10' zur Aufnahme eines nicht dargestellten Setzwerkzeugs angeordnet.
In 2 ist besonders die konvexe Form der Stützflächen 1, 1' aus ventraler Richtung zu erkennen und deren gegenläufige Verzahnung 2, 2'. Mittig und lateral sind die Bohrungen 10, 10' in der ventralen Fläche 6 angeordnet.
In der 3 ist das Implantat aus lateraler Sicht dargestellt. Sie ventrale Fläche 6 ist in diesem Beispiel in der Höhe doppelt so groß wie die dorsale Fläche 5. Die sphärische Form der Stützflächen 1, 1' des Implantats ist besonders zu erkennen. Einmal die konvexe Formgebung der Stützflächen 1, 1' nach lateral, aber auch die konvexe Form von der ventralen Fläche 6 zur dorsalen Fläche 5 hin, die in eine konische Form durch die gegeneinander zulaufenden konischen Flächen 8, 8' übergeht. Der Durchbruch 3 ist in den Stützflächen 1, 1' erkennbar.
Aus der 4 ist die „nierenartige" Form der äußeren Kontur des Implantats zu erkennen, gleichzeitig die symmetrische Anordnung der halbkreisförmigen Durchbrüche 3, 3' und der Mittelsteg 4 in dem Beispiel. Die Stützfläche 1 ist mit einer Verzahnung 2 versehen, die in Richtung dorsaler (Seiten)fläche 5 in eine unverzahnte konische Fläche 8 übergeht und eine Einfädelphase am Implantat bildet. An der Ventral/lateralen Seite sind Nuten 11, 11', 11'' der Bohrungen 10 für nicht dargestellte Setzwerkzeuge angeordnet. Gleichfalls ist die Anordnung der vertikal ausgerichteten Röntgenstifte 9, 9', 9'', 9'' zu erkennen.
Die 5 ist im Aufbau ähnlich, nur dass ein Schnitt durch das Implantat in der Transversalebene dargestellt ist. Im Unterschied zu der 4 ist die Stützfläche nicht zu erkennen, dafür aber die Form der Bohrungen 10, 10', 10'' mit der seitlichen Nut 11, 11', 11'' zur besseren Führung eines nicht dargestellten Setzwerkzeugs und dem späteren Einwachsen von Knochensubstanz.
Die 6 zeigt den Schnitt in der Frontalebene. Einmal die sphärische Form der Stützflächen 1, 1', die durch die Durchbrüche 3, 3' eine besondere Form erhalten. Sie stellen zwar in der Gesamtfläche eine konvexe Form dar, jedoch ergibt sich durch die Durchbrüche eine insgesamt besondere Gestaltungsform. Seitlich ist die Bohrung 10 für ein Setzwerkzeug zu erkennen.

1: Stützfläche
2: Profilierung/Verzahnung
3: Durchbruch
4: Mittelsteg
5: Dorsale Fläche
6: Ventrale Fläche
7: Fase/Verrundung
8: Konische Fläche
9: Röntgenstift
10: Bohrung
11: Nut
A-A: Schnitt in der Transversalebene
B-B: Schnitt in der Frontalebene

Claims

Implantat zum Einfügen zwischen Wirbelkörpern der Wirbelsäule mit einer nach kranial und einer nach kaudal gerichtete Stützfläche (1, 1') zur Anlage an benachbarten Wirbelkörpern, wobei das Implantat an den Stützflächen (1, 1') mit einer Profilierung (2) ausgebildet ist, und mit mindestens einem Durchbruch (3) und die äußere Formgebung in der Transversalebene „nierenförmig" ist, wobei die Stützflächen (1, 1') eine sphärische und konische Form aufweisen mit zueinander gegenläufiger Profilierung (2), und wobei eine große Einfädelphase durch die konische Anordnung der konischen Flächen (8) vorhanden ist.
Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die sphärischen Stützflächen (1, 1') in lateraler Richtung eine konvexe Formgebung und von ventral nach dorsal eine konvexe Formgebung und konisch gegeneinander zulaufende konische Flächen (8, 8') aufweisen.
Implantat nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Längenverhältnis konvex zu konisch der Stützflächen (1, 1') von ventral nach lateral 4:1 bis 6:1 beträgt.
Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche (3, 3') eine annähernd halbrunde und symmetrische Form aufweisen.
Implantat nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikalen Durchbrüche (3, 3') durch einen dorsal-ventral angeordneten Mittelsteg (4) getrennt sind.
Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikal angeordneten Flächen und die gegeneinander konisch zulaufenden konischen Flächen (8, 8') kein Profil aufweisen.
Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützflächen (1, 1') gegeneinander mit gegenläufigem Profil, vorzugsweise einer Verzahnung (2), strukturiert sind.
Implantat nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Flankenwinkel der Verzahnung (2) 90° auf den Stützflächen (1, 1') betragen bei einer Teilung von 1 bis 2 mm.
Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützflächen (1, 1') umlaufend 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 einer lateralen/ventralen Seite (6) mindestens eine Bohrung (10) 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 1 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff beispielsweise PEEK ist.