DE102005033608A1

DE102005033608A1 - Lumbales spreizbares Implantat

Info

Publication number: DE102005033608A1
Application number: DE102005033608A
Authority: DE
Inventors: Holger Dr. Schenke; Klaus Wenzler; Andreas Burger
Original assignee: MEDICON EG CHIRURGIEMECHANIKER; MEDICON EG CHIRURGIEMECHANIKER-GENOSSENSCHAFT
Current assignee: MEDICON EG CHIRURGIEMECHANIKER; MEDICON EG CHIRURGIEMECHANIKER-GENOSSENSCHAFT
Priority date: 2005-07-14
Filing date: 2005-07-14
Publication date: 2007-01-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein spreizbares Implantat zur Anordnung zwischen benachbarten Wirbeln der Wirbelsäule, das einen mehrere Schenkel (15, 16, 17, 18) umfassenden Grundkörper (11) umfasst, wobei der Grundkörper im Wesentlichen quaderförmig ist, zwischen den Schenkeln (15, 16, 17, 18) ein Element (12) angeordnet ist, mittels dessen die Schenkel (15, 16, 17, 18) aufspreizbar sind, wobei der Grundkörper wenigstens vier Schenkel (15, 16, 17, 18) umfasst und die Schenkel sowohl in vertikaler als auch in seitlicher Richtung mittels des Spreizelements (12) spreizbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein lumbales spreizbares Implantat.
Solche Implantate werden zur intrakorporalen Fusion (Versteifung der Wirbelkörper) bei degenerativen lumbalen Wirbelsäulenerkrankungen, bei Mikroinstabilität, bei Osteochondrose, bei degenerativen Bandscheibenschäden und bei Listhesen bis Grad 1 eingesetzt.

Im Allgemeinen wird zunächst der Zwischenwirbelraum vom Rücken her ausgeräumt und dann das Implantat in den Zwischenwirbelraum eingeführt, um als Abstandshalter zwischen zwei benachbarten Wirbeln zu dienen.

Die Implantate werden über einen Spreizmechanismus aufgespreizt, um das Implantat einerseits zu fixieren und andererseits auch die Lordosierung der Lendenwirbelsäule damit wieder herzustellen.

Um das Durchwachsen des Implantats mit Knochengewebe zu ermöglichen, weisen solche Implantate vorzugsweise Durchbrüche auf.

Es ist bekannt, solche Implantate als „Cage", das heißt, in Form eines Käfigs, auszubilden, in dessen Innenraum beispielsweise Knochenmaterial oder Calciumphosphat-Präparate zur Beschleunigung des Knochenwachstums eingebracht werden können. Hierdurch kann die intracorporale Fusion des Cages im Laufe der Zeit beschleunigt werden.

Intervertebrale Cages gewährleisten zudem die mechanische Stabilität des Bewegungssegmentes und die strukturelle Integrität des Zwischenwirbelraumes während des knöchernen Durchbauungsprozesses.

Ein generelles Problem bei den bekannten Implantaten besteht darin, dass die Implantate nach der Implantation in einem gewissen Maß in die Wirbel einsinken, wodurch auch die Stellung der Wirbel zueinander gestört wird. Dies ist auch auf die Weichheit der Wirbelkörper zurückzuführen.

Es sind zylinderförmige Implantate bekannt, die an der Zylinderoberfläche ein Schraubgewinde aufweisen. Diese Implantate werden in den Zwischenwirbelraum eingeschraubt, nachdem zuvor Boden und Deckplatte der Wirbelkörper mit Bohrinstrumenten arrodiert, das heißt partiell entfernt, wurden. Nachteilig an diesen zylinderförmigen Implantaten ist, dass diese ein vergleichsweise starkes Einsinken in die Wirbelkörper zeigen.

Aus der EP 1 415 622 A1 sind Spreizimplantate mit einer eher quaderförmigen Grundform bekannt, die zwei an einem Ende miteinander verbundene Schenkel aufweisen, wobei die Schenkel mit einem zwischen den Schenkeln angeordneten Schieber aufspreizbar sind, der die Schenkel im aufgespreizten Zustand über ihre gesamte horizontale Breite ab stützt und in der Endposition einrastet. Obwohl sich diese Implantate durch eine größere Auflagefläche auf dem Wirbel auszeichnen, sinken sie immer noch in die Wirbel ein.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Implantat bereitzustellen, bei dem das Einsinken weiter vermindert ist und das sich zudem durch eine gute Fixierbarkeit und einen stabilen Sitz auszeichnet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Implantat umfasst einen Grundkörper und ein Spreizelement. Der Grundkörper ist im Wesentlichen quaderförmig und umfasst mehrere Schenkel, die sowohl in vertikaler, als auch in seitlicher Richtung mittels des Spreizelements spreizbar sind. Durch das Spreizen der Schenkel in die seitliche und die vertikale Richtung wird eine außerordentlich gute Fixierung in vertikaler und in seitlicher Richtung erreicht.

Das Implantat zeichnet sich im Vergleich zu den bislang bekannten quaderförmigen Implantaten zudem durch eine weitaus höhere Rotationsstabilität aus.

Dadurch, dass das erfindungsgemäße Implantat wenigstens vier Schenkel umfasst, die in vertikale und in seitliche Richtung spreizbar sind, wird eine außerordentlich gute Fixierbarkeit und ein guter Sitz des Implantats erreicht.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Implantats ist dessen geringeres Einsinken in die Wirbelkörper, was darauf zurück geführt wird, dass durch das zusätzliche seitliche Aufspreizen der Schenkel die vom Implantat überspannte Fläche vergrößert und damit die Belastung pro Flächeneinheit des Implantats verkleinert wird.

Weiterhin trägt zu der geringeren Einsinktiefe bei, dass das Implantat nicht eingeschraubt sondern mit leichten Schlägen eingebracht wird, wodurch die Beschädigung der Boden- und Deckplatte gegenüber dem Ein schrauben verringert wird. Bei der Ausräumung des Zwischenwirbelraumes wird die knöcherne Boden- und Deckplatte erhalten.

Bevorzugt ist das Spreizelement in Form eines Schiebers auszubilden, so dass das Aufspreizen der Schenkel durch eine reine Schiebebewegung erfolgen kann.

Zwischen jeweils zwei Schenkeln befindet sich eine in Richtung der freien Schenkelenden zulaufende Öffnung, die vorzugsweise keilförmig ist und in der das Spreizelement in X-Richtung verschiebbar ist. Durch ein Verschieben des Spreizelements in +X-Richtung werden die Schenkel in vertikale (Z-) und in seitliche (Y)-Richtung aufgespreizt.

Jeder Schenkel des Grundkörpers weist wenigstens eine Führungsfläche auf, wobei mit einer jeden Führungsfläche eines Schenkels eine entsprechende Führungsfläche an dem Spreizelement korrespondieren sollte.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist ein jeder Schenkel zwei Führungsflächen auf, die vorzugsweise zueinander senkrecht angeordnet sind. Das Spreizelement ist dann entsprechend ausgebildet.

Hierdurch wird eine benutzerfreundliche, verkippungsfreie und sichere Führung des Spreizelements erreicht und ein Herausfallen des Spreizelements im ungespreizten Zustand verhindert.

Durch eine breite Auflage der Führungsflächen aufeinander wird eine gute Kraftübertragung erreicht.

Vorzugsweise ist wenigsten eine der Führungsflächen des Schiebers oder der Schenkel mit zusätzlichen selbsthaltenden Ruhepositionen ausgestattet. In diesen Ruhepositionen, die in verschiedenen Vorschubpositionen (X-Positionen) vorgesehen sind, liegt der Schieber mit seinen Führungsflächen in der jeweiligen Ruheposition flächig an und ist damit in verschiedenen zwischen der minimalen und der maximalen Spreizung befindlichen vertikalen und seitlichen Spreizungen selbsthaltend positionierbar, ohne dass die Maximalspreizung erreicht werden muss.

Solche Ruhepositionen können prinzipiell auch bei den bislang bekannten Grundkörpern mit nur zwei Schenkeln eingesetzt werden, um ein schrittweises Aufspreizen unter Fixierung der jeweiligen Ausspreizung zu ermöglichen.

Somit kann durch einen veränderbaren Vorschub der gewünschte Grad des vertikalen und seitlichen Spreizens eingestellt werden.

Die selbsthaltenden Zwischenpositionen können als muldenförmige Strukturen an wenigstens einer der Führungsflächen, entweder am Schieber oder an wenigstens einem Schenkel, vorgesehen sein. Vorzugsweise weist ein jeder Schenkel solche selbsthaltenden Ruhepositionen auf.

Besonders bevorzugt ist, eine solche muldenförmige Struktur als Ruheposition an jeweils einer Führungsfläche an jedem Schenkel vorzusehen und die hierzu korrespondierende Führungsfläche an dem Schieber entsprechend auszubilden, so dass beim Schieben des Schiebers in X-Richtung der Schieber aus der ersten Ruheposition in die nächste Ruheposition gleitet und so fort. Ist die gewünschte Aufspreizung der Schenkel erreicht, so ist der Schieber in der Ruheposition hinreichend und dauerhaft fixiert.

Selbstverständlich kann der Schieber durch Verschieben in +X oder -X-Richtung aus einer Ruheposition wieder entfernt werden.

Besonders bevorzugt sind die beiden Führungsflächen an jedem Schenkel zueinander senkrecht angeordnet.

Dadurch, dass jeder Schenkel besonders bevorzugt für eine jede gewünschte Spreizrichtung (Y und Z) jeweils eine Führungsfläche und jedes Spreizelement jeweils eine hierzu korrespondierende Führungsfläche aufweist, wird eine verkippsichere Zwangsführung erreicht.

In Abhängigkeit von der Vorschubstellung des Spreizelements wird das Aufspreizen eingestellt.

Es versteht sich, dass unter Führungsflächen im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch lineare Führungsflächen verstanden werden.

Die quaderförmige Grundform des Implantats trägt ebenfalls dazu bei, das Einsinken des Implantats in die Wirbel zu vermindern. Dies ist auch darauf zurückzuführen, dass durch die dem Zwischenwirbelraum entsprechende flache Form das Einbringen des Implantats erleichtert ist. Die knöcherne Boden- und Deckplatte bleibt in ihrer Integrität erhalten.

Durch das Aufspreizen der Schenkel in zwei Raumrichtungen zeichnet sich das Implantat zudem durch eine sehr gute Fixierung und Positionierbarkeit aus.

Vorzugsweise ist das Spreizelement in der Zwischen- und der Endposition zur Seitenfläche des Grundkörpers im Wesentlichen bündig.

Weiterhin ist bevorzugt, das Implantat so auszubilden, dass die Ober- und Unterseite des Spreizelements mit der Ober- und Unterseite des Grundkörpers im maximal aufgespreizten Zustand im Wesentlichen bündig sind. Hierdurch wird im maximalen Spreizzustand die effektive Auflagefläche nochmals erhöht und damit ein Einsinken zusätzlich vermindert.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, das Spreizelement und den Grundkörper so auszubilden, dass deren Ober- und Unterseiten auch in wenigstens einer und vorzugsweise mehreren oder allen Ruhepositionen bündig sind, da hierdurch auch in einer solchen nicht maximal aufgespreizten Position eine Vergrößerung der Auflagefläche und somit eine Verringerung des Einsinkens erreicht werden kann.

Das erfindungsgemäße Implantat ist vorzugsweise aus Reintitan oder einer Titanlegierung wie Ti₆Al₄ oder einem Kunststoffmaterial wie Polyetheretherketon (PEEK).

Das erfindungsgemäße Implantat kann auch mehr als vier Schenkel aufweisen, beispielsweise drei an der Oberseite und drei an der Unterseite des Implantats. Hierdurch kann eine weitere Vergrößerung der Auflage fläche des Implantats und damit eine Verringerung des Einsinkens erreicht werden. In dieser Ausführungsform werden die beiden äußeren der jeweils drei Schenkel vertikal und seitlich aufgespreizt und die mittleren der jeweils drei Schenkel nur in vertikaler Richtung.

Das erfindungsgemäße Implantat wird wie folgt implantiert: In Bauchlage wird über einen dorsalen Zugang der Bandscheiben- beziehungsweise der Zwischenwirbelraum freigelegt und dann vollständig ausgeräumt, wobei auch Knorpelanteile der Boden- und Deckplatten der Wirbelkörper mit zu entfernen sind. Anschließend wird die Boden- und Deckplatte leicht angeraut, um das Knochenwachstum anzuregen.

Zur Verbindung von Wirbeln sind zwei Implantate erforderlich.

Am Implantat wird ein entsprechendes Halteinstrumentarium bestehend aus Außen- und Innenrohr lagegerecht fixiert und zwischen die Boden- und Deckplatte eingebracht. Die Bewegung des Schiebers erfolgt durch einen separaten Eindrücker, der in das Halteinstrumentarium eingebracht wird.

Bei Korrekturmaßnahmen ist es jederzeit möglich, den Schieber mittels eines Abziehers, der in ein Gewinde in den Schieber einschraubbar ist, wieder in die Ursprungslage zu bewegen. Nach der Implantation werden die Einbringinstrumente vom Implantat entfernt.

Das Einsetzen der Implantate, das Aufspreizen und die Kontrolle der Implantatlage während der Operation erfolgt durch Bildwandler. Es ist eine Auffüllung des Implantates mit Knochen (zum Beispiel Spongiosa) oder anderen Materialien (Ca-Phosphatpräparate) möglich. Der Eingriff ist damit beendet, anschleißend erfolgt der Wundverschluss. Eine Mobilisation des Patienten kann am gleichen Tage erfolgen.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläütert. Es zeigt:
1 Eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Implantats mit dem Spreizelement 12 in Ausgangsstellung,
2 das Implantat aus 1 in perspektivischer Seitenansicht, jedoch mit dem Spreizelement in Endstellung,
3 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Implantat,
4 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Implantats,
5 eine Ansicht auf den Grundkörper (ohne Spreizelement) von hinten (Draufsicht auf Wandabschnitt) und
6 eine perspektivische Ansicht des Schiebers.
Das erfindungsgemäße Implantat weist einen Grundkörper 11 und ein Spreizelement 12 auf. Der Grundkörper 11 ist im Wesentlichen quaderförmig und umfasst einen Wandabschnitt 13, von dem sich in eine Richtung vier Schenkel 15, 16, 17, 18 erstrecken.
Zwischen jeweils zwei benachbarten Schenkeln 16, 17; 18, 15; 15, 16; 17, 18 befindet sich eine keilförmige, sich in Richtung der Enden 25 der Schenkel 15, 16, 17, 18 verjüngende Öffnung 23, 23', 24, 24'.
Jeder Schenkel 15, 16, 17, 18 weist jeweils zwei zueinander senkrecht stehende Führungsflächen 15a, 15b, 16a, 16b, 17a, 17b, 18a, 18b auf.
Die Führungsflächen 15a, 16a, 17a und 18a sind im Wesentlichen in XZ-Richtung ausgerichtet. Durch das Schieben des Schiebers 12 in X-Richtung und die Keilform der Öffnung 24, 24' drückt der Schieber 12 mit seinen seitlichen, ebenfalls in XZ-Richtung ausgerichteten Führungs flächen 31 die Schenkel 15, 16, 17 und 18 in +Y bzw. -Y-Richtung auseinander.
Entsprechend sind die Führungsflächen 15b, 16b, 17b und 18b an den Schenkeln im Wesentlichen in XY-Richtung ausgerichtet, und durch Verschieben des Schiebers 12 in X-Richtung drückt der Schieber mit seinen in XY-Richtung ausgerichteten Führungsflächen 32 infolge der Keilform der Öffnung 23, 23' die Schenkel 15, 16, 17, 18 an den Führungsflächen 15b, 16b, 17b, 18b in +Z beziehungsweise -Z-Richtung auseinander.
Insgesamt findet damit ein Aufspreizen der vier Schenkel in zwei Raumrichtungen, nämlich in der Y- und Z-Richtung, statt.
Die Führungsflächen 15b, 16b, 17b und 18b der Schenkel weisen zusätzlich Mittel 26 auf, die eine selbsthaltende Positionierung des Spreizelementes 12 in verschiedenen Zwischenpositionen ermöglichen. Diese Mittel 26 sind muldenförmige Stellflächen. Der Schieber 12 gelangt durch das Schieben in X-Richtung von einer Mulde 26 über einen Höcker 27 in die nächste Mulde 26'. In einer jeden Mulde 26 rastet der Schieber 12 zwischen den beiden benachbarten Höckern 27, 27' und die durch die Auslenkung der Schenkel aus der Ruhelage wirkende Rückstellkraft ein.
Der Schieber 12 kommt mit seinen Flächenabschnitten 35 zu den Rastpositionen in den muldenförmigen Stellflächen 26 zur Anlage.
Der Schieber 12 schließt im Wesentlichen bündig mit den Längsseiten 34 des Grundkörpers 11 ab.
Der Schieber weist vorzugsweise Aussparungen 42 auf, in die die durch den Durchlass geführten Halteinstrumente eingreifen können.
In Bezug auf die XZ- und die XY-Ebene ist das Implantat symmetrisch.
Die Schenkelenden 25 verjüngen sich zu einer meißelförmigen Spitze, die dazu dient, das Einbringen des Implantats in den Zwischenwirbelraum mit leichten Schlägen zu ermöglichen.
Die Schenkel 15, 16, 17, 18 umfassen an ihrem vorderen Ende zur Begrenzung der Führungsflächen 15a, 16a, 17a, 18a zueinander geneigte Nasen 36, 36'; 36'', 36''', die dazu dienen, den Vorschub in X-Richtung zu begrenzen.
Im Wandabschnitt 13 ist eine Öffnung 29 gebildet, die dazu dient, ein geeignetes Werkzeug wie beispielsweise das Außen- und Innenrohr des Halteinstrumentariums und den Eindrücker zur Betätigung des Schiebers hindurchzuführen.
Durch den Wandabschnitt 13 und die Schenkel 15, 16, 17 und 18 wird ein Hohlraum 30 gebildet, in dem sich auch das verschiebbare Spreizelement 12 befindet. Der Hohlraum 30 dient zur Aufnahme von Knochenmaterial, das dann durch die seitlichen Öffnungen 23, 23' und die Öffnung an der Ober- und Unterseite 24, 24' des Implantats verwachsen kann.
An der Ober- 37 und der Unterseite 38 des Grundkörpers ist jeweils eine Zahnung vorgesehen, wobei sich die Zahnkämme in Y-Richtung über die gesamte Fläche der Ober- 37 und Unterseite 38 verlaufend erstrecken. Die Zahnung dient dazu, im implantierten Zustand in das Knochenhartgewebe einzudringen und dadurch eine sichere Befestigung des Implantats zwischen den Wirbelkörpern zu erreichen.
Das Implantat ist zwischen 10 und 30 mm und vorzugsweise zwischen 20 und 26 mm lang (X-Richtung), 5 bis 20 mm, insbesondere 10 bis 14 mm breit (Y-Richtung) und 5 bis 20 mm und insbesondere 9, 11 oder 13 mm hoch (Z-Richtung).
Die seitliche Aufspreizung des Impantats beträgt etwa 1,5 bis 2 mm, die vertikale Aufspreizung beträgt etwa 2,5 mm. Durch die seitliche Aufspreizung wird die durch die Schenkel überspannte Auflagefläche um etwa 5 % vergrößert, wenn die Breite des Implantats an den Schenkelenden von 12 auf 14 mm, das heißt um circa 17 % vergrößert wird.

Claims

Spreizbares Implantat zur Anordnung zwischen benachbarten Wirbeln der Wirbelsäule, das einen mehrere Schenkel (15, 16, 17, 18) umfassenden Grundkörper (11) umfasst, wobei der Grundkörper im wesentlichen quaderförmig ist, zwischen den Schenkeln (15, 16, 17, 18) ein Element (12) angeordnet ist, mittels dessen die Schenkel (15, 16, 17, 18) aufspreizbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper wenigstens vier Schenkel (15, 16, 17, 18) umfasst und die Schenkel sowohl in vertikale als auch in seitliche Richtung mittels des Spreizelements (12) spreizbar sind.
Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spreizelement (12) in Form eines Schiebers ausgebildet ist.
Implantat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen jeweils zwei Schenkeln (16,17; 18,15; 15,16; 17,18) eine in Richtung der freien Schenkelenden (25) im wesentlichen keilförmig zulaufende Öffnung (23, 23', 24, 24') befindet.
Implantat nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (12) Führungsflächen (31, 31', 32, 32') aufweist und jeder Schenkel (15, 16, 17, 18) wenigstens eine Führungsfläche (15a, 15b, 16a, 16b, 17a, 17b, 18a, 18b) aufweist, wobei mit einer jeden Führungsfläche (15a, 15b, 16a, 16b, 17a, 17b, 18a, 18b) eines Schenkels (15, 16, 17, 18) eine entsprechende Führungsfläche (31, 31', 32, 32') des Schiebers (12) korrespondiert.
Implantat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schenkel (15, 16, 17, 18) zwei Führungsflächen (15a, 15b, 16a, 16b, 17a, 17b, 18a, 18b) aufweist.
Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder Implantat aus einem Grundkörper (11) mit wenigstens zwei Schenkeln (15, 16, 17, 18) und einem Spreizelement (12), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Führungsfläche des Schiebers (31, 31', 32, 32') und/oder wenigstens eine Führungsfläche (15a, 15b, 16a, 16b, 17a, 17b, 18a, 18b) eines Schenkels (15, 16, 17, 18) selbsthaltende Ruhepositionen (26) umfassen.
Implantat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ruhepositionen (26) Mulden (26) mit benachbarten Höckern (27) sind.
Implantat nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeder Schenkel (15, 16, 17, 18) an seinen Führungsflächen (15b, 16b, 17b, 18b) selbsthaltende Ruhepositionen (26) aufweist, die mit entsprechenden Flächenabschnitten (35) des Schiebers (12) korrespondieren.
Implantat nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeder Schenkel (15, 16, 17, 18) für eine jede Spreizrichtung (y und z) jeweils eine Führungsfläche (15a, 16a, 17a, 18a, 15b, 16b, 17b, 18b) und der Schieber (12) hierzu korrespondierende Führungsflächen (31, 31', 32, 32') aufweist.
Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Vorschubstellung des Spreizelements (12) das Aufspreizen einstellbar ist.
Implantat nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das das Spreizelement (12) in der Zwischen- und/oder Endposition zur Seitenfläche (34) des Grundkörpers (11) im Wesentlichen bündig und/oder die Ober- (37) und Unterseite (38) des Grundkörpers (11) mit der Ober (43) – und Unterseite (44) des Spreizelements sind.
Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden (25) der Schenkel (15, 16, 17, 18) meißelförmig ausgebildet sind.