DE102010004133A1

DE102010004133A1 - Spreizbares Zwischenwirbelimplantat zum Einsetzen zwischen benachbarten Wirbelkörpern

Info

Publication number: DE102010004133A1
Application number: DE201010004133
Authority: DE
Inventors: Heiner Genrich; Marcus Liebert
Original assignee: OHST MEDIZINTECHNIK AG
Current assignee: OHST MEDIZINTECHNIK AG
Priority date: 2010-01-07
Filing date: 2010-01-07
Publication date: 2011-09-08

Abstract

Spreizbares Zwischenwirbelimplantat mit an benachbarten Wirbelkörpern anlegbaren Stützflächen (14, 15) und mit einer Verstelleinrichtung zum Ändern der relativen Lage der Stützflächen (14, 15). Der kraniale Teil (1) und kaudale Teil (2) sind mit zueinander passenden Profilebenen (19) über eine Kugel (3) mit Kalotte (20) durch eine Schnappverbindung und durch Formelemente in Form von Anker (4) und hakenförmigen Elementen (5.1, 5.2) verbunden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein spreizbares Zwischenwirbelimplantat zum Einsetzen zwischen benachbarten Wirbelkörpern, einer Transfuraminal Lumbal Interbody Fusion (TLIF), 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 Medialebene. Diese Schädigungen lassen sich nur durch einzusetzende Implantate zwischen den Wirbelkörpern korrigieren.
Derartige Implantate dienen zur Ausbildung von Stützen für Wirbelkörperfusionen, wobei nach wenigstens teilweisem Ausräumen einer Bandscheibe das zwischen benachbarter Wirbelkörper einzusetzende Implantat in den Intervertebralraum und dem intraoperativ expandierten Zwischenwirbelraum eingebracht wird und den intraoperativ expandierten Zwischenwirbelraum sicher freihält. Durch die Ausbildung der den benachbarten Wirbelkörper zugewandten Stützflächen mit einer Profilierung versehenen Oberfläche kann nach dem Einsetzen des Implantats eine sichere Verankerung durch Einwachsen intraoperativ angelagerter Knochensubstanz der benachbarten Wirbelkörper an die intraoperativ angelagerten Stützflächen des Implantats erzielt werden. Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens eine Durchbrechung bzw. Ausnehmung an der Deckfläche eines derartigen Implantats vor dem Einsetzen mit Knochenmasse verfüllt werden, worauf nach Einsetzen des Implantats ein Verwachsen der in dem Implantat aufgenommenen Knochenmasse mit dem Material der unmittelbar benachbarten Wirbelkörper angestrebt wird.
Aus der DE 44 16 605 C1 ist ein Zwischenwirbelimplantat bekannt, in dem die Stützflächen durch die Außenseiten der im Wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Schenkel eines U-förmigen Stützkörpers gebildet werden. In einem Schenkel des einstückig miteinander verbindenden Stegs des Stützkörpers ist eine Gewindebohrung angeordnet und in diese eine Schraube eingeschraubt, die an den zum freien Ende der Schenkel hin sich aneinander annähernden Innenflächen der Schenkel anliegt und die Schenkel dadurch entsprechend ihrer Einschraubtiefe mehr oder weniger nach außen aufbiegt.
Auch in dem Dokument DE 695 07 480 T2 ist ein Wirbelkörperimplantat beschrieben. Das Implantat besteht aus zwei getrennten Elementen die auseinandergespreizt werden können. Es ist so ausgebildet, dass bei der Spreizung eine konstante hintere Höhe und eine veränderliche vordere Höhe sich bildet.
Nachteilig an den bekannten Implantaten zum Einsetzen zwischen zwei Wirbelkörpern ist, dass diese an den Stützflächen zwar an der einen Seite eine Spreizung aufweisen, aber diese nur in einer Ebene wirkt und somit eine genaue Anlage an den benachbarten Wirbelkörpern nicht möglich ist.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb ein Implantat 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.
Es hat sich gezeigt, dass das erfindungsgemäße Zwischenwirbelimplantat aus einem Ober-, einem Unterteil und einer Spreizschraube besteht und im ungespreizten Zustand quaderförmig ist. Mindestens zwei gegenüberliegende Außenseiten, die als Stützflächen wirken, sind konvex geformt und mit profilierten, vorzugsweise gezahnten Oberflächenstrukturen versehen. Beide Teile sind mittels einer Schnappverbindung miteinander verbunden. Die Schnappverbindung besteht aus einer Kugel mit Kalotte, die fest verbunden ist mit einem Teil. Die Kalotte an der Kugel besitzt eine Höhe, damit beim Aneinanderfügen der beiden Teile, ein Zwischenraum zwischen den Profilebenen der Teile vorhanden ist. Die Höhe der Kalotte sollte nicht mehr als 5 mm betragen.
Dieser Zwischenraum ist erforderlich, damit das Oberteil und das Unterteil im zusammengefügten Zustand zwei Rotationsfreiheitsgrade gegeneinander besitzen.
Die Kugel greift über einen Schnapprand in einen Kugelaufnahmeraum im anderen Teil ein. Da diese Verbindung eine lose Verbindung ist, bestehen die Rotationsfreiheitsgrade der Teile untereinander.
Am erfindungsgemäßen Gegenstand, der aus einem Ober- und einem Unterteil besteht, ist an der einen Seite ein Anker angeordnet, der in einem Ankerraum beweglich ist. Der Ankerraum ist seitlich durch zwei hakenförmige Elemente begrenzt, so dass eine Bewegung des Ankers nur in einer Ebene in entgegengesetzten Richtungen erfolgen kann. Durch vorhandene Ankerhaken und Haken an den hakenförmigen Elementen ist der Bewegungsfreiraum begrenzt.
Erfindungsgemäß ist durch die Kugelverbindung und durch die Ankerverbindung eine Spreizung des erfindungsgemäßen Zwischenwirbelimplantats in zwei Ebenen möglich. Einmal ist durch die Kugel im Kugelaufnahmeraum die Beweglichkeit in zwei Rotationsebenen gegeben, während durch die zusätzliche Ankerlösung ein dritter Freiheitsgrad gebunden ist. Eine Rotation in der Transversalebene ist nicht möglich.
Vorzugsweise wird die Kugel mit der Kalotte in der einen Hälfte des Teils angeordnet, während der Anker mit dem hakenähnlichen Element am äußeren Ende der anderen Hälfte angeordnet ist. Es hat sich gezeigt, dass es aber auch möglich ist, die Kugel mit der Kalotte mittig anzuordnen.
An der Schnittstelle der beiden Teile passen die Profilebenen in der Struktur zusammen, jedoch ist ein gewisser Zwischenraum zwischen den Profilebenen vorhanden, meistens von wenigen Millimetern. Im Inneren des erfindungsgemäßen Implantats befindet sich ein Freiraum zur Aufnahme einer Spreizschraube. Der Freiraum ist so gestaltet, dass die eine Hälfte des Freiraums in dem einen Teil sich befindet und die andere Hälfte in dem anderen Teil. Der Freiraum insgesamt hat eine kegelförmige Form, wobei die Spitze des kegelförmigen Freiraums in Richtung des Ankers zeigt. Die Oberfläche des Freiraums ist mit einem Gewinde versehen, welches passend zu dem Gewinde auf dem kegelförmigen Teil der Spreizschraube ist.
Die Kugel besitzt eine Werkzeugdurchführung für die Einführung eines Handhabungswerkzeugs zum Betätigen der Spreizschraube. Durch die Einführung des Werkzeugs durch die Kugel an die Spreizschraube in die Innenprofilausnehmung an dem Kugelformelement der Spreizschraube ist ein Verdrehen der Schraube möglich. Durch das Eindrehen der Schraube in das Gewinde des kegelförmigen Freiraumes werden beide Teile am Ende gespreizt und beim Zurückdrehen der Schraube ist es möglich, die Spreizung zu verringern.
Das erfindungsgemäße Zwischenwirbelimplantat besitzt zusätzlich ein Durchbruch von der einen strukturierten Stützfläche zur anderen zum Einwachsen von Knochenmasse, der gleichzeitig genutzt wird, um ein Teil des Kugelformelements der Spreizschraube darin anzuordnen.
An einem Teil des Implantats ist eine so genannte Kippfläche angeordnet, damit beim Einschrauben der Spreizschraube die beiden Teile zwar gespreizt werden können, aber ein Herauspressen der Kugel aus dem Kugelaufnahmeraum verhindert wird, damit die Verbindung des Schnappverschlusses gewährleistet ist. Die Kippfläche beginnt am Ende des Teils des vom Anker entgegengesetzen Endes bis ungefähr auf die Höhe der Kugelmitte und bildet dort dann die so genannte Kippkante.
Das erfindungsgemäße Zwischenwirbelimplantat besteht aus einem Material mit guter Biokompatibilität, wie Titan, Keramik oder Kunststoff, z. B. PEEK. 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 Zwischenwirbelimplantates lässt aber auch generell unbeschichtete Oberflächen zu.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich beispielhaft aus der nachfolgenden näheren Erläuterungen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen.
Es zeigen:
1 Gesamtansicht des Zwischenwirbelimplantates aus Richtung dorsal
2 Gesamtansicht des Zwischenwirbelimplantates aus Richtung ventral
3 Ansicht der kegelförmigen Spreizschraube
4 Ansicht des kaudalen Teils aus der Sicht kranial
5 Ansicht des kranialen Teils aus der Sicht kaudal Nachfolgend sich dieselben Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist dargestellt ein spreizbares Zwischenwirbelimplantat in der Gesamtansicht, welches besteht aus dem kranialen Teil 1 mit der Stützfläche 14 und dem kaudalen Teil 2 mit der Stützfläche 15 an nicht dargestellte benachbarte Wirbel. In dem Kugelaufnahmeraum 13 befindet sich die Kugel 3, die durch eine Schnappverbindung den kranialen Teil 1 und den kaudalen 2 beweglich zusammenhält. Die äußeren Stützflächen 14, 15 sind bevorzugt gezahnt strukturiert. Durch die Kugel 3 ist eine Werkzeugdurchführung 10 von dorsal nach ventral bzw. umgekehrt vorhanden zu Durchführung eines Handhabungswerkzeuges.
Aufgrund der abgestuften Profilebenen 19 an dem kranialen Teil 1 und dem kaudalen Teil 2, die zueinander passend sind, jedoch zwischen diesen ein Spalt vorhanden ist, ist eine zusätzliche Sicherung gegen eine ungewollte Verschiebung der beiden Teile untereinander gewährleistet. Auch der Durchbruch 6 von kranial nach kaudal bzw. umgekehrt zum Einwachsen von Knochenmasse ist zu erkennen. Im vorderen Bereich ist die Kippfläche 16 zu erkennen, mit der Kippkante 23, damit beim Einschrauben der Spreizschraube eine Rotation des kranialen Teiles 1 und das kaudalen Teiles 2 in der Transversalebene nicht möglich ist.
In 2 ist dargestellt ein spreizbares Zwischenwirbelimplantat in der Gesamtansicht, welches besteht aus dem kranialen Teil 1 mit der Stützfläche 14 und dem kaudalen Teil 2 mit der Stützfläche 15 an nicht dargestellten benachbarten Wirbeln. Die äußeren Stützflächen 14, 15 sind bevorzugt gezahnt strukturiert.
An der einen Stirnseite ist der Anker 4 mit seinen Ankerhaken 17.1, 17.2 zu erkennen, die eine sichere Begrenzung der Bewegungrichtung bewirken. Beim Spreizen des kranialen Teils 1 und des kaudalen Teils 2 stoßen die Ankerhaken 17.1, 17.2 an die Haken 18.1, 18.2 der hakenförmigen Elemente 5.1, 5.2. Aufgrund der abgestuften Profilebenen 19 an dem kranialen Teil 1 und dem kaudalen Teil 2, die zueinander passend sind, ist eine zusätzliche Sicherung gegen eine ungewollte Verschiebung der beiden Teile gegeneinander gewährleistet.
Auch der Durchbruch 6 von kranial nach kaudal bzw. umgekehrt zum Einwachsen von Knochensubstanz ist zu erkennen.
In der 3 ist die kegelförmige Spreizschraube dargestellt. Zu erkennen ist einmal das Kugelformelement 7 mit der darin enthaltenen Innenprofilausnehmung 9 zur Aufnahme eines Handhabungswerkzeuges. Diese ist beispielsweise als Sechskant dargestellt, kann aber auch andere Formen aufweisen. Auf der entgegengesetzten Seite besitzt die Spreizschraube eine kegelförmige Spitze 8, die mit einem Gewinde beaufschlagt ist.
Aus der 4 ist die Ansicht des kaudalen Teils aus der Sicht kranial dargestellt. Die Kugel 3 ist keine vollständige Kugel 3 sondern besitzt eine Kalotte 20, über die die Kugel 3 mit dem kaudalen Teil 2 verbunden ist. Die Kugel 3 ist in diesem Beispiel in der einen Hälfte des Zwischenwirbelimplantates angeordnet. In der Kugel 3 befindet sich die Werkzeugdurchführung 10 zur Erreichung des kaudalen Spreizschraubenfreiraumes 11 bzw. des kranialen Spreizschraubenfreiraumes 12, in dem sich eine nicht dargestellte Spreizschraube befindet. In Richtung Mitte des kaudalen Teils 1 von der Kugel 3 aus gesehen ist der Durchbruch 6, der sowohl zum Einwachsen von Knochenmasse vorhanden ist, aber im mittleren Bereich auch zur Aufnahme eines Teils des Kugelformelements 7 der Spreizschraube. Es schließt sich an der kaudale Spreizschraubenfreiraum 11, der mit einem Gewinde versehen ist. In diesem lässt sich die Spreizschraube mit seiner kegelförmigen Spitze 8, die ebenfalls ein Gewinde besitzt einschrauben. Dadurch bedingt wird der Teil in Richtung Anker 4 gegenüber dem kranialen Teil 1 auseinandergedrückt (gespreizt). Der Anker 4 befindet sich mit seinen Ankerhaken 17.1, 17.2 in Richtung kraniales Teil 1.
In der 5 ist die Ansicht des kranialen Teils aus der Sicht kaudal dargestellt. Der Kugelaufnahmeraum 13 ist auf der kaudalen Seite so gestaltet, dass beim Eindringen der Kugel 3 diese durch den Schnapprand 22 in den Kugelaufnahmeraum 13 einschnappt und beide Teile zusammengehalten werden. Es ist eine lose Verbindung, so dass die Teile gegeneinander zwei Rotationsfreiheitsgrade besitzen. Durch den beweglichen Anker 4 im Ankeraufnahmeraum 21 ist ein Freiheitsgrad gegeben. Dieser erlaubt jedoch keine Rotation in der Transversalebene. Die bereits in der Kugel 3 vorhandene Werkzeugdurchführung 10 wird am Kugelaufnahmeraum 13 zum Durchbruch 6 weitergeführt, damit ein Werkzeug an die Spreizschraube herangeführt werden kann, die in dem kaudalen Spreizschraubenfreiraumes 11 bzw. des kranialen Spreizschraubenfreiraumes 12 sich befindet. In Richtung Mitte des kaudalen Teils 1 von der Kugel 3 aus gesehen ist der Durchbruch 6, der sowohl zum Einwachsen von Knochenmasse vorhanden ist, aber im mittleren Bereich auch zur Aufnahme eines Teils des Kugelformelements 7 der Spreizschraube. Es schließt sich an der kraniale Spreizschraubenfreiraum 12, der mit einem Gewinde versehen ist. In diesen lässt sich die Spreizschraube mit seiner kegelförmigen Spitze 8, die ebenfalls ein Gewinde besitzt einschrauben. Dadurch bedingt wird der Teil in Richtung Anker 4 gegenüber dem kaudalen Teil 1 auseinandergedrückt (gespreizt). Der Ankeraufnahmeraum 21 ist seitlich begrenzt durch zwei spiegelverkehrte hakenförmige Elemente 5.1 und 5.2 an denen Haken 18.1, 18.2 angeordnet sind. Mittels dieser Haken 18.1, 18.2 wird verhindert, dass der Anker 4 mit seinen Ankerhaken 17.1, 17.2 den Ankerraum ungewollt verlassen kann.
Damit die Kugel 3 beim Spreizen nicht aus dem Kugelaufnahmeraum 13 gedrückt wird, ist die Profilebene 19 an der Seite des Kugelaufnahmeraumes 13 mit einer Kippfläche 16 versehen, deren Kippkante 23 sich in Höhe des Kugelaufnahmeraums 13 befindet.
Bezugszeichenliste

1: Kraniales Teil
2: Kaudales Teil
3: Kugel
4: Anker
5: Hakenförmiges Element
6: Durchbruch
7: Kugelformelement
8: Kegelförmige Spitze
9: Innenprofilausnehmung
10: Werkzeugdurchführung
11: Kaudaler Spreizschraubenfreiraum
12: Kranialer Spreizschraubenfreiraum
13: Kugelaufnahmeraum
14: Kraniale Stützfläche
15: Kaudale Stützfläche
16: Kippfläche
17: Ankerhaken
18: Haken
19: Profilebene
20: Kalotte
21: Ankeraufnahmeraum
22: Schnapprand
23: Kippkante

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4416605 C1 [0004]
DE 69507480 T2 [0005]

Claims

Spreizbares Zwischenwirbelimplantat mit an benachbarten Wirbelkörpern anlegbaren Stützflächen (14, 15) und mit einer Verstelleinrichtung zum Ändern der relativen Lage der Stützflächen (14, 15), dadurch gekennzeichnet, dass der kraniale Teil (1) und kaudale Teil (2) mit zueinander passenden Profilebenen (19) über eine Kugel (3) mit Kalotte (20) durch eine Schnappverbindung und durch Formelemente in Form von Anker (4) und hakenförmigen Elementen (5.1, 5.2) verbunden sind.
Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (3) und die Kalotte (20) mittig oder vorzugsweise in der dorsalen Hälfte des Zwischenwirbelimplantats angeordnet sind.
Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Schnappverbindung und durch die Gestaltung des Schnapprandes (22) das Verschwenken des kranialen Teils (1) und des kaudalen Teils (2) gegeneinander in zwei Rotationsfreiheitsgraden erfolgt.
Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Formelemente am Ende des kranialen Teils (1) und am kaudalen Teil (2) ein Freiheitsgrad in der Transversalebene gebunden ist.
Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Formelemente bestehen aus einem Anker (4) mit Ankerhaken (17.1, 17.2) und hakenförmige Elemente (5.1, 5.2), an denen Haken (18.1, 18.2) angeordnet sind.
Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Formelemente zwischen den hakenförmigen Elementen (5.1, 5.2) ein Ankeraufnahmeraum (21) zur Aufnahme des Ankers (4) vorhanden ist.
Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem kranialen Teil (1) und dem kaudalen Teil (2) eine Spreizschraube in dem kaudalen Spreizschraubenfreiraum (11) und dem kranialen Spreizschraubenfreiraum (12) angeordnet ist.
Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die kegelförmige Spitze (8) und der kaudale Spreizschraubenfreiraum (11) und der kranialen Spreizschraubenfreiraum (12) mit einem zueinander passende Gewinde versehen sind.
Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilebene (19) über eine Kippkante (23) in die Kippfläche (16) übergeht.
Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Implantat aus einem Material mit guter Biokompatibilität, wie Titan, Keramik oder Kunststoff besteht.