DE4432033A1

DE4432033A1 - Zwischenwirbelimplantat

Info

Publication number: DE4432033A1
Application number: DE4432033A
Authority: DE
Inventors: Bernd Schaefer
Original assignee: Schaefer Micomed GmbH
Current assignee: DePuy Spine SARL
Priority date: 1994-08-26
Filing date: 1994-09-09
Publication date: 1996-02-29
Anticipated expiration: 2014-09-10
Also published as: DE4432033C2; DE9413778U1

Description

Die Erfindung betrifft ein Zwischenwirbelimplantat zum Einsatz zwischen zwei Wirbelkörper einer Wirbelsäule mit einer oberen und einer unteren Anlagefläche und einer die Anlageflächen miteinander verbindenden Stützeinheit.

Die einzelnen Wirbel der Wirbelsäule weisen u. a. einen Wirbelkörper, einen Wirbelbogen, einen Dornfortsatz, zwei Querfortsätze und zwei obere und zwei untere Gelenkfortsätze auf. Die Wirbel sind über an ihren Wirbelkörpern (corpus vertebrae) anliegenden Zwischenwirbelscheiben (disci intervertebralis) miteinander verbunden. Diese Zwischenwirbelscheiben bestehen aus flüssigkeitsreichem Faserknorpel und verbinden die einzelnen Wirbelkörper miteinander. Die Größe der Zwischenwirbelscheiben nimmt von oben nach unten entsprechend der im menschlichen Körper auftretenden Belastung zu. Die Zwischenwirbelscheiben dienen als elastische Puffer und dämpfen federnd Stöße ab. Es ist bekannt, daß sich die Zwischenwirbelscheiben verlagern können oder daß der innere Gallertkern (nucleus pulposus) durch Risse im bindegewebartigen knorpeligen äußeren Ring (annulus fibrosus) austreten kann. Dabei kann die Zwischenwirbelscheibe teilweise in die Zwischenwirbellöcher (foramina intervertebralia) bzw. in den Spinalkanal eintreten. Außerdem kann dieser Prolaps medial bzw. dorsal medial oder lateral sein. Derartige Prolapse treten am häufigsten an den L₄-L₅-, L₅-S₁- und C₆-C₇-Vertebrales auf. Werden derartige Prolapse nicht therapiert, kommt es zu irreversiblen Druckschädigungen von Nervenwurzeln oder zu Querschnittsläsionen. Sollte eine symptomatische Physiotherapie, z. B. Krankengymnastik oder Massage, keinen Erfolg versprechen, muß die discus intervertebralis operativ entfernt werden. Nun besteht die Möglichkeit der Implantation einer künstlichen Zwischenwirbelscheibe oder der Osteosynthese der beiden Wirbel über ein starres Zwischenwirbelimplantat.

Aus der EP 392 076 A1 ist eine künstliche Zwischenwirbelscheibe bekannt geworden, die aus einer oberen und unteren Anlagefläche und einer elastischen Zwischenschicht besteht. Aus der Anlagefläche ragen Ankerbolzen heraus, über die die künstliche Zwischenwirbelscheibe an den Wirbelkörpern fixiert wird. Als nachteilig hat sich herausgestellt, daß aufgrund der elastischen Zwischenschicht zwischen den beiden Anlageflächen keine optimale Synthese der beiden Wirbel erzielbar ist.

Aus der US 5,192,327 ist ein starres Zwischenwirbelimplantat bekannt geworden, welches zur Osteosynthese ebenfalls zwischen zwei Wirbelkörper eingesetzt wird. Bei diesem Implantat müssen die beiden Wirbel auf einen vorgegebenen Abstand zueinander gebracht werden, um das Implantat einsetzen zu können. Weisen die beiden Wirbel einen zu großen Abstand auf, kann das Implantat leicht verrutschen bzw. findet keinen Halt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Zwischenwirbelimplantat mit dem eingangs genannten Aufbau bereitzustellen, welches einerseits einfach zwischen die Wirbelkörper einzuführen ist, welches jedoch auch eine optimale Abstützung der beiden anliegenden Wirbel gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Implantat einen modularen Aufbau aufweist und die Anlageflächen von Anlagescheiben gebildet werden, die unmittelbar vor der Implantation mit einer solchen Stützeinheit fügbar sind, daß das Implantat eine dem Einsatzort entsprechende Höhe aufweist.

Durch den modularen Aufbau des Implantats wird der wesentliche Vorteil erzielt, daß vor dem Einbau des Implantats dieses in Einzelteilen vorliegt und erst unmittelbar vor dem Einsetzen paßgenau zusammengebaut wird. Dabei werden die Anlagescheiben mit einer Stützeinheit verbunden, die den Abstand der beiden Wirbel bestimmt. Erfindungsgemäß können also die Anlagescheiben mit einer Vielzahl von verschiedenen Stützeinheiten verbunden werden, so daß immer ein Implantat zur Verfügung steht, welches exakt zwischen die beiden Wirbel eingesetzt werden kann.

Mit dem erfindungsgemäßen Zwischenwirbelimplantat können ganze Wirbel überbrückt werden. Dies ist insbesondere dann erforderlich, wenn ein kompletter Wirbel aufgrund von z. B. Spondylitis operertativ entfernt worden ist. Die beiden Anlagescheiben werden mit der entsprechenden Stützeinheit auf einen Abstand eingestellt, der im wesentlichen dem operativ entfernten Wirbel und den Zwischenwirbelscheiben entspricht. Das erfindungsgemäße Zwischenwirbelimplantat dient demnach als Platzhalter für ganze Wirbel.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß wenigstens eine Anlagescheibe als Ring oder Scheibe ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß das Implantat besser an den benachbarten Wirbel anliegt und einfacher vom Knochengewebe umwachsen werden kann.

Ein einfaches Fügen des erfindungsgemäßen Zwischenwirbelimplantats wird dadurch erzielt, daß die Anlagescheiben an ihren einander zugewandten Seiten Aufnahmen für die Stützeinheit aufweisen. Zusätzlich können die Anlagescheiben an ihren einander abgewandten Seiten Aufnahmen für weitere Stützeinheiten aufweisen. Auf diese Weise können nicht nur zwei sondern mehrere Anlagescheiben miteinander verbunden werden, wodurch ein turmartiges Gebilde aufgebaut werden kann. Auf diese Weise können auch mehrere Wirbel überbrückt werden.

Eine optimale Verankerung des Zwischenwirbelimplantats mit den Stirnseiten der anliegenden Wirbel wird dadurch erreicht, daß die Anlagescheiben wenigstens an ihren einander abgewandten Stirnflächen mit einer von der glatten Oberfläche abweichenden Oberflächenkontur, z. B. einer Riffelung, Verzahnung oder dgl. versehen sind. Ein Verrutschen des Implantats ist somit nahezu ausgeschlossen.

Erfindungsgemäß besteht die Stützeinheit aus mehreren Stäben. Dieser Aufbau hat den wesentlichen Vorteil, daß er relativ einfach ist, ein geringes Gewicht aufweist, von Knochengewebe leicht durchwachsen werden kann und aufgrund der einfachen Bauteile leicht zu bevorraten ist.

Erfindungsgemäß bestehen die Aufnahmen aus insbesondere vertikalen Einsenkungen. In diese Einsenkungen werden die Stäbe der Stützeinheit eingeführt bzw. eingeschlagen und halten dort aufgrund einer Preßpassung. Der Aufbau des erfindungsgemäßen Implantats ist sehr schnell durchzuführen und die Höhe des Implantats kann durch unterschiedlich lange Stäbe exakt eingestellt werden.

Bei einer anderen Ausführungsform werden die Aufnahmen von Durchbrüchen, insbesondere Bohrungen gebildet, in welche von einer Seite die Stäbe der Stützeinheit eingesteckt werden können.

Neben den Aufnahmen können eine oder mehrere Einrichtungen für Verbindungselemente vorgesehen sein. Über diese Verbindungselemente werden zwei oder mehrere Anlagescheiben miteinander verbunden. Die Verbindungselemente weisen z. B. einen Verbindungsstab auf, in dessen Stirnseiten Befestigungsschrauben, die den Stab mit einer Anlagescheibe verbinden, eingeschraubt werden können. Die Anlagescheiben können auch mit einer Schraubenkopfeinsenkung bzw. einer Gewindebohrung, weiche beide im Zentrum vorgesehen sind, ausgestattet sein. Über diese Einrichtungen können zwei aneinanderliegende Anlagescheiben miteinander verschraubt werden, wodurch die Aneinanderreihung mehrerer Einzelmodule ermöglicht wird.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Stützeinheit ein feinmaschiges Gitter insbesondere aus Titan oder körperverträglichem Kunststoff aufweist. Dieses feinmaschige Gitter fördert die Auffüllung des Implantats mit Spongiosa.

Der modulare Aufbau hat den wesentlichen Vorteil, daß mehrere Stützeinheiten mit unterschiedlicher Länge, insbesondere mehrere Stäbe unterschiedlicher Länge zur Verfügung stehen, so daß nahezu jede Bauhöhe mit dem erfindungsgemäßen Implantat erzielt werden kann. Eine optimale Anpassung wird dadurch erzielt, daß die Anlagescheibe im Ventral-Dorsal-Vertikalschnitt eine Keilform aufweist. Durch diese Keilform ist eine optimale Anpassung an die benachbarten Wirbel möglich.

Bei einer anderen Ausführungsform stehen die Anlagescheiben parallel zueinander. Dies ist insbesondere im Thoraxbereich der Wirbelsäule von Vorteil, da dort die einzelnen Wirbel nahezu parallel aufeinander liegen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele im einzelnen dargestellt sind. Dabei können die in den Ansprüchen und der Beschreibung erwähnten und in der Zeichnung dargestellten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 und 2 eine Draufsicht auf zwei erfindungsgemäße Anlagescheiben;

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch ein erfindungsgemäßes Zwischenwirbelimplantat;

Fig. 4a einen Schnitt IV-IV gemäß Fig. 1;

Fig. 4b bis 4d jeweils einen entsprechenden Schnitt durch andere Ausführungsformen einer Anlagescheibe;

Fig. 5a und 5b einen Vertikalschnitt durch ein Implantat mit zwei Anlagescheiben gemäß der Fig. 4a und 4b bzw. mit zwei ebenen Anlagescheiben; und

Fig. 6 mehrere miteinander verbundene Einzelmodule, eine Wirbelsäule nachbildend.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine insgesamt mit 1 bezeichnete Anlagescheibe eines ventralen Zwischenwirbelimplantats in Draufsicht, wobei die Anlagescheibe 1 eine dem Querschnitt eines Wirbelkörpers angenäherte Querschnittsform aufweist. In der Anlagescheibe 1 sind Aufnahmen 2 erkennbar, die als Durchbruch ausgebildet sind. Diese Aufnahmen 2 dienen zur Aufnahme von Zapfen 3 von Stützstäben 4, was deutlich aus Fig. 3 erkennbar ist. Die Anlagescheiben 1 weisen insgesamt sechs Aufnahmen 2 auf, wobei auch eine größere oder kleinere Anzahl von Aufnahmen 2 vorgesehen sein kann. Zusätzlich zu den Aufnahmen 2 sind auch Bohrungen 5 vorgesehen, die zur Aufnahme von Verbindungsstäben 6 (Fig. 3) dienen. Die Stirnseiten dieser Verbindungsstäbe 7 sind mit jeweils einer Gewindebohrung 7 versehen, in die eine Befestigungsschraube 8 eingedreht werden kann. Der Kopf dieser Befestigungsschraube 8 liegt in einer Einsenkung 9 und überragt daher nicht die Außenkontur der Anlagescheibe 8. Insgesamt sind drei Bohrungen 5 vorgesehen, die gleichmäßig verteilt zwischen den Aufnahmen 2 angeordnet sind. Aus Fig. 3 ergibt sich, daß über die Länge der Stützstäbe 4 die Höhe eines Einzelmoduls 10 und über die Länge des Verbindungsstabes 6 die Länge des aus den Einzelmodulen 10 kombinierten Moduls festlegbar ist. Über den Verbindungsstab 6 und die Befestigungsschrauben 8 werden die Einzelmodule, die aus jeweils zwei Anlagescheiben 1 und mehreren Spitzstäben 4 aufgebaut sind, starr miteinander verbunden.

Aus den Fig. 1 bis 3 ist außerdem erkennbar, daß das Raster der Aufnahmen 2 und Bohrungen 5 gleich ist, wobei die Größe der Anlagescheiben 1 variiert. In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Anlagescheibe 1, die in der Fig. 1 dargestellt ist und im oberen Einzelmodul 10 der Fig. 3 Verwendung findet, kleiner ausgebildet als die Anlagescheibe 1 der Fig. 2, die im unteren Einzelmodul 10 der Fig. 3 verwendet wird. Auf diese Weise kann auch den unterschiedlichen Größen der Wirbel einer Wirbelsäule Rechnung getragen werden.

Außerdem ist in den Fig. 1 und 2 erkennbar, daß im Zentrum 11 eine Gewindebohrung 12 vorgesehen ist. Über diese Gewindebohrung wird eine weitere Möglichkeit geschaffen, zwei Einzelmodule 10 miteinander zu verbinden, in dem die beiden aneinander anliegenden Anlagescheiben 1 über eine Befestigungsschraube 8 miteinander verbunden werden, wie es z. B. in Fig. 6 dargestellt ist.

Aus Fig. 3 ist erkennbar, daß die Anlagescheibe 10 zwei parallele Stirnflächen 13 und 14 aufweisen. Auf diese Weise kann durch Aneinanderreihen mehrerer Einzelmodule 10 ein linearer Aufbau erzielt werden.

Die Fig. 4a und 4b zeigen einen Schnitt IV-IV gemäß Fig. 1 durch eine Anlagescheibe 1, bei der die Stirnfläche 13 um einen Winkel von 3° nach rechts geneigt ist. Die Aufnahme 2 und die Bohrung 5 verlaufen dabei orthogonal zur Stirnfläche 14. Bei diesem Ausführungsbeispiel bildet die Anlagescheibe 1 der Fig. 4a eine Deckplatte 15 und die Anlagescheibe 1 der Fig. 4b eine Grundplatte 16. Die Deckplatte 15 mit der Gewindebohrung 12 versehen, wobei die Grundplatte 16 mit einer Einsenkung 17 für die Befestigungsschraube 8 versehen ist.

Entsprechendes gilt für die Anlagescheiben 1 bzw. die Deckplatte 15 und Grundplatte 16 der Fig. 4c und 4d, wobei hier die Stirnflächen 13 um einen Winkel von 3° nach links geneigt sind. Außerdem ist erkennbar, daß die Stirnflächen 13 mit einer Verzahnung bzw. Riffelung 18 versehen sind.

Ein Einzelmodul 10, welches mit den Anlagescheiben 1 der Fig. 4a und 4b aufgebaut ist, ist in Fig. 5a dargestellt. Bei diesem Einzelmodul werden die beiden Anlagescheiben 1 über einen kurzen Verbindungsstab 6 und zwei Befestigungsschrauben 8 verbunden und über Stützstäbe auf Abstand gehalten. Da die Stirnflächen 14 parallel zueinander liegen, weisen die Stützstäbe 4 und die Verbindungsstäbe 6 eine einheitliche Länge auf. Die Stirnflächen 13 sind jedoch zusammen um 6° nach rechts geneigt.

Dieser monosegmentale Aufbau ist auch in Fig. 5b dargestellt, wobei hier die Anlagescheiben 1 jedoch mit parallelen Stirnflächen 13 und 14 ausgebildet sind.

Ein multisegmentaler Aufbau ist aus Fig. 6 erkennbar, wobei hier insgesamt fünf Einzelmodule 10 über zentrale Befestigungsschrauben 8 direkt miteinander verbunden sind. Dabei liegen jeweils eine Grundplatte 16 auf einer Deckplatte 15 auf, wobei die Riffelung 18 einen optimalen Formschluß gewährleistet. Die beiden unteren Einzelmodule 10 weisen Anlagescheiben 1 mit parallelen Stirnflächen 13 und 14 auf. Das mittlere Einzelmodul 10 besitzt Anlagescheiben 1 bis jeweils um 3° nach links geneigten Stirnflächen 13. Das nächste Einzelmodul 10 weist eine Grundplatte 16 auf, bei der die die Riffelung 18 aufweisende Stirnfläche 13 um 3° nach links geneigt ist, wohingegen die Stirnfläche 13 der Deckplatte 15 um 3° nach rechts geneigt ist. Auch hier liegen die beiden Stirnflächen 14 parallel zueinander. Beim obersten Einzelmodul 10 weisen die beiden Anlagescheiben 1 Stirnflächen 13 auf, die jeweils um 3° nach rechts geneigt sind. Aus Fig. 6 ist deutlich erkennbar, daß mit derartigen Einzelmodulen sowohl die Länge einzelner Wirbel als auch die Krümmung der Wirbelsäule relativ gut nachgebildet werden kann.

Claims

1. Zwischenwirbelimplantat zum Einsatz zwischen zwei Wirbelkörper einer Wirbelsäule mit einer oberen und einer unteren Anlagefläche und einer die Anlageflächen miteinander verbindenden Stützeinheit, dadurch gekennzeichnet, daß das Implantat einen modularen Aufbau aufweist und die Anlageflächen von Anlagescheiben (1) gebildet werden, die unmittelbar vor der Implantation mit einer solchen Stützeinheit fügbar sind, daß das Implantat eine dem Einsatzort entsprechende Höhe aufweist.

2. Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Anlagescheibe (1) als Ring ausgebildet ist.

3. Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagescheiben (1) an ihren einander zugewandten Seiten (14) Aufnahmen (2) für die Stützeinheit aufweisen.

4. Zwischenwirbelimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagescheiben (1) an ihren einander abgewandten Seiten (13) Aufnahmen für weitere Stützeinheiten aufweisen.

5. Zwischenwirbelimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagescheiben (1) wenigstens an ihren einander abgewandten Seiten (13) mit einer von der glatten Oberfläche abweichenden Oberflächenkontur, z. B. einer Riffelung (18), Verzahnung oder dgl. versehen sind.

6. Zwischenwirbelimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinheit aus mehreren Stäben (4) besteht.

7. Zwischenwirbelimplantat nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmen (2) aus insbesondere vertikalen Einsenkungen, Sacklöchern oder Durchbrüchen bestehen.

8. Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (4) und die Sacklöcher eine Preßpassung bilden.

9. Zwischenwirbelimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinheit ein feinmaschiges Gitter insbesondere aus Titan oder körperverträglichem Kunststoff aufweist.

10. Zwischenwirbelimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es aus zwei oder mehreren Anlagescheiben (1) und jeweils einer zwischen zwei Anlagescheiben (1) sich befindenden Stützeinheit aufgebaut ist.

11. Zwischenwirbelimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Anlagescheiben (1) der Größe der Wirbel angepaßt ist.

12. Zwischenwirbelimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Stützeinheiten unterschiedlicher Länge zur Verfügung stehen.

13. Zwischenwirbelimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagescheibe (1) im Ventral-Dorsal-Vertikalschnitt eine Keilform aufweist.

14. Zwischenwirbelimplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagescheiben (1) parallel zueinander stehen.

15. Zwischenwirbelimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Titan und/oder körperverträglichem Kunststoff besteht.

16. Zwischenwirbelimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinheit aus Stützstäben (4) und Verbindungsstäben (6) aufgebaut ist.

17. Zwischenwirbelimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Einzelmodule (10) über eine insbesondere zentrale Befestigungsschraube (8) miteinander verbunden sind.

18. Zwischenwirbelimplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Einzelmodule (10) über einen zentralen Verbindungsstab (6) und zwei Befestigungsschrauben (8) miteinander verbunden sind.

19. Zwischenwirbelimplantat nach einem der Ansprüche 3 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmen (2) und Bohrungen (5) orthogonal zu den einander zugewandten Stirnflächen (14) liegen.

20. Zwischenwirbelimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Baukastensystem ist.