DE102015225359A1 - Wirbelsäulen-Cages und deren Einsetzinstrumente - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wirbelsäulen-Implantat (1) mit einer oberen (2) und einer unteren Endplatte (3), die durch innere (50) und äußere Seitenwände (4) verbunden sind, wobei die äußeren Seitenwände (4) eine anteriore Wand (4a), eine posteriore Wand (4b) und zwei Längswände (4c) bilden, die inneren Seitenwände (50) einen Aufnahmeraum umgreifen und auf der oberen (2) und unteren Endplatte (3) von diesen abstehende Eingreifelemente (6) angeordnet sind. Damit im implantierten Zustand keine Abnutzung und kein Abrieb auftritt und das Wirbelsäulen-Implantat (1) besser in das Gewebe einwächst, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Wirbelsäulen-Implantat aus einem keramischen Material besteht und zumindest in Teilbereichen einen porösen keramischen Schaum (15) trägt.

Description

  • Die Erfindung betrifft verschiedene Ausführungen von Wirbelsäulen-Cages mit zugehörigen Einsetzinstrumenten. Unter einem Wirbelsäulen-Cage wird ein Wirbelsäulen-Implantat verstanden, das als Bandscheibenersatz zur Fusionierung von Wirbelkörpern verwendet werden kann.
  • Wirbelsäulen-Cages zur Fusionierung von Wirbelkörpern sind bekannt. Sie sind in ihrer Geometrie der Anatomie des menschlichen Wirbelkörpers angepasst, befinden sich zwischen zwei Wirbelkörpern und ersetzen die Bandscheibe ganz oder teilweise.
  • Typischerweise halten sie in einer ersten Phase des Verbleibs im menschlichen Körper allein durch ihre mechanischen Eigenschaften die Wirbelkörper auf Distanz und so in einer anatomisch korrekten Position. In einer zweiten Phase fördern sie die Fusionierung und somit das Verwachsen der beiden sie umgebenden Wirbelkörper.
  • Bekannte Bauteile zur Fusionierung von Wirbelkörpern basieren auf metallischen Werkstoffen wie z.B. Tantal oder Titan, auf Kunststoffen wie z.B. hochvernetzten PE-Werkstoffen (Polyethylen) oder PEEK (Polyetheretherketon) oder auf Siliziumnitrid.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wirbelsäulen-Implantat nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu verbessern, dass im implantierten Zustand keine Abnutzung und kein Abrieb auftritt und es besser in das Gewebe einwächst.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Dadurch, dass das Wirbelsäulen-Implantat aus einem keramischen Material besteht und zumindest in Teilbereichen einen porösen keramischen Schaum trägt, tritt im implantierten Zustand keine Abnutzung und kein Abrieb auf und es wächst besser in das Gewebe ein.
  • Damit das Implantat besser verankert, sind die Eingreifelemente bevorzugt Zähne, Rillen oder Schneiden.
  • Auf der anterioren Wand ist zumindest ein Langloch angeordnet, welches die innere mit der äußeren Seitenwand verbindet. Dieses Langloch dient als Einschieböffnung für ein Einsatzinstrument. Es können auf der anterioren Wand auch zwei beabstandete Langlöcher angeordnet sein.
  • Die beiden Langlöcher sind bevorzugt mit gleichem Abstand zur Tiefenachse und jeweils auf einer Seite dieser angeordnet. Das Einsetzen mit einem Einsatzinstrument ist dadurch erleichtert, bzw. ein tritt kein Verkanten auf.
  • Bevorzugt konvergieren die beiden Langlöcher, d.h. dass sie sind in einem spitzen Winkel zur Tiefenachse angeordnet. Hierdurch kann das Einsetzinstrument das Implantat besser greifen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform verlaufen die obere und die untere Endplatte parallel zueinander oder die obere und die untere Endplatte unter einem Winkel zur Mittelebene und die Endplatten fallen von der anterioren bis zur posterioren Wand kontinuierlich ab, jeweils bezogen auf die Mittelebene. Hierdurch ist das Implantat an die natürliche Form der Wirbelkörper besser angepasst.
  • Die obere und die untere Endplatte sind in einer Ausführungsform unter einem Winkel zwischen 0° und 10°, bevorzugt 2° bis 5°, jeweils bezogen auf die Mittelebene angeordnet.
  • In einer Ausführungsform verläuft die obere Endplatte unter einem Winkel zur Mittelebene, der halb so groß ist, wie der Winkel der unteren Endplatte zur Mittelebene. Dies dient der besseren Verankerung zwichen den Wirbelkörpern.
  • Bevorzugt verläuft die obere Endplatte unter einem Winkel von 4° und die untere Endplatte unter einem Winkel von 2° zur Mittelebene. Hierdurch ist das Implantat an die natürliche Form der Wirbelkörper besser angepasst.
  • Bei einem Wirbelsäulen-Implantat mit einer Längsachse, einer Tiefenachse und einer Breitenachse, wobei die Tiefenachse und die Breitenachse die Längsachse schneiden, ist bevorzugt das Wirbelsäulen-Implantat von der anterioren Wand bis zur Breitenachse im Wesentlichen rechteckig ausgebildet und knickt von der Breitenachse bis zur posterioren Wand die beiden Seitenwände in einem Winkel zwischen 60° und 70° von der Breitenachse ab.
  • Bevorzugt sind auf dem Wirbelsäulen-Implantat Einbuchtungen vorhanden, die mit dem keramischen Schaum gefüllt sind und/oder der keramische Schaum ist direkt auf die Oberflächen des Wirbelsäulen-Implantats aufgebracht. Durch die Einbuchtungen ist ein Aufnahmeraum für den keramischen Schaum geschaffen.
  • Bevorzugt befindet sich auf den beiden Längswänden jeweils eine L-artige Einbuchtung, die bis zur anterioren Wand reicht. Auch diese Einbuchtungen dienen als Ansatzstellen für das Einsetzinstrument.
  • In einer Ausführungsform sind auf der oberen und der unteren Endplatte Einbuchtunden angeordnet und befinden sich zwischen den Einbuchtungen Eingreifelemente, die bevorzugt Schneiden sind. Hierdurch sind sowohl Einbuchtungen als auch Schneiden angeordnet. Die Schneiden dienen in der ersten Zeit nach der Implantation zur Verankerung, bis das Implantat durch den keramischen Schaum eingewachsen ist.
  • Die obere Endplatte ist in einer Ausführungsform gewölbt.
  • In den 1a und 1b ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wirbelsäulen-Cage 1 gezeigt. Dieser Wirbelsäulen-Cage 1 ist trapezförmig ausgebildet mit einer planen oberen Endplatte 2 und einer planen unteren Endplatte 3, die durch Seitenwände 4 verbunden sind. Dem Außenrand 5 beider Endplatten 2, 3 benachbart befinden sich von den Endplatten 2, 3 abstehende Zähne 6, die der besseren Verankerung mit den menschlichen Wirbelkörpern dienen. Diese Zähne 6 können auch an anderen Stellen der Endplatten 2, 3 und in anderer Anzahl angeordnet werden. Anstatt der Zähne 6 können auch andere Strukturen, wie z. B. Rillen oder Schneiden verwendet werden.
  • Die Seitenwände 4 teilen sich in eine anteriore Wand 4a, posteriore Wand 4b und zwei Längswände 4c. Auf der anterioren Wand 4a befindet sich mittig ein Langloch 7. Dieses Langloch 7 ist für den Eingriff eines Explantations-Instrumentes vorgesehen, was später beschrieben wird.
  • Auf den beiden Längswänden 4c befinden sich jeweils eine L-artige Einbuchtung 8 für den Eingriff eines Einsetz-Instruments, welches später beschrieben wird. Die Einbuchtung 8 führt bis zur anterioren Wand 4a, so dass beim Eingriff des Einsetz-Instruments dieses nicht aus der Einbuchtung 8 herausragt.
  • 1c zeigt den beschriebenen Wirbelsäulen-Cage 1 von oben. Die Tiefenachse 10 und die Breitenachse 11 führen durch die Längsachse 9. Von der anterioren Wand 4a bis zur Breitenachse 11 ist der Wirbelsäulen-Cage 1 im Wesentlichen rechteckig ausgebildet. Von der Breitenachse 11 bis zur posterioren Wand 4b knicken die beiden Seitenwände 4c in einem Winkel zwischen 60° und 70° von der Breitenachse 11 ab. Von der Breitenachse 11 bis zur posterioren Wand 4b befinden sich optional Fasen 12 am Rand der Endplatten 2, 3. Die Zähne sind in dieser und der nachfolgenden 1d nicht gezeigt.
  • 4d zeigt schematisch eine Längsseite 4c, ohne Einbuchtung. Die obere Endplatte 2 verläuft unter einem Winkel von 4° zur Mittelebene 13 und die untere Endplatte 3 unter einem Winkel von 2° zur Mittelebene 13. Möglich sind Winkel zwischen 0° und 10°, bevorzugt 2° bis 5°. Die Endplatten 2, 3 fallen somit von der anterioren 4a bis zur posteriuoren Wand 4b kontinuierlich ab, jeweils bezogen auf die Mittelebene 13.
  • Die trapezoide Form folgt der Anatomie (uncinate processes). Der Gesamtwinkel ist asymmetrisch aufgeteilt (hier 4° und 2°), kann aber auch symmetrisch aufgeteilt sein (z. B. 3° und 3°). Dies gilt bevorzugt für plane Endplatten 2, 3.
  • 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Wirbelsäulen-Cage 1 in einer Variante mit gebogener oberer Endplatte 2, schematisch dargestellt. Dies ist eine Anpassung an die natürliche Krümmung der unteren Wirbelkörper-Endplatte.
  • 3a zeigt einen Ausschnitt aus einer Seitenwand 4. Auf dieser ist eine Einbuchtung 14 vorhanden, die mit einem keramischen Schaum 15 gefüllt ist. Hierdurch erhält man eine poröse Oberfläche, die ein besseres Einwachsen des Knochens bewirkt. Die Einbuchtung 14 und damit der keramische Schaum 15 sind bevorzugt umlaufend auf den Seitenwänden 4 angeordnet.
  • 3b zeigt einen Ausschnitt aus einer Seitenwand 4. Auf dieser ist keine Einbuchtung vorhanden, sondern der keramische Schaum 15 ist direkt auf die plane Oberfläche aufgebracht. Auch hierdurch erhält man eine poröse Oberfläche, die ein besseres Einwachsen des Knochens bewirkt. Der keramische Schaum 15 ist bevorzugt umlaufend auf den Seitenwänden 4 angeordnet.
  • Im Folgenden werden weitere Wirbelsäulen-Cages und Einsetzinstrumente beschrieben.
  • 4 zeigt den Wirbelsäulen-Cage 1 gemäß 1 und ein zugehöriges Einsetz-Instrument 16. Das Einsetz-Instrument 16 weist Gabelzinken 17 auf, die in die Einbuchtungen 8 (siehe 1), bzw. in die seitlichen Nuten eingreifen. Die Gabelzinken werden gespannt, woduch eine kraftschlüssige Verbindung über die Nuten, bzw. V-Nuten (Keilriemenprinzip) entsteht. Dadurch erfolgt kein Verhaken des Einsetz-Instruments 16 beim Abziehen. Durch die weit außen liegende Schnittstelle können große Hebelkräfte übertragen werden. Von Nachteil sind die eingeschränktem Zugkräfte. Für jede Cage-Breite ist ein angepasstes Einsetz-Instrument 16 notwendig. Es ergibt sich auch eine eingeschränkte Sicht auf den Wirbelsäulen-Cage 1. Das Einsetz-Instrument 16 verdeckt die anteriore Wand 4a des Wirbelsäulen-Cages 1.
  • In den 5a, 5b, 5c, 5d, 5d ist ein anderer erfindungsgemäßer Wirbelsäulen-Cage 1 gezeigt. 5a, 5b zeigen den Wirbelsäulen-Cage 1 in zwei Ansichten, 5c in einer Ansicht von vorne, d.h. auf die anteriore Wand 4a und 5d einen Schnitt entlang der Mittelebene 13. 5e zeigt diesen Wirbelsäulen-Cage 1 zusammen mit dem passenden Einsetz-Instrument 19.
  • Der Wirbelsäulen-Cage 1 hat im Gegensatz zu dem Wirbelsäulen-Cage 1 von 1 keine seitlichen Einbuchtungen 8 und auch kein mittiges Langloch 7. Ansonsten ist er dem Wirbelsäulen-Cage 1 von 1 bis auf zwei ovale Langlöcher 18 identisch.
  • Diese Langlöcher 18 befinden sich mit Abstand voneinander in der anterioren Wand 4a. Ein wichtiges Merkmal ist, dass die beiden Langlöcher 18 konvergieren, d.h. sie sind in einem spitzen Winkel zur Tiefenachse 10 angeordnet. Die Tiefenachse 10 und die Breitenachse 11 schneiden die Längsachse 9.
  • 5e zeigt diesen Wirbelsäulen-Cage 1 zusammen mit dem Greifer bzw. dem einem zangenartigen Einsetz-Instrument 19. Das Einsetz-Instrument 19 weist zwei Spreizarme 20 auf, die in die Langlöcher 18 eingreifen und dann gespreizt werden. Bevorzugt sind die beiden Spreizarme 20 an die Langlöcher 18 angepasst und konvergieren ebenso. Dadurch entsteht ein Formschluss. Die Schnittstelle Langloch 18 und Spreizarm 20 ist unabhängig von der Größe des Wirbelsäulen-Cages 1. Von Nachteil ist die nur geringe Kontaktfläche zwischen dem Spreizarmen 20 und dem Langloch 18. Der Wirbelsäulen-Cage 1 von 5e ist nur schematisch gezeigt.
  • 6 zeigt eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wirbelsäulen-Cages 1. Dieser Wirbelsäulen-Cage 1 unterscheidet sich von den schon beschriebenen Wirbelsäulen-Cages 1 durch die Form der Langlöcher 18 und einer zwischen den Langlöchern angeordneten Ausnehmung.
  • Der Wirbelsäulen-Cage 1 hat im Gegensatz zu dem Wirbelsäulen-Cage 1 der 1 keine seitlichen Einbuchtungen 8 und auch kein mittiges Langloch 7. Wichtig ist bei dieser Ausführungsform ist, dass die Langlöcher V-förmig ausgebildet sind. Dies hat den Vorteil, dass eine größere Anlagefläche für das Einsetz-Instrument vorhanden ist und damit eine bessere Kraftübertragung möglich ist. Optional kann zwischen den Langlöchern 18 eine Ausnehmung 21 in der Art eines Pfeils vorgesehen werden. Der Pfeil bzw. die Ausnehmung 21 zeigt dem Chirurg die Einbaurichtung und dient zugleich als Eingriffselement für ein Einschieb-Instrument.
  • In den 7 ist eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wirbelsäulen-Cages 1 gezeigt. 7a zeigt den Wirbelsäulen-Cage 1 in einer Ansicht. Es ist gut zu erkennen, dass dieser Wirbelsäulen-Cage 1 keine seitlichen Einbuchtungen 8 und auch kein mittiges Langloch 7 aufweist. Wichtig ist bei dieser Ausführungsform ist, dass die Langlöcher 18 trapezoid (asymetrisch) ausgebildet sind. Hierdurch ist die zur unteren Endplatte 3 gewandte Wand des Langlochs 18 länger, d.h. weist eine noch größere Anlagefläche für das Werkzeug auf. Durch die Ausnehmung 21 ist eine eindeutige Ausrichtung des Wirbelsäulen-Cages 1 am Instrument erreicht. Außerdem kann durch die Ausbildung des Langlochs 18 als Trapez das Einsetz-Instrument nicht falsch herum eingesetzt werden.
  • 7b zeugt den Wirbelsäulen-Cage 1 von der Seite. Es ist zu erkennen, dass die obere Endplatte 2 gewölbt ist. Die untere Endplatte 3 hingegen ist eben ausgebildet. Wie in 7b gezeigt, sind auch hier Zähne 6 auf den Endplatten 2, 3 angeordnet.
  • 7c zeigt den Wirbelsäulen-Cage 1 von der anterioren Seite mit den trapezoiden Langlöchern 18 und der Ausnehmung 21. 7d zeigt die obere Endplatte 2 mit den Zähnen 6. 7e zeigt den Wirbelsäulen-Cage 1 von der posterioren Seite.
  • 8 zeigt den Wirbelsäulen-Cage 1 gemäß 1 zusammen mit einem Explantations-Instrument 22. Dieses Explantations-Instrument 22 ist mit einem Hammerkopf 23 versehen und wird in das Langloch 7 oder die Langlöcher 18 eingeführt und durch Drehen um 90° verriegelt. Danach lässt sich der Wirbelsäulen-Cage 1 einfach herausziehen. 8a zeigt das Explantations-Instrument 22 eingeführt in den Wirbelsäulen-Cage 1 und noch nicht verriegelt. 8b zeigt das Explantations-Instrument 22 eingeführt in den Wirbelsäulen-Cage 1 und verriegelt.
  • 9a zeigt einen Wirbelsäulen-Cage 1 mit einer auf der oberen Endplatte 2 eingebrachten umlaufenden Rille 24. Diese Rille 24 kann, wie auch bei 3 beschrieben, mit einem keramischen Schaum (in 9 nicht gezeigt), gefüllt sein. Diese Füllung sähe so wie in 3 gezeigt aus. 9b zeigt den Wirbelsäulen-Cage 1 von der anterioren Seite mit den Langlöchern 18 und der Ausnehmung 21 und 9c zeigt den Wirbelsäulen-Cage 1 von der posterioren Seite.
  • In den 10a, 10b und 10c ist ein erfindungsgemäßer Wirbelsäulen-Cage 1 gezeigt. Dieser Wirbelsäulen-Cage 1 ist trapezförmig ausgebildet mit einer oberen Endplatte 2 und einer unteren Endplatte 3, die durch Seitenwände 4 verbunden sind. Dem Außenrand 5 beider Endplatten 2, 3 benachbart befinden sich von den Endplatten 2, 3 abstehende Zähne 6, die der besseren Verankerung mit den menschlichen Wirbelkörpern dienen. Diese Zähne 6 können auch an anderen Stellen der Endplatten 2, 3 und in anderer Anzahl angeordnet werden. Anstatt der Zähne 6 können auch andere Strukturen, wie z. B. Rillen oder Schneiden verwendet werden.
  • 10a zeigt eine Ansicht des Wirbelsäulen-Cage 1, 10b eine Ansicht auf eine Seite 4 und 10c eine Ansicht von oben auf die obere Endplatte 2. Die Flächen zwischen den Zähnen 6 sind mit Rillen 26 versehen, die mit einem keramischen Schaum gefüllt werden können (in 10 nicht gezeigt).
  • Die Seitenwände 4 sind ebenfalls mit Rillen 26 versehen, die mit einem keramischen Schaum gefüllt werden können (in 10 nicht gezeigt).

Claims (15)

  1. Wirbelsäulen-Implantat (1) mit einer oberen (2) und einer unteren Endplatte (3), die durch innere (50) und äußere Seitenwände (4) verbunden sind, wobei die äußeren Seitenwände (4) eine anteriore Wand (4a), eine posteriore Wand (4b) und zwei Längswände (4c) bilden, die inneren Seitenwände (50) einen Aufnahmeraum umgreifen und auf der oberen (2) und unteren Endplatte (3) von diesen abstehende Eingreifelemente (6) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirbelsäulen-Implantat aus einem keramischen Material besteht und zumindest in Teilbereichen einen porösen keramischen Schaum (15) trägt.
  2. Wirbelsäulen-Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingreifelemente (6) Zähne, Rillen oder Schneiden sind.
  3. Wirbelsäulen-Implantat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der anterioren Wand (4a) zumindest ein Langloch (7) angeordnet ist, welches die innere (50) mit der äußeren Seitenwand (4) verbindet.
  4. Wirbelsäulen-Implantat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf der anterioren Wand (4a) zwei beabstandete Langlöcher (18) angeordnet sind.
  5. Wirbelsäulen-Implantat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Langlöcher (18) mit gleichem Abstand zur Tiefenachse (10) und jeweils auf einer Seite dieser angeordnet sind.
  6. Wirbelsäulen-Implantat nach einem der Ansprüch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Langlöcher (18) konvergieren, d.h. dass sie in einem spitzen Winkel zur Tiefenachse (10) angeordnet sind.
  7. Wirbelsäulen-Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einer Mittelebene (13), dadurch gekennzeichnet, dass die obere (2) und die untere Endplatte (3) parallel zueinander verlaufen oder die obere (2) und die untere Endplatte (3) unter einem Winkel zur Mittelebene (13) verlaufen und die Endplatten (2, 3) von der anterioren (4a) bis zur posterioren Wand (4b) kontinuierlich abfallen, jeweils bezogen auf die Mittelebene (13).
  8. Wirbelsäulen-Implantat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die obere (2) und die untere Endplatte (3) unter einem Winkel zwischen 0° und 10°, bevorzugt 2° bis 5°, jeweils bezogen auf die Mittelebene (13), angeordnet sind.
  9. Wirbelsäulen-Implantat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Endplatte (2) unter einem Winkel zur Mittelebene (13) verläuft, der halb so groß ist, wie der Winkel der unteren Endplatte (3) zur Mittelebene (13).
  10. Wirbelsäulen-Implantat nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Endplatte (2) unter einem Winkel von 4° und die untere Endplatte (3) unter einem Winkel von 2° zur Mittelebene (13) verläuft.
  11. Wirbelsäulen-Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 10 mit einer Längsachse (9), einer Tiefenachse (10) und einer Breitenachse (11), wobei die Tiefenachse (10) und die Breitenachse (11) die Längsachse (9) schneiden, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirbelsäulen-Implantat von der anterioren Wand (4a) bis zur Breitenachse (11) im Wesentlichen rechteckig ausgebildet ist und von der Breitenachse (11) bis zur posterioren Wand (4b) die beiden Seitenwände (4c) in einem Winkel zwischen 60° und 70° von der Breitenachse (11) abknicken.
  12. Wirbelsäulen-Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Wirbelsäulen-Implantat Einbuchtungen (14, 24, 26) vorhanden sind, die mit dem keramischen Schaum (15) gefüllt sind und/oder der keramische Schaum (15) direkt auf die Oberflächen des Wirbelsäulen-Implantats aufgebracht ist.
  13. Wirbelsäulen-Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich auf den beiden Längswänden (4c) jeweils eine L-artige Einbuchtung (8) befindet, die bis zur anterioren Wand (4a) reicht.
  14. Wirbelsäulen-Implantat nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf der oberen (2) und der unteren Endplatte (3) Einbuchtunden (26) angeordnet sind und sich zwischen den Einbuchtungen (26) Eingreifelemente (6) befinden, die bevorzugt Schneiden sind.
  15. Wirbelsäulen-Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Endplatte (2) gewölbt ist.
DE102015225359.7A 2014-12-16 2015-12-16 Wirbelsäulen-Cages und deren Einsetzinstrumente Withdrawn DE102015225359A1 (de)

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