DE102006059209B4

DE102006059209B4 - Implantat für die Wirbelsäule

Info

Publication number: DE102006059209B4
Application number: DE200610059209
Authority: DE
Inventors: Andreas Burger; Ralph Dr. Greiner-Perth; Heinrich Dr. Böhm
Original assignee: MEDICON EG CHIRURGIEMECHANIKER GENOSSENSCHAFT; MEDICON EG CHIRURGIEMECHANIKER-GENOSSENSCHAFT
Current assignee: MEDICON EG CHIRURGIEMECHANIKER GENOSSENSCHAFT; MEDICON EG CHIRURGIEMECHANIKER-GENOSSENSCHAFT
Priority date: 2006-12-13
Filing date: 2006-12-13
Publication date: 2011-05-05
Anticipated expiration: 2026-12-14
Also published as: DE102006059209A1

Abstract

Implantat für die Wirbelsäule mit einer quaderförmigen Grundform und vier Seitenwänden (12, 13, 14, 15),
wobei eine erste Seitenwand (14) wenigstens eine Öffnung (19a, 19b, 19c) aufweist, die eine Sicht auf die Dura unter dem Mikroskop erlaubt und
wobei eine der ersten Seitenwand (14) gegenüberliegende zweite Seitenwand (12) mit einer Öffnung (18) vorgesehen ist, die hinreichend groß ist, dass Knochenmaterial oder entsprechendes Material in den Innenraum des Implantats eingebracht werden kann, nachdem das Implantat in den Zwischenwirbelraum eingebracht ist,
wobei die weiteren Seitenwände (13, 15) Öffnungen (22, 23) aufweisen, die dem Eingriff von Zangenschenkeln dienen
und wobei die Ober- und Unterseiten der Seitenwände (12, 13, 14, 15) des Implantats (11) eine wellenförmige Struktur aufweisen:

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Implantat für die Wirbelsäule, das insbesondere als cervicales Cage-Implantat verwendet werden kann.
Cervicale Cage-Implantate werden im Bereich der Halswirbelsäule eingesetzt und dienen zur interkorporalen Fusion (Versteifung der Wirbelkörper).
Bei der Operation wird die mit dem Implantat zu ersetzende Bandscheibe zunächst ausgeräumt. Anschließend wird das Implantat in den Zwischenwirbelraum eingeführt, um als Abstandshalter zwischen zwei benachbarten Wirbeln zu dienen.
Die Form der bekannten cervicalen Implantate basiert auf einem Quader, der vier geschlossene Seitenwände und eine offene Unter- und Oberseite aufweist, so dass die geschlossenen Seitenwände die Form einer rechteckigen Hülse besitzen.
Zudem sind hülsenförmige cervicale Rundimplantate mit einer Gitterstruktur bekannt. Die Öffnungen in der Gitterstruktur dienen zum Halten und Einbringen des Implantats.
Die bekannten cervicalen Implantate werden dabei so in den Zwischenwirbelraum eingeschoben, dass die Wirbel auf den Ober- und Unterkanten der Seitenwände aufliegen. Der über die offenen Unter- und Oberseiten zugängliche Innenraum des Implantats kann vor dem Einbringen in den Wirbelzwischenraum mit Knochenmaterial oder Calciumphosphat-Präparaten zur Beschleunigung des Knochenwachstums gefüllt werden, um die intracorporale Fusion des Implantats zu beschleunigen.
Im Allgemeinen wird zunächst der Zwischenwirbelraum ausgeräumt, und zwar bei Operationen im Halsbereich von der Bauchseite her. Anschließend wird Knochenmaterial oder ein anderes geeignetes Material wie Calciumphosphat in das hülsenförmige Implantat eingefüllt und das Implantat dann nach und nach in den Zwischenwirbelraum eingebracht, wobei der Vorgang des Einbringens unter Röntgenkontrolle (mehrmaliges Röntgen) durchgeführt wird.
Mit den bekannten Implantaten ist zwar ebenfalls ein einfaches Einbringen der Implantate mit anschließender Verknöcherung gegeben, jedoch ist die Strahlenbelastung für den Patienten sehr hoch, da das Einbringen unter Röntgenkontrolle erfolgt.
Eine Verringerung der Röntgenvorgänge kann wiederum zu einem zu tiefen Einbringen des Implantats und damit zu einer Durakompression führen.
Aus der DE 198 03 700 A1 ist ein höhenverstellbares Wirbelkörperimplantat bekannt, das aus zwei u-förmigen Körben besteht, die gegeneinander teleskopartig geführt sind. Die DE 101 13 689 C1 lehrt ein Zwischenwirbelimplantat, das aus einem aus zwei Armen und einer Brücke bestehenden Grundkörper und einem Distanzstück besteht. Die Implantation dieser Implantate erfolgt ebenfalls unter stetiger Röntgenkontrolle.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Implantat anzugeben, das mit einer stark verringerten Strahlenbelastung für den Patienten implantiert werden kann und mit dem zudem das Risiko einer Durakompression vermindert ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 2.
Das erfindungsgemäße Implantat wird während der Operation so in den Zwischenwirbelraum eingeschoben, dass die Seitenwand mit der Öffnung oder der offenen Seitenwand zum Chirurgen weist und somit das Implantat unter Sicht eingebracht werden kann. Die Öffnungen) in der Hinterwand (dorsale Seite) des Implantats erlauben eine Sicht auf die Dura unter dem Mikroskop. Dadurch wird die Gefahr eines zu tiefen Einbringens des Implantats und damit die Gefahr von Durakompressionen vermieden. Es ist deshalb nur eine Röntgenkontrolle für den endgültigen Sitz des Implantats erforderlich.
Durch das erfindungsgemäße Implantat kann somit die Strahlenbelastung für den Patienten während der Operation drastisch reduziert werden.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Implantats besteht darin, dass das Knochenmaterial nicht vor dem Einbringen des Implantats in den Zwischenwirbelraum gefüllt werden muss, sondern das Befüllen nach dem Einbringen des Implantats möglich ist. Dadurch, dass das Implantat eine zu dem Chirurgen gerichtete hinreichend große Öffnung aufweist, kann das Knochenmaterial oder entsprechendes Material durch den Operateur in das Implantat in der gewünschten Menge und in der gewünschten Lage durch diese Öffnung in dem Innenraum des Implantats eingebracht werden, und zwar nachdem das Implantat in den Zwischenwirbelraum eingebracht ist.
Die Öffnung zum Befüllen ist dabei entweder eine hinreichend große Öffnung in der Seitenwand oder aber die offene fehlende Seitenwand, sofern das Implantat mit der Seitenwand mit Öffnung in dorsaler Richtung eingebracht wird. Das Herausfallen des Knochenmaterials während des Einbringens und damit eine mögliche qualitative schlechtere Verknöcherung kann somit vermieden werden.
Dadurch, dass das erfindungsgemäße Implantat infolge der dem Operateur im eingebrachten Zustand zugewandten hinreichend großen Öffnung im implantierten Zustand befüllbar ist, kann die Implantation im Gegensatz zu den bislang bekannten Cages mit einem unbefüllten Cage erfolgen, der infolge der Öffnungen in den gegenüberliegenden Seitenwänden und dem dadurch ermöglichten Blick auf die Dura unter dem Mikroskop eingebracht werden kann.
In einer je 4 Ausführungsform umfasst das Implantat nur drei Seitenwände, die im Wesentlichen die Form eines u-Profils aufweisen. Die Grundfläche des u-Profils weist die erfindungsgemäße Öffnung auf.
Die der Grundfläche des u-Profils gegenüberliegende Fläche ist offen und bildet somit die zuvor beschriebene fehlende Seitenwand.
Die nach oben und unten weisenden Kanten des U-Profils liegen im implantieren Zustand auf den darüber bzw. darunter liegenden Wirbeln auf.
Die u-profilförmige Form des Implantats ist für ein cervicales Implantat im Allgemeinen ausreichend, da die Belastung der Wirbelsäule im cervicalen Bereich erheblich geringer als im lumbalen Bereich ist und die u-förmige Form die im cervicalen Bereich auftretenden Kräfte aufnehmen kann.
Eine andere Ausführungsform sieht vor, das Implantat mit vier Seitenwänden vorzusehen, wobei die der Seitenwand mit der wenigstens einen Öffnung gegenüberliegende Seitenwand ebenfalls wenigstens eine Öffnung aufweist. Im Gegensatz zu der u-förmigen Ausführungsform weist dieses Implantat somit eine in sich geschlossene umlaufende obere und untere Auflagekante auf. Diese Ausführungsform zeichnet sich infolge der in sich geschlossenen Seitenwände durch eine höhere Stabilität aus und kann somit auch im lumbalen oder im toracalen Bereich eingesetzt werden.
Ferner sind auch die beiden der Seitenwand mit der Öffnung benachbart liegenden Seitenwände mit einer Öffnung vorgesehen. Diese beiden weiteren Öffnungen dienen dazu, den Eingriff einer Zange zu ermöglichen, die durch die dem Operateur zugewandte Öffnung eingebracht wird. Die Enden der gespreizten Schenkel der Zange greifen dann in die beiden Öffnungen in den beiden weiteren Seitenwänden ein.
Durch die Größe der dem Operateur zugewandten Öffnung und die Form der Zangenschenkel kann das Einbringen des Implantats unter dem Mikroskop selbst dann beobachtet werden, wenn die Zange mit ihren gespreizten Schenkeln in die beiden weiteren Seitenwände eingreift.
Vorzugsweise weicht die Grundform der Implantate von der Quaderform geringfügig ab, um der Lordoseform der Wirbelsäule zu entsprechen.
In einer weiteren Ausführungsform ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Implantate miteinander durch Sollbruchstellen zu einer Stange verbundenen Einheit vorzusehen. Der Chirurg kann dann während der Operation von der „Implantatstange” die erforderliche Menge an Implantaten abbrechen. Durch die Stangenform ist es jedoch auch möglich, drei miteinander über die Sollbruchstellen zu einem „Dreifachimplantat” verbundene Implantate heraus zu brechen und mit diesem Dreifachimplantat dann beispielsweise zwei Bandscheiben und einen Wirbelkörper gemeinsam zu überbrücken. Ein besonderer Vorteile dieser Implantatstange mit den Öffnungen auf der einen Seite ist der hohe Verknöcherungsgrad, der dadurch erzielt wird, dass in die Stange durch die Öffnungen in den Innenraum der Stange viel Knochenmaterial eingefüllt werden kann.
Zur Stabilisierung der erfindungsgemäßen Implantate können diese, insbesondere im toracalen und lumbalen Einsatz, noch durch Knochenschrauben verstärkt werden.
Das erfindungsgemäße Implantat ist vorzugsweise aus Reintitan oder einer Titanlegierung wie Ti₆Al₄ oder einem Kunststoffmaterial wie Polyetheretherketon (PEEK).
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
Es zeigen:
1: eine perspektivische Ansicht eines Implantats mit vier Seitenwänden;
2: die Draufsicht auf das Implantat gemäß 1;
3: die Draufsicht auf die Seitenwand 12 des Implantats gemäß 1;
4: die Draufsicht auf die Seitenwand 15 des Implantats gemäß 1;
5: ein von einer Zange gehaltenes Implantat;
6: eine perspektivische Ansicht eines Implantats mit drei Seitenwänden;
7: die Draufsicht auf das Implantat gemäß 6;
8: eine perspektivische Ansicht einer Stange von miteinander verbundenen Implantaten gemäß 6;
9: eine Draufsicht auf die Seitenwand 15' der Stange 35 und
10: eine Draufsicht auf die Seitenwand 12' der Stange 35
Die 1 bis 4 zeigen ein Implantat 11 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Implantat 11 umfasst vier Seitenwände 12, 13, 14 und 15. Die Seitenwand 12 umfasst eine Öffnung 18. Der Seitenwand 12 mit der Öffnung 18 liegt eine weitere Seitenwand 14 gegenüber, die ebenfalls Öffnungen 19a, 19b und 19c aufweist. Durch die Öffnungen 18, 19a, 19b und 19c kann der Chirurg mittels eines Mikroskops das Einbringen des Implantats in den Zwischenwirbelraum beobachten und kontrollieren, so dass für den Implantationsvorgang keine Röntgen erforderlich ist.
Zusätzlich dient die Öffnung 18, die während des Implantierens in Richtung des Chirurgen zeigt, dazu, durch diese Öffnung 18 Knochenmaterial in den Innenraum 21 des Implantats 11 einzufüllen. Die Größe der Öffnung 18 muss somit so groß sein, dass ein Einfüllen des Knochenmaterials durch diese Öffnung 18 in den Innenraum 21 erfolgen kann. Die Öffnung ist im Wesentlichen rechteckig oder oval geformt.
Die beiden weiteren Seitenwände 13, 15 des Implantats können ebenfalls jeweils eine Öffnung 22, 23 aufweisen. Diese Öffnungen dienen dazu, das Implantat während des Implantationsvorgangs zu halten. Hierzu wird eine Zange 31 mit ihren Schenkeln 32, 33 durch die Öffnung 18 in der Seitenwand 12 gesteckt und die Schenkel anschließend aufgespreizt, so dass die Schenkelenden 34 in die Öffnungen 22, 23 eingreifen (vgl. 5).
Die Öffnung 18 sollte somit auch so groß sein, dass die Schenkel 32, 33 der nachfolgend beschriebenen Zange 31 in die Öffnung 18 eingeführt und in dieser gespreizt werden können.
Die Seitenwände 12, 13, 14 und 15 bilden auf ihrer Ober- und Unterseite eine in sich geschlossene Fläche. Diese Fläche weist eine wellenförmige Struktur mit nach außen weisenden Auflageflächen 26 und halbkreisförmigen Vertiefungen 27 auf, die zu einer besseren Verankerung des Implantats zwischen den benachbarten Wirbeln dienen.
Die Höhe des Implantats, d. h. die Länge der Strecken h1 bzw. h2 in y-Richtung in 1 ist an den Seitenwänden 12 und 14 unterschiedlich, um eine lordose Form zu gewährleisten.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt die Höhe h1 8 mm und die Höhe h2 6 mm bei einer Breite b des Implantats (Ausdehnung in x-Richtung) von 20 mm und einer Tiefe t (Ausdehnung in z-Richtung) von 13 mm.
Die 6 und 7 zeigen eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Implantats, das insbesondere als cervicales Implantat eingesetzt wird.
Im Gegensatz zu dem Implantat gemäß den 1 bis 4 ist bei diesem Implantat die der Seitenfläche 12 mit Öffnung 18 – im vorliegenden Fall sind es drei Öffnungen 18a, 18b, und 18c – gegenüberliegende Fläche 14 offen, so dass sich insgesamt ein u-förmiges Profil (vgl. Draufsicht auf die nach oben weisenden Kanten der Seitenflächen in 7) ergibt. Die Seitenwand 12 mit den Öffnungen 18a, b, c bildet die Grundfläche des u-förmigen Profils. Die beiden Seitenwände 13 und 15 weisen wiederum Öffnungen 22, 23 für den Eingriff der Zangenschenkel 34 auf, im Bereich der Auflage auf die Wirbel sind die Kantenbereiche wiederum mit Auflageflächen 26 und halbkreisförmigen Vertiefungen 27 ausgebildet, um die Verankerung zu verbessern
Bei diesem u-förmigen Implantat sind in der Seitenwand 12 nicht nur eine, sondern drei voneinander benachbarte Öffnungen 18a, 18b und 18c vorgesehen, die voneinander durch zwei Stege 28a, b (10) getrennt sind. Hierdurch wird die Gesamtstabilität gegenüber einem u-förmigen Implantat mit nur einer Öffnung 18 verbessert. Die Öffnungen 18a, b, c sind ausreichend, um durch diese Öffnungen den Implantationsvorgang zu beobachten.
Während der Implantation weist dieses Implantat mit der offenen Seite 14 in Richtung des Operateurs, der durch die offene Seite 14 und die Öffnungen 18a, b, c das Einbringen mittels eines Mikroskops beobachten kann. Das Implantat kann dabei mit einer Zange 31, deren Schenkel 32, 33 die Seite 14 durchqueren, gehalten werden. Nach der Implantation wird das Knochenmaterial durch die offene Seite 14 in den Innenraum 21 des Implantats eingebracht.
In einer weiteren Variante sind mehrere in den 6 und 7 beschriebene Implantate miteinander über Sollbruchstellen 28a, 28b 29a, 29b zu einer Stange 35 verbunden, die in den 8 bis 10 dargestellt ist. Die Bodenwand der Stange 35 ist mit ihren Öffnungen 18a, b, c, d und den zwischen diesen Öffnungen 18a, b, c, d befindlichen Sollbruchstellen 28a, b, c in 10 dargestellt die Seitenwand der Stange 35 ist in 9 dargestellt und weist neben den Öffnungen 20a, b und c ebenfalls zwischen diesen Öffnungen befindliche Sollbruchstellen 29a, b auf. Erfolgt das Brechen entlang der Öffnungen 18a, b, c, d und 20a, b, c, d und den Sollbruchstellen 28a, b und 29a, b, wobei die Stege 36, 37 mit einem Hartmetallschneider durchtrennt werden, so weist das enthaltene Implantat an der Ober- und Unterseite die wellenförmige Struktur zur Verankerung auf. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Stange gerade, und h1 und h2 (vgl. 6) sind gleich lang. Alternativ kann die Stange jedoch auch gekrümmt sein, insbesondere, wenn die Längen h1 und h2 verschieden sind und das Implantat in der lordosen Form vorliegt.
Von einer solchen Stange 35 kann der Chirurg während der Operation die gewünschte Länge von miteinander verbundenen oder einzelnen Implantaten an den betreffenden Sollbruchstellen mittels eines Werkzeugs abbrechen bzw. durchtrennen.
Mehrere miteinander verbundene Implantate (Stangenabschnitte) können eingesetzt werden, um beispielsweise zwei Bandscheiben und einen Wirbelkörper zu überbrücken. Durch den großen, durch die Seitenflächen 12', 13' und 15' definierten Innenraum kann während der Operation viel Knochenmaterial durch die freie Fläche 14 eingefüllt werden, wodurch eine sehr gute und schnelle Verknöcherung erreicht werden kann. Auch die durchtrennten Stangenabschnitte können unter Beobachtung mittels eines Mikroskops implantiert werden, ohne dass ein wiederholtes Röntgen des Patienten erforderlich ist.

Claims

Implantat für die Wirbelsäule mit einer quaderförmigen Grundform und vier Seitenwänden (12, 13, 14, 15), wobei eine erste Seitenwand (14) wenigstens eine Öffnung (19a, 19b, 19c) aufweist, die eine Sicht auf die Dura unter dem Mikroskop erlaubt und wobei eine der ersten Seitenwand (14) gegenüberliegende zweite Seitenwand (12) mit einer Öffnung (18) vorgesehen ist, die hinreichend groß ist, dass Knochenmaterial oder entsprechendes Material in den Innenraum des Implantats eingebracht werden kann, nachdem das Implantat in den Zwischenwirbelraum eingebracht ist, wobei die weiteren Seitenwände (13, 15) Öffnungen (22, 23) aufweisen, die dem Eingriff von Zangenschenkeln dienen und wobei die Ober- und Unterseiten der Seitenwände (12, 13, 14, 15) des Implantats (11) eine wellenförmige Struktur aufweisen:
Implantat für die Wirbelsäule mit drei Seitenwänden (12, 13, 15), die die Form eines u-Profils aufweisen, wobei eine erste Seitenwand (12) wenigstens eine Öffnung (18a, 18b, 18c) aufweist, die eine Sicht auf die Dura unter dem Mikroskop erlaubt und wobei die der ersten Seitenwand (12) gegenüberliegende Fläche (14) offen ist, so dass Knochenmaterial oder entsprechendes Material in den Innenraum des Implantats eingebracht werden kann, nachdem das Implantat in den Zwischenwirbelraum eingebracht ist, wobei die weiteren Seitenwände (13, 15) Öffnungen (22, 23) aufweisen, die dem Eingriff von Zangenschenkeln dienen und wobei die Ober- und Unterseiten der Seitenwände (12, 13, 15) des Implantats eine wellenförmige Struktur aufweisen.
Implantat nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Seitenwand mehrere Öffnungen (18a, 18b, 18c; 19a, 19b, 19c) umfasst.
Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (18) rechteckig oder oval geformt ist.
Implantat nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere dieser Implantate miteinander über Sollbruchstellen (28a, 28b, 29a, 29b) und Stege (36, 37) zu einer Stange verbunden sind.
Implantat nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es aus Reintitan, einer Titanlegierung oder einem Kunststoffmaterial ist.
Implantat nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Implantat als cervicales Implantat einsetzbar ist.
Implantat nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die. Höhe (h1, h2) des Implantats an den Seitenwänden unterschiedlich ist, um eine lordose Form zu gewährleisten.