DE102007042946B4

DE102007042946B4 - Implantierbarer, prothetischer Wirbelkörperersatz

Info

Publication number: DE102007042946B4
Application number: DE102007042946.2A
Authority: DE
Inventors: Prof. Dr. Schmieder Kirsten; Dr. Pechlivanis Ioannis
Original assignee: Individual
Current assignee: Boettcher Ioannis Dr De; SCHMIEDER, KIRSTEN, PROF.DR., DE
Priority date: 2007-06-11
Filing date: 2007-09-10
Publication date: 2014-06-05
Anticipated expiration: 2027-09-11
Also published as: WO2008152499A3; DE102007042946A1; WO2008152499A2

Abstract

Implantierbarer, prothetischer Wirbelkörperersatz, insbesondere für den Bewegungserhalt der Halswirbelsäule nach einem teilweisen Wirbelkörper-Resektionseingriff oder traumatischen Wirbelbrüchen, umfassend ein starres, käfig- oder plattenartiges Wirbelkörperimplantatsegment (30) mit Elementen zum Fixieren an vorhandenen Wirbelkörperresten, dadurch gekennzeichnet, dass an der Ober- und Unterseite des Wirbelkörperimplantatsegments (30), in Richtung zu benachbarten Wirbelkörpern (6), jeweils ein winkel- und rotationsvariables Bewegungssegment (5) mit Bandscheibenfunktion angeordnet ist, wobei das jeweilige Bewegungssegment (5) Mittel zum Befestigen (8) am benachbarten Wirbelkörper (6) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen implantierbaren, prothetischen Wirbelkörperersatz, insbesondere für den Bewegungserhalt der Halswirbelsäule nach einem teilweisen Wirbelkörper-Resektionseingriff oder traumatischen Wirbelbrüchen, umfassend ein starres, käfig- oder plattenartiges Wirbelkörperimplantatsegment mit Elementen zum Fixieren an vorhandenen Wirbelkörperresten, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus dem Patent US 5,782,832 ist ein Wirbelkörperimplantat sowie ein Verfahren zum Einsetzen eines derartigen Implantats vorbekannt. Dieses bekannte Implantat enthält obere und untere Plattenteile, die als Zwischenwirbelteil einsetzbar sind. Bei einer Ausführungsform der dortigen Lösung ist eine Vorrichtung zum Aufspreizen gezeigt und es besteht die Möglichkeit, durch zwischen den Platten eingesetzte Schraubenfederelemente Dämpfungseigenschaften zu erreichen. Um Bewegungen der benachbarten Wirbelkörper gegeneinander oder bezüglich ihrer Winkellage auszugleichen, besteht bei einer weiteren Ausführungsform nach US-PS 5,782,832 die Möglichkeit der Ausbildung eines Halbkugelgelenks, welches in einer der Halbkugelform angepassten Ausnehmung seinen Sitz findet. Letztendlich kann eine Winkelvarianz auch durch ein elastomeres Material realisiert werden, das zwischen den mit den Wirbelkörpern in Verbindung stehenden Platten angeordnet ist.
Aus der US-PS 4,657,550 ist ein Wirbelkörperersatz in Form eines hohlzylindrischen Teiles mit Gewindestücken vorbekannt. Durch Drehung des hohlzylindrischen Körpers kann unter Beachtung der Gegenläufigkeit der dort vorgesehenen Gewinde eine Höhenverstellung des Wirbelkörperersatzes vorgenommen werden. Die beiden, gegenüberliegend eingesetzten Gewindestücke stützen sich gegenüber einem Aufnahmeelement ab, das im benachbarten Wirbel fest, d. h. nicht winkelbeweglich fixiert wird. In eine ähnliche Lösungsrichtung geht das US-Patent 6,193,756 . Dort kann durch einen Keilkörper eine Winkelanpassung in vorgegebenen Grenzen erfolgen. Hinsichtlich der Ausführungsform von höhenverstellbaren Wirbelkörperimplantaten sei noch auf die US-Patente 5,989,290 und 5,571,192 aufmerksam gemacht.
Zum Stand der Technik sei noch auf die DE 42 08 116 C2 verwiesen. Die dortige Lehre zeigt eine Bandscheibenendoprothese mit zwei Prothesenplatten, die mit den Endplatten der zugehörigen Wirbelkörper zu verbinden sind, und einem Prothesenkern, der mit mindestens einer Prothesenplatte über eine eine Rotationsbewegung um die Hochachse gestattende Gelenkfläche zusammenwirkt. Ein Ersetzen der benachbarten Wirbelkörper ist bei der Lehre nach DE 42 08 116 C2 nicht vorgesehen.
Nach einer Teil-Corporektomie bei langgestreckten cervikalen Spinalkanalstenosen oder nach traumatischen Wirbelbrüchen wird, der derzeitigen medizinischen Kunst folgend, Knochenspan, z. B. Beckenkamm, in Kombination mit einer Platte oder einem Titan- oder Kunststoffimplantat verwendet, um den entfernten Wirbel zu überbrücken und anschließend eine Fusion der angrenzenden gesunden Wirbel zu bewirken. Wird ein Wirbel teil-corporektomiert, so werden die angrenzenden Wirbel mit fusioniert, und zwar unter Einschluss von zwei Bandscheiben. Dieses bedeutet, dass notwendige Bewegungsmöglichkeiten durch Verlust der Bandscheiben ausgeschaltet sind.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, einen weiterentwickelten implantierbaren, prothetischen Wirbelkörperersatz insbesondere für den Bewegungserhalt der Halswirbelsäule anzugeben, welcher als Komplettteil selbststabilisierend in der Lage ist, sowohl den entfernten Wirbelkörper sicher zu überbrücken als auch Funktionen der angrenzenden Bandscheiben zu übernehmen.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einem implantierbaren prothetischen Wirbelkörperersatz gemäß der Merkmalskombination nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.
Ausgehend von einem starren Wirbelkörperimplantatsegment, welches auch höhenvariabel ausgeführt sein kann, ist an der Ober- und/oder Unterseite dieses Wirbelkörperimplantatsegments, in Richtung zu benachbarten Wirbelkörpern, mindestens ein winkel- oder rotationsvariables Bewegungssegment mit Bandscheibenfunktion befindlich, wobei das jeweilige Bewegungssegment Mittel zum Befestigen am entsprechenden benachbarten Wirbelkörper aufweist.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Bewegungssegment zwei zur Längsausdehnung des starren Wirbelkörperimplantatsegments rechtwinklig und parallel verlaufende Plattenkörper mit einem dazwischen befindlichen elastischen Dreh- und Schwenkbewegungen erlaubenden Material. Anstelle eines elastischen Materials besteht die Möglichkeit der Ausbildung eines kugelähnlichen Gelenks.
Mittel zum Befestigen am jeweiligen benachbarten Wirbelkörper können am jeweiligen äußeren Plattenkörper ausgebildete Laschen sowie dornenartige Fortsätze umfassen, wobei in den Laschen Bohrungen zur Aufnahme von Knochenschrauben befindlich sind.
Bei einem gegebenenfalls nur einseitig vorhandenen Bewegungssegment ist am dem Bewegungssegment gegenüberliegenden Ende des Wirbelkörperimplantatsegments eine winkelverstellbare Bodenplatte ausgebildet.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besitzen bei beidseitig des Wirbelkörperimplantatsegments vorhandenen Bewegungssegmenten diese jeweils eine bevorzugte, sich in der Gesamtanordnung ergänzende Winkel- und Rotationsvariabilität. Durch diese quasi Funktionsaufteilung zum Erhalt der Beweglichkeit der Gesamtanordnung können die Eigenschaften des die Bewegung ermöglichenden Gelenks oder des hierfür vorhandenen elastischen Materials optimal genutzt werden, ohne dass die Gefahr von Überbeanspruchungen besteht.
Das beim Bewegungssegment vorhandene elastische Material wird bevorzugt stoff- oder formschlüssig mit den jeweiligen Plattenkörpern, d. h. deren Oberflächen verbunden.
Wenn die Möglichkeit besteht, das starre Wirbelkörperimplantatsegment mit einer Boden- und Deckfläche, die im Wesentlichen geschlossen ist, auszubilden, dann kann auf die jeweils zum Wirbelkörperimplantatsegment gerichtete Platte bzw. den entsprechenden Plattenkörper verzichtet und das elastische Material bzw. das entsprechende Gelenkteil unmittelbar auf der äußeren Boden- oder Deckfläche des Wirbelkörperimplantatsegments angeordnet bzw. angebracht werden.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von Figuren sowie einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
Hierbei zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Halswirbelsäule mit Wirbelkörpern 1 bis 3 sowie dazwischen befindlichen Bandscheiben;
2 eine prinzipielle Darstellung des Zustands der Halswirbelsäule nach Corporektomie mit noch vorhandenen seitlichen Knochenresten des Wirbelkörpers 2 und entfernten angrenzenden Bandscheiben;
3 ein Wirbelersatz gemäß dem Stand der Technik, wobei der entfernte Teil des Wirbelkörpers und die Bandscheiben mit einem Knochendübel überbrückt werden, an das eine Titanplatte geschraubt oder alternativ, bei welchem ein Implantatkäfig eingesetzt wird mit der Folge, dass zwischen den Wirbeln 1, 2 und 3 keine Bewegung mehr möglich ist;
4 eine prinzipielle Darstellung des erfindungsgemäßen implantierbaren, prothetischen Wirbelkörperersatzes und
5 eine prinzipielle Darstellung des implantierten Wirbelkörperersatzes zwischen zwei angrenzenden Wirbelkörpern.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 4 und 5 wird von einem Wirbelkörperersatz ausgegangen, welcher ein starres, im gezeigten Beispiel käfigartiges Wirbelkörperimplantatsegment 30 aufweist. An diesem starren Wirbelkörperimplantatsegment 30 sind Laschen 8 zur Befestigung an angrenzenden Wirbelkörperresten (siehe 5, Bezugszeigen 7) sowie dornenartige Fortsätze vorgesehen. Im Inneren des Wirbelkörperimplantatsegments 30 befindet sich ein Hohlraum 20, der mit Knochen oder Knochenersatzmaterial befüllbar ist.
Oberhalb des Wirbelkörperimplantatsegments 30, und zwar im Abschnitt 5, ist ein winkel- und rotationsvariables Bewegungssegment vorhanden, das zwei Platten 10 und 11 umfasst, wobei zwischen den Platten ein Gelenk 12 vorhanden ist, das beispielsweise durch ein elastomeres Material realisiert werden kann.
Auch unterseitig des Wirbelkörperimplantatsegments 30 befindet sich eine Platte 10 und ein Gelenk 12, jedoch steht hier das Gelenk 12 unmittelbar mit der äußeren Bodenoberfläche des Wirbelkörperimplantatsegments 30 in Kontakt.
Es ergibt sich, wie in der 4 dargestellt, der implantierbare, prothetische Wirbelkörperersatz nach der Lehre der Erfindung als Kombination einer starren Einheit 4 mit einer oberen und unteren beweglichen Einheit 5.
Einen eingebrachten beweglichen Wirbelkörperersatz in prinzipieller Vorderansicht zeigt 5. Das obere bewegliche Segment, umfassend die Platten 10 und 11 mit Gelenk 12, ist über eine Lasche 8 am angrenzenden Wirbelkörper 6 fixiert.
Ebenso wird das untere Segment, umfassend die Platte 10 und das Gelenk 12, mit Hilfe einer oder mehrerer Laschen 8 am angrenzenden Wirbelkörper 6 fixiert. Die Laschen 8 am Wirbelkörperimplantatsegment 30 fixieren dieses bezogen auf angrenzende seitliche Wirbelkörperreste 7.
Bei den Darstellungen nach den 4 und 5 wird dem Gelenk 12, das, wie dargelegt, z. B. aus einem elastomeren Material bestehen kann, eine Eigenschaft zugewiesen, die denjenigen der entfernten Bandscheibe nahekommt. Die Platten oder Plattenkörper 10 schaffen eine ausreichende Auflagefläche für die angrenzenden oberen und unteren Wirbelkörper 6 und ermöglichen ein sicheres Fixieren. Hierfür können an den Oberflächen der Plattenkörper 10, die zu den angrenzenden Wirbelkörpern 6 weisen, dornenartige Fortsätze ausgebildet sein, die in den Wirbelkörper 6 eindringen und ebenfalls dem Zweck der Fixierung dienen.
Bei den gezeigten Darstellungen ist das Bewegungssegment jeweils oberhalb und unterhalb des starren Wirbelkörperimplantatsegments, das einen oder mehrere Wirbelkörper ersetzt, befindlich. Bei einer Ausführungsform besteht auch die Möglichkeit, ein starres Wirbelkörperimplantatsegment nur mit einem einzigen Bewegungssegment zu kombinieren und z. B. die Bodenplatte des Wirbelkörperimplantatsegments winkelverstellbar auszuführen.
Eine Ausgestaltung der Erfindung geht von einem Wirbelkörperimplantatsegment 30 aus, das in Form eines Käfigs ausgestaltet ist, wobei die Seitenwände und Teile der Vorderwand Durchbrüche oder Ausnehmungen besitzen, so dass ein seitliches Durchwachsen verbleibender Knochenreste erfolgen kann. Eine geschlossene Rückwand sorgt dafür, dass eine Befüllung des Käfigs mit Knochengranulat bzw. Spongiosa möglich ist.
Weiterhin kann das Wirbelkörperimplantatsegment auch distrahierbar, d. h. höhenverstellbar ausgeführt werden, um eine entsprechende Größenadaption zu gewährleisten.
Bezugszeichenliste

1; 2; 3: Wirbelkörper
4: starre Einheit
5: bewegliche Einheit
6: angrenzende Wirbelkörper
7: seitliche Wirbelkörperreste
8: Lasche
10; 11: Platte oder Plattenkörper
12: Gelenk bzw. elastomeres Material
20: Hohlraum
30: Wirbelkörperimplantatsegment (starr)

Claims

Implantierbarer, prothetischer Wirbelkörperersatz, insbesondere für den Bewegungserhalt der Halswirbelsäule nach einem teilweisen Wirbelkörper-Resektionseingriff oder traumatischen Wirbelbrüchen, umfassend ein starres, käfig- oder plattenartiges Wirbelkörperimplantatsegment (30) mit Elementen zum Fixieren an vorhandenen Wirbelkörperresten, dadurch gekennzeichnet, dass an der Ober- und Unterseite des Wirbelkörperimplantatsegments (30), in Richtung zu benachbarten Wirbelkörpern (6), jeweils ein winkel- und rotationsvariables Bewegungssegment (5) mit Bandscheibenfunktion angeordnet ist, wobei das jeweilige Bewegungssegment (5) Mittel zum Befestigen (8) am benachbarten Wirbelkörper (6) aufweist.
Wirbelkörperersatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungssegment (5) zwei zur Längsrichtung des starren Wirbelkörperimplantatsegments (30) rechtwinklig und parallel verlaufende Plattenkörper (10; 11) mit einem dazwischen befindlichen elastischen Dreh- und Schwenkbewegungen erlaubenden Material oder Mittel (12) besitzt.
Wirbelkörperersatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Befestigen am benachbarten Wirbelkörper (6) am jeweils äußeren Plattenkörper (10) ausgebildete Laschen (8) und/oder dornenartige Fortsätze umfassen.
Wirbelkörperersatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei beidseitig des Wirbelkörperimplantatsegments (30) vorhandenen Bewegungssegmenten (5) diese jeweils eine sich in der Gesamtanordnung ergänzende Winkel- und Rotationsvariabilität besitzen.
Wirbelkörperersatz nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das starre Wirbelkörperimplantatsegment (30) höhenverstellbar ausgebildet ist.
Wirbelkörperersatz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (8) Bohrungen zur Aufnahme von Knochenschrauben aufweisen.
Wirbelkörperersatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Material stoff- oder formschlüssig mit den jeweiligen Plattenkörperoberflächen verbunden ist.