DE3922203C1 - Chirurgisches Instrument zur Implantation einer Bandscheibenkernprothese - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein chirurgisches Instrument nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Allgemein befaßt sich die Erfindung mit dem Gebiet der Band­ scheibenkernprothesen bzw. der Prothesen zum Ersatz des Bandscheibenkernes und insbesondere mit einem chirurgischen Instrument für die Durchführung der Implantation der Prothese zum Ersatz des Bandscheibenkernes.

Nach der operativen Entfernung des natürlichen Bandscheiben­ kernes aus dem Zwischenwirbelraum bzw. Bandscheibenraum kommt es häufig zu einer Instabilität des betreffenden Be­ wegungs-Segmentes und zu Folgebeschwerden aufgrund einer Höhenminderung im vorderen Bereich dieses operiaten Bewe­ gungs-Segmentes. Eine auch heute noch angewendete Opera­ tionstechnik bei anhaltenden Beschwerden dieser Art besteht in der Versteifung des betreffenden Segmentes.

Um Abhilfe für die oben beschriebenen Probleme, die nach Entfernung des natürlichen Bandscheibenkernes auftreten, zu schaffen, sind bereits verschiedene Nucleusprothesen oder Bandscheibenkernprothesen vorgeschlagen worden, die in der Patentliteratur näher erläutert sind.

Eine Bandscheibenkernprothese ist bereits aus der US-A-38 75 595 bekannt. Die bekannte Bandscheibenkernprothese hat einen mit einem Fluid befüllbaren Hüllkörper, der in einem unbefüllten Zustand dorsal in einer nicht näher beschriebe­ nen Art in den Zwischenwirbelraum einführbar sein soll. Zum Schutz der benachbarten Nerven und Gefäßstrukturen erfolgt die Einführung der erschlafften, unbefüllten Bandscheiben­ kernprothese durch ein transparentes Rohr, das bis an den rückwärtigen Bereich der Wirbelkörper heranreicht und vor dem Bandscheibenfaserring endet. Vor Einführen des Hüllkör­ pers werden in die Wirbelkörper vom Zwischenwirbelraum aus hohle Zentrierungsstifte eingepreßt, in die Fortsätze des Hüllkörpers zu dessen Positionierung und Lagesicherung eingreifen sollen, wenn dieser mit Fluid befüllt wird. Die Fluidbefüllung dieser bekannten Bandscheibenkernprothese er­ folgt über eine Röhre, die an einem Ventilbereich des Hüll­ körpers mündet. Das Implantationsverfahren für diese bekann­ te Bandscheibenkernprothese ist zwar in den Beschreibungs­ unterlagen dieser Patentschrift nicht näher erläutert, jedoch läßt eine Analyse der Figuren darauf schließen, daß das Einführen der Bandscheibenkernprothese in den Zwischen­ wirbelraum durch den Operationszugang im Bandscheibenfaser­ ring allein unter Schwerkraftwirkung erfolgen soll, da der erschlaffte, nicht mit Fluid befüllte Hüllkörper keine eigene Formsteifigkeit hat. In diesem Zustand erscheint die nötige hochgenaue Positionierung des Hüllkörpers vor der Fluidbefüllung als praktisch nicht durchführbar, worin von Fachkreisen der Grund dafür gesehen wird, daß diese bekannte Bandscheibenkernprothese keinen Eingang in die medizinische Praxis gefunden hat.

Aus der EP-A1-03 04 305 ist eine Bandscheibenkernprothese bekannt, die zwei fluidbefüllbare Hüllkörper umfaßt, die im Bereich der lateralen Kanten beidseitig der beschädigten Bandscheibe durch zwei Zugänge einsetzbar sind. Ein derar­ tiges zweiteiliges Implantat kann zwangsläufig nicht das gleiche mechanische Verhalten für die federnd schwenkbeweg­ liche Abstützung der beiden Wirbelkörper gegeneinander haben wie der zentral angeordnete, natürliche Bandscheibenkern.

Die EP-A1-02 77 282 offenbart eine komplette Bandscheiben­ prothese, die den gesamten Zwischenwirbelraum ausfüllt und sowohl den Bandscheibenkern wie auch den diesen umgebenden Bandscheibenfaserring ersetzt. Diese bekannte Gelenkendo­ prothese umfaßt feste Lagerschalen, die als Verankerungs­ elemente dienen und aus mehreren Lagen eines metallischen Drahtnetzes bestehen, das beispielsweise aus Reintitan oder einer Titanlegierung bestehen kann. Zwischen diesen Lager­ schalen liegt ein kissenartiger, elastischer Hohlkörper mit einem geschlossenen Hohlraum, der mit einem fließfähigen, inkompressiblen Medium gefüllt ist. Eine derartige, komplet­ te Bandscheibenkernprothese, die den gesamten Raum zwischen zwei benachbarten Wirbelkörpern ausfüllt, ist nur ventral mittels eines entsprechend umfangreichen operativen Ein­ griffes implantierbar.

Aus der DE-A1-37 04 089 ist ein Metallimplantat bekannt, das über ein Kanalsystem an seiner Oberfläche mit einer Flüssig­ keit benetzbar ist, die Wachstumsfaktoren enthält. Das Kanalsystem kann über einen Gewindeanschluß mit einem Be­ füllungsrohr gekoppelt werden.

Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein chirurgisches Instrument der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die Band­ scheibenkernprothese bei einfacher und sicherer Implantier­ barkeit hochgenau im Zwischenwirbelraum positionierbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einem chirurgischen Instrument nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen chirurgi­ schen Instrumentes sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform einer Sonde zum Bestimmen der benötigten Größe einer mit Fluid befüllbaren Bandscheibenkernprothese, eine Ausführungsform der Band­ scheibenkernprothese selbst, sowie eine Ausführungsform des chirurgischen Instrumentes näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform einer Sonde bei ihrer Einfüh­ rung in einen Zwischenwirbelraum, teilweise in Schnittdarstellung;

Fig. 2 eine Längsschnittdarstellung eines Abschnittes der Ausführungsform der Sonde gem. Fig. 1 im Bereich ihrer Manschette;

Fig. 3 eine Querschnittsdarstellung durch die Ausführungs­ form der Sonde gem. Fig. 1 im Bereich der Man­ schette;

Fig. 4 eine Ausführungsform der Bandscheibenkernprothese im unbefüllten Zustand mit einer Ausführungsform einer Einführvorrichtung;

Fig. 5 eine Darstellung der Einführung der Bandscheiben­ kernprothese und der Einführvorrichtung in den Hohl­ raum im Zwischenwirbelraum;

Fig. 6 eine Darstellung der Bandscheibenkernprothese nach Zurückziehen der Einführvorrichtung während ihres Befüllens, teilweise in Schnittdarstellung;

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Befüllungsvorrichtung für die Bandscheiben­ kernprothese;

Fig. 8 eine Horizontalschnittdarstellung durch die Band­ scheibenkernprothese gegen Ende des Befüllungs­ vorganges bei einem noch angesetzten Befüllungsrohr;

Fig. 9 eine der Fig. 8 entsprechende Darstellung der Band­ scheibenkernprothese allein bei abgenommenem Fül­ lungsrohr und eingesetzter Imbusschraube; und

Fig. 10 eine weitere Darstellung in der vertikalen Ebene der Bandscheibenkernprothese nach Abschluß des Implan­ tierens.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, liegt zwischen zwei Wirbelkörpern 1, 2 ein Bandscheibenfaserring 3, der normalerweise den (in Fig. 1 nicht gezeigten) Bandscheibenkern umschließt. Nach erfolgter Extraktion des prolabierten Bandscheibenkern- Materiales und Bandscheibenfaserring-Materiales durch den dorsalen Operationszugang 4 entsteht im Zwischenwirbelbe­ reich ein Hohlraum oder Zwischenwirbelraum 5. Zum Bestimmen der benötigten Größe einer mit Fluid befüllbaren Bandschei­ benkernprothese (nicht dargestellt), die in einer Ausfüh­ rungsform später näher erläutert wird, wird die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform einer Sonde verwendet, die in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 6 bezeichnet ist. Die Sonde umfaßt eine Kanüle 7, deren Außendurchmesser geringer ist als die Abmessung des Operationszuganges 4 durch den Band­ scheibenfaserring 3, und die an ihrem vorderen Ende eine ballige Abrundung 8 aufweist. Die Sonde 6 ist an ihrem vor­ deren Bereich von einem elastischen Ballon 9 umgeben, der mit der Kanüle 7 über eine konische oder kegelstumpfförmige Manschette 10 in dichtender Verbindung steht.

Wie insbesondere in Fig. 2 zu erkennen ist, nimmt der Durch­ messer der Manschette 10 in Richtung zu dem hinteren, von der balligen Abrundung 8 abgewandten Ende zu.

Bei der gezeigten Ausführungsform hat die Manschette eine Querschnittsform, die als zackenförmig oder sternförmig ausgestaltet sein kann, wie dies insbesondere der Fig. 3 zu entnehmen ist. Hierdurch wird eine Mehrzahl von Öffnungen 11 festgelegt, die auch bei festem Anliegen der Peripherie der Manschette 10 am Operationszugang 4 ein in Achsrichtung der Kanüle 7 erfolgendes Durchtreten von Luft, Blut oder son­ stigen Flüssigkeiten aus dem Zwischenwirbelraum ermöglichen. Der Ballon 9 weist einen derartigen stetigen Elastizitäts­ verlauf auf, daß dieser im Kanülenspitzenbereich leichter dehnbar ist als im Bereich seiner Befestigung an der Kanüle 7.

Die Sonde umfaßt ferner eine Fluidzuführvorrichtung 12, die bei der in Fig. 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsform durch eine handelsübliche Spritze gebildet wird.

Nach Plazierung der Sonde 6 innerhalb des vom Bandscheiben­ faserring 3 umschlossenen Zwischenwirbelraumes 5 wird der Ballon 9 durch Betätigung der Spritze 12 mit einem Fluid gefüllt, das vorzugsweise ein sterilisierbares Röntgenkon­ trastmittel ist. Die Füllung erfolgt, bis ein vorbestimmter Füllungsgrad und Füllungsdruck erreicht ist. Durch den oben erläuterten Elastizitätsverlauf des Ballones 9 wird im Zwischenwirbelraum befindliche Luft oder Blut oder sonstige Flüssigkeiten zum Operationszugang 4 gedrängt, wo diese Medien durch die Öffnungen 11 heraustreten. Nach Erreichen des vorbestimmten Füllungsdruckes, der bei Verwenden einer Spritze 12 durch den von Hand spürbaren Gegendruck der Spritzenbetätigung bestimmbar ist, wird das injizierte Volumen des Röntgenkontrastmittels abgelesen. Aus diesem Volumen zuzüglich des im Hohlraum befindlichen Volumenan­ teiles des Ballones 9 sowie der Kanüle 7 abzüglich des in der zuführenden Kanüle 7 befindlichen Flüssigkeitvolumens kann das Hohlraumvolumen im Zwischenwirbelraum 5 und damit die erforderliche Prothesengröße abgeleitet werden. An­ schließend wird durch absaugende Betätigung der Spritze 12 die Flüssigkeit aus dem System abgezogen und die Sonde 6 durch den Operationszugang 4 aus dem Zwischenwirbelraum 5 herausgezogen.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 eine Band­ scheibenkernprothese, die in ihrer Gesamtheit mit dem Be­ zugszeichen 13 bezeichnet ist, zusammen mit einer Einführ­ vorrichtung 14 zu deren Einführung in den Zwischenwirbelraum 5 näher erläutert. Die Bandscheibenkernprothese 13 umfaßt einen Hüllkörper 15, der in Fig. 4 in seinem unbefüllten Zustand gezeigt ist und ein Ventil 16 aufweist, über das er mit einem Fluid befüllt werden kann. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist die Einführvorrichtung als ein die Bandscheiben­ kernprothese 13 in ihrem unbefüllten Zustand umschließendes Einführrohr 17 ausgebildet, das zu deren Einführung in den Zwischenwirbelraum 5 dient und in seinen Querschnittsaußen­ abmessungen an die Abmessungen des Operationszuganges 4 im Bandscheibenfaserring 3 derart angepaßt ist, daß dessen Durchmesser bei im Querschnitt kreisförmiger Ausgestaltung des Einführrohres 17 kleiner ist als die kleinste Abmessung eines üblichen Operationszuganges 4. Die Einführvorrichtung 14 umfaßt ferner eine als Befüllungsrohr 18 ausgestaltete Ausschubvorrichtung, mit der die Bandscheibenkernprothese 13 aus dem Einführrohr 17 ausschiebbar ist. Das Befüllungsrohr 18 hat ein Außengewinde 19. Die Bandscheibenkernprothese 13 hat im Bereich des Ventiles 16 ein zu diesem Außengewinde 19 passendes Innengewinde 20.

Der Hüllkörper 15 ist zweischichtig ausgeführt. Die äußere Hüllkörperschicht (vgl. Fig. 6) besteht aus einem hoch­ festen, mit dem menschlichen Körpergewebe verträglichen Draht- oder Fasergewebe, das vorzugsweise aus einem Titan­ gewebe besteht. Die innere Hüllkörperschicht (vgl. Fig. 6) besteht aus einem fluidundurchlässigen Kunststoffgewebe, das bei der bevorzugten Ausgestaltung eine Goretex-Gewebeschicht ist.

Wie in den Fig. 9 und 10 zu erkennen ist, ist das Ventil 16 derartig innerhalb des Hüllkörpers 15 angeordnet, daß das Ventil 16 stufenfrei in die sphärische Oberfläche des Hüll­ körpers 15 in dessen mit Fluid vollständig befüllten Zustand übergeht. Die Bandscheibenkernprothese 13 umfaßt ferner eine zu dem Innengewinde 20 passende Imbusschraube 23, mit der das Innengewinde für die Abdeckung desselben verschraubbar ist. Die Imbusschraube ist derart ausgestaltet, daß sie ebenfalls glatt und stufenfrei in die durch den Hüllkörper 15 und das Ventil 16 definierte sphärische Fläche übergeht. Die Imbusschraube bewirkt, daß ein Einwachsen von Narbenge­ webe oder Eindringen von Verschmutzungen in den Bereich des Ventiles verhindert wird, so daß die Bandscheibenkern­ prothese 13 auch lange Zeit nach ihrer Implantation problemlos geöffnet, geleert oder stärker befüllt werden kann.

Nachfolgend wird die Implantation der Bandscheibenkern­ prothese mittels der erfindungsgemäßen Einführvorrichtung unter Bezugnahme auf die Fig. 5-10 näher erläutert.

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, wird nach den Operationsschritten der Entfernung des prolabierten Bandscheibenkern-Materiales und des Bandscheibenfaserring-Materiales und der partiellen Ausräumung des Zwischenwirbelraumes 5 sowie nach der ein­ gangs beschriebenen Bestimmung der geeigneten Prothesengröße eine Bandscheibenkernprothese 13 von derartiger Größe mit­ tels der Einführvorrichtung 14 durch den Operationszugang 4 im Bandscheibenfaserring 3 in den Zwischenwirbelraum 5 ein­ geführt. Die exakte Plazierung der Prothese 13 wird mittels eines Röntgenmonitores überwacht. Nach optimierter Plazie­ rung der Bandscheibenkernprothese 13 wird das Einführrohr 17 zurückgezogen, wobei die Bandscheibenkernprothese an einem unerwünschten Mitgleiten durch Festhalten des Befüllungs­ rohres 18 gehindert wird. In einem nächsten Schritt wird der Hüllkörper 15 durch das Befüllungsrohr 18 unter Öffnung des Ventiles 16 mit einer sterilen, biokompatiblen Flüssigkeit bis zum Erreichen eines vorbestimmten Druckes befüllt.

Während dieser Befüllung legt sich der Hüllkörper 15 glatt an die Wandungen des Zwischenwirbelraumes 5 bzw. den Band­ scheibenfaserring 3 an, wie in der Vertikalteilschnittdar­ stellung gemäß Fig. 6 und der Horizontalschnittdarstellung gemäß Fig. 8 zu erkennen ist.

Die Befüllung kann mit einer maschinellen Druckpreßvorrich­ tung vorgenommen werden, die in Fig. 7 in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 24 bezeichnet ist. Vorzugsweise weist eine derartige, an sich bekannte Druckpreßvorrichtung ein Volumeter 25 und ein Manometer 26 auf. Nach Distension der Bandscheibenkernprothese 13 erfolgt eine nochmalige Röntgen­ kontrolle zur Sicherstellung der gewünschten Plazierung der Bandscheibenkernprothese. Anschließend erfolgt das Abschrau­ ben des Befüllungsrohres 18 von der Bandscheibenkernprothe­ se, wobei das zwischenzeitlich offenliegende Innengewinde 20 des Ventiles 16 zwangsläufig im Bereich des Operationszugan­ ges 4 gut zugänglich bleibt. Nunmehr wird das Innengewinde 20 mittels der Imbusschraube 23 verschlossen, wie dies in Fig. 10 zu erkennen ist.

Mit dem Verschließen des Ventiles 16 der Bandscheibenkern­ prothese 13 ist die eigentliche Implantation der erfindungs­ gemäßen Prothese abgeschlossen.

Claims (8)

1. Chirurgisches Instrument zur Implantation einer Band­ scheibenkernprothese mit einem ein Ventil aufweisenden und mit einem Fluid befüllbaren Hüllkörper, der in einem unbefüllten oder nur teilweise mit Fluid befüllten Zu­ stand in einen Zwischenwirbelraum einführbar und dort mit Fluid befüllbar ist, gekennzeichnet durch
ein in seinen Querschnittsaußenabmessungen an die Ab­ messungen eines Operationszuganges (4) im Bandscheiben­ faserring (3) angepaßtes Einführrohr (17), in dem die Bandscheibenkernprothese (13) in ihrem unbefüllten oder nur teilweise befüllten Zustand aufnehmbar ist und mit dem diese innerhalb des Zwischenwirbelraumes positionier­ bar ist, und
ein innerhalb des Einführrohres (17) angeordnetes Be­ füllungsrohr (18) zum Ausschieben der Bandscheibenkern­ prothese (13) aus dem Einführrohr, (17) und zum Fluidbe­ füllen der Bandscheibenkernprothese (13) wobei das Befüllungs­ rohr (18) ein mit einem Gewinde (20) der Bandscheiben­ kernprothese (13) in einen lösbaren Eingriff bringbares Gegengewinde (19) aufweist.

2. Chirurgisches Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gegengewinde ein Außengewinde (19) ist.

3. Chirurgisches Instrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gewinde (20) im Ventil (16) der Bandscheibenkern­ prothese (13) angeordnet ist und ein Innengewinde (20) ist, und
daß eine zu dem Innengewinde (20) passende Schraube (23) vorgesehen ist, die zum Verschließen des Ventiles (16) nach der Fluidbefüllung der Bandscheibenkernprothese (13) und nach dem Abschrauben des Befüllungsrohres (18) verschraubbar ist.

4. Chirurgisches Instrument nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube als Imbusschraube (23) ausgebildet ist.

5. Chirurgisches Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (16) stufenfrei in die sphärische Ober­ fläche des Hüllkörpers (15) in dessen mit Fluid voll­ ständig befüllten Zustand übergeht.

6. Chirurgisches Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Hüllkörper (15) zweischichtig ausgeführt ist,
daß die äußere Hüllkörperschicht (21) aus einem hoch­ festen, mit dem menschlichen Körpergewebe verträglichen Draht- oder Fasergewebe besteht, und
daß die innere Hüllkörperschicht (22) aus einem gegenüber dem verwendeten Fluid undurchlässigen Material besteht.

7. Chirurgisches Instrument nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die äußere Hüllkörperschicht aus einem Titangewebe (21) besteht.

8. Chirurgisches Instrument nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Hüllkörperschicht aus einem Kunststoff­ gewebe besteht.