DE602005003242T2

DE602005003242T2 - Zwischenwirbelprothese

Info

Publication number: DE602005003242T2
Application number: DE602005003242T
Authority: DE
Inventors: Simon Nicholas Gloucester Collins; Sarah Catherine Taylor; Munchi Soli Choksey
Original assignee: Corin Ltd
Current assignee: Corin Ltd
Priority date: 2004-01-23
Filing date: 2005-01-20
Publication date: 2008-09-11
Anticipated expiration: 2025-01-21
Also published as: ES2297630T3; DE602005003242D1; GB0401489D0; US20050203627A1; EP1557143B1; EP1557143A1; ATE378025T1; GB2410189A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zwischenwirbelscheibenprothese.
Hintergrund der Erfindung
Eine große Anzahl von Menschen leidet an Rückschmerzen und zwar insbesondere in jenen Bereichen des Nackens und des Rückens, wo die Wirbelsäule eine deutliche Bewegungsfreiheit aufweist. Daher sind der Nacken und der Lendenbereich häufige Stellen schwächender Schmerzen.
1a zeigt zwei benachbarte Wirbel 10a und 10b mit einer Zwischenwirbelscheibe 12, die sich in einem zwischen den beiden Wirbeln 10a und 10b gebildeten Zwischenwirbelraum 13 befindet. Jeder Wirbel ist von einem Wirbelkörper 14 gebildet, welcher der vordere, massivere Teil des Knochens ist, der dem Wirbel Stärke verleiht und das Körpergewicht stützt. Am hinteren Teil des Wirbelkörpers 14 ist ein Wirbelbogen 16 ausgebildet und, wie in 1b gezeigt, aus rechten und linken Bogenfüßen 18a und 18b und aus rechten und linken Wirbelplatten 20a und 20b gebildet. Die Bogenfüße 18a und 18b und die Wirbelplatten 20a und 20b legen außerdem ein Wirbelloch 22 fest, durch welches das Rückenmark (nicht gezeigt) hindurchtritt.
Von der Verbindung der rechten und linken Bogenfüße 18a und 18b mit den rechten und linken Wirbelplatten 20a und 20b springen rechte und linke obere Gelenkfortsätze 15a und 15b nach oben vor. Zugleich springen von der gleichen Verbindung rechte und linke Gelenkfortsätze, in 1b als 17 gezeigt, nach unten vor. Die oberen und unteren Gelenkfortsätze 15 und 17 benachbarter Wirbel 10a und 10b verbinden sich, um das auch als das Zwischenwirbelgelenk bekannte, zygapophysische Gelenk zu bilden, welches zwischen den beiden benachbarten Wirbeln Gleitbewegungen zulässt.
Chirurgische Eingriffe an der Wirbelsäule können aus einer Vielzahl von Gründen ausgeführt werden. Diese Gründe können das Eintreten eines Traumas am Nacken oder Rücken einschließen, welches zum Reißen einer oder mehrerer Zwischenwirbelscheiben führt. Andere Beispiele sind das Auftreten einer Hernienbildung oder das Vorspringen einer Zwischenwirbelscheibe beispielsweise aufgrund einer zunehmenden Schädigung der Scheibe. Falls eine konservative Behandlung von Rückenschmerzen zu keiner Verbesserung des Zustands führt oder der Schaden an Scheibe unter Verwendung von konservativen Verfahren wahrscheinlich nicht heilt, dann kann in einem Versuch, das Problem zu beheben, die Schmerzen zu lindern und/oder die Wirbelsäule in einer zum Schützen des Rückenmarks geeigneten Form zu halten, die Wirbelsäulenchirurgie angewendet werden.
Frühere chirurgische Verfahren, die zum Behandeln einer degenerierten, gerissenen oder gebrochenen Scheibe eingesetzt worden sind, schließen das Entfernen eines Teils oder der gesamten Scheibe ein. Im Anschluss an das Entfernen der Scheibe können die benachbarten Wirbel unter Verwendung einer Vielfalt von Verfahren, wie beispielsweise Stäben, Schrauben, Platten, Knochentransplantaten oder Versteifungsgehäusen, versteift werden.
Die Verwendung der Wirbelsäulenversteifung beeinträchtigt indes die Biomechanik der Wirbelsäule und könnte bewirken, dass andere Teile der Wirbelsäule aufgrund von Bewegungsänderungen anderer Bereiche der Wirbelsäule oder aufgrund einer auf diese ausgeübten Last schneller als erwartet oder üblich degenerieren. Beispielsweise kann das Entfernen einer Zwischenwirbelscheibe aus dem Zwischenwirbelraum zwischen den C3-C4-Wirbeln die Verschlechterung der C2-C3-Segmente bzw. der C4-C5-Segmente beschleunigen. Ein Grund für diese beschleunigte Verschlechterung besteht darin, dass die Wirbelsäulenversteifung einen Verlust der Rotations- bzw. Translationsbewegung, die beim Vorhandensein einer natürlichen Scheibe möglich ist, zwischen den versteiften Wirbeln zur Folge hat.
In jüngerer Zeit sind für die korrektive Wirbelsäulenchirurgie alternative Verfahren vorgeschlagen worden. Diese Alternativen erlauben nach dem Entfernen von dege nerierten, gerissenen oder gebrochenen Scheiben zwischen den Wirbeln einen gewissen Grad an Bewegung.
Ein Verfahren ist in der US 5,865,846 offenbart, in welcher eine Zwischenwirbelscheibenprothese verwendet wird, die relativ steife konkave/konvexe Elemente aufweist, die einen relativ weichen, mittleren Kernabschnitt wenigstens teilweise umgeben. Informationen bezüglich der Größe, Gestalt und Natur der beschädigten Wirbelsäule des Patienten werden unter Verwendung von Verfahren, wie beispielsweise CT-Aufnahmen oder MRI-Aufnahmen, erhalten. Sobald die Informationen zusammengetragen worden sind, werden danach eine oder mehrere Scheibenprotheseneinheiten konstruiert und in die Wirbelsäule des Patienten implantiert.
Ein anderes Verfahren ist in der WO 00/23015 offenbart. Hier wird eine Zwischenwirbelscheibenprothese beschrieben, die zwei Bestandteile umfasst: einen Kugelbestandteil, der an einem Wirbel befestigt ist, und einen Pfannenbestandteil, der an einem benachbarten Wirbel befestigt ist. Der Pfannenbestandteil schließt eine im Wesentlichen konkave Fläche mit einem durch diese hindurchtretenden, flachen Abschnitt auf. Wenn der Kugelbestandteil und der Pfannenbestandteil in den vorbereiteten Zwischenwirbelraum eingesetzt und an den jeweiligen, benachbarten Wirbeln befestigt sind, greifen sie derart ineinander, dass ein Grad an Rotations- und Translationsbewegung der Wirbel zugelassen wird.
Obgleich diese Zwischenwirbelprothesen eine gewisse Rotationsbewegung und, im Fall der WO 00/23015 , eine gewisse Translationsbewegung zulassen, kann diese Bewegung eingeschränkt sein, wodurch die Biomechanik der Wirbelsäule beeinträchtigt wird. Einmal mehr kann dies zu übermäßigen Belastungen auf andere Teile der Wirbelsäule und/oder auf bestimmte Bereiche der Prothese führen, was eine verstärkte Abnutzung zur Folge hat.
Daher ist das Vorsehen einer Zwischenwirbelscheibenprothese erwünscht, die eine verbesserte Rotations- bzw. Translationsbewegung vorsieht.
Die CA 2 482 403 offenbart eine Zwischenwirbelprothese, die zwei Bestandteile mit einer konvexen bzw. einer konkaven, teilweise kugelförmigen Gelenkfläche umfasst, wobei sich die Gelenkflächen im Wesentlichen vollständig über denjenigen Teil jedes Bestandteils erstreckt, der im Zwischenwirbelscheibenraum aufgenommen ist.
Die beiden Bestandteile weisen ferner Befestigungsflächen auf, die zum Befestigen der Prothese am Wirbelkörper Schraubenlöcher aufweisen.
Die WO 2004/080349 , die unter die Regelung von Artikel 54(3) EPÜ fällt, offenbart eine Zwischenwirbelprothese, die zwei Bestandteile mit zwei sattelförmigen Gelenkflächen umfasst, wobei sich die Gelenkflächen im Wesentlichen vollständig über denjenigen Teil jedes Bestandteils erstrecken, der im Zwischenwirbelscheibenraum aufgenommen ist.
Die beiden Bestandteile weisen ferner Befestigungsflächen auf, die derart konfiguriert sind, dass sie in der Lage sind, sich miteinander zu verschachteln.
Abriss der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine anspruchsgemäße Zwischenwirbelprothese vorgesehen.
Vorzugsweise liegt der Krümmungsmittelpunkt auf einer durch die Mitte der ersten und zweiten Wirbelkörper hindurchtretenden Mittelebene.
Es ist von Vorteil, eine Zwischenwirbelprothese mit einer Befestigungsfläche zu versehen, die dazu angepasst ist, sich mit der Befestigungsfläche einer benachbarten Zwischenwirbelprothese zu verschachteln, da das Miteinander-Verschachteln der Befestigungsflächen die Verwendung der begrenzten verfügbaren Knochenfläche optimiert, wodurch sich optimale Befestigungseigenschaften ergeben und mehrstufige Ersetzungen von Scheiben ermöglicht werden.
Durch das Vorsehen der Öffnungen in den ersten und zweiten Befestigungsflächen, die von der durch die Mitte der Prothese hindurchtretenden Mittelebene um einen Betrag beabstandet sind, der von jenem der einen oder mehreren in der zweiten Befestigungsfläche vorgesehenen Öffnungen verschieden ist, wird das Miteinander- Verschachteln der Befestigungsflächen erleichtert. Ein weiterer Vorteil des Anordnens der Öffnungen in verschiedenen Sagittalebenen besteht indes darin, dass, sollte die Prothese anlässlich einer Revisionsoperation ersetzt werden müssen, die Befestigungsflächen der Revisionsprothese mit Öffnungen versehen werden könnten, die in von denjenigen der zu ersetzenden Prothese verschiedenen Ebenen liegen. Dies würde bedeuten, dass die Revisionsprothese in unbeschädigtem Knochen befestigt werden könnte, d. h. in Knochen, der nicht schon vorher zum Befestigen verwendet worden ist, um eine sicherere Befestigung vorzusehen.
Vorzugsweise sind die sowohl in der ersten als auch in der zweiten Befestigungsfläche vorgesehenen Öffnungen bezüglich der Mittelebene symmetrisch angeordnet.
Vorteilhafterweise umfassen die ersten und zweiten Bestandteile ferner Befestigungsmittel zur Befestigung an den ersten und zweiten Wirbelkörpern.
Vorzugsweise sind die Befestigungsmittel aus der Gruppe ausgewählt, die von Stiften, Platten, Pfosten und Schrauben gebildet ist.
Alternativ oder zusätzlich schließen die Befestigungsmittel einen Flächenüberzug ein, um das Einwachsen von Knochen zu erleichtern. Vorzugsweise ist der Flächenüberzug aus der Liste ausgewählt, welche einen Titan- oder Kobaltchrom-Plasmaspray und/oder ein osteokonduktives Material, wie beispielsweise Hydroxyapatit, umfasst.
Vorteilhafterweise sind die ersten und zweiten Bestandteile aus einem biokompatiblen Material gebildet.
Vorzugsweise ist das biokompatible Material aus der Liste ausgewählt, welche eine Titanlegierung, Kobaltchrom rostfreien Stahl, Aluminiumoxid oder Zirkonoxid oder beliebige Kombinationen von metallischen oder keramischen Biomaterialien umfasst. Vorteilhafterweise ist die erste Fläche und/oder die zweite Fläche mit einem Überzug oder einer flächenmodifizierten Schicht versehen, um die Schmierungs- und Abnutzungseigenschaften zu verbessern. Beispielsweise Titannitrid.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Nun werden beispielhaft die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
1a eine Seitenansicht zweier benachbarter Wirbel mit einer dazwischen angeordneten Zwischenwirbelscheibe zeigt;
1b eine Draufsicht eines Wirbels zeigt;
2a eine teilweise im Querschnitt gehaltene Vorderansicht eines ersten Abschnitts einer Zwischenwirbelscheibenprothese gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2b eine teilweise im Querschnitt gehaltene Seitenansicht des ersten Bestandteils von 2a zeigt;
2c eine Perspektivansicht des ersten Bestandteils der 2a und 2b zeigt;
3a eine Vorderansicht eines zweiten Bestandteils einer Zwischenwirbelscheibenprothese zum Gebrauch mit dem in den 2a bis 2c gezeigten Bestandteil zeigt;
3b eine Perspektivansicht des zweiten Bestandteils von 3a zeigt;
3c eine teilweise im Querschnitt gehaltene Seitenansicht des zweiten Bestandteils der 3a und 3b zeigt;
4 eine Vorderansicht der beiden ineinandergreifenden Zwischenwirbelscheibenprothesen zeigt, welche die in den 2a bis 2c und 3a bis 3c gezeigten, ersten und zweiten Bestandteile umfassen;
5a eine von hinten gesehene Perspektivansicht einer weiteren Auslegung einer Zwischenwirbelprothese zeigt;
5b eine von vorne gesehene Perspektivansicht der in 5a gezeigten Zwischenwirbelprothese zeigt;
5c eine von hinten gesehene Perspektivansicht der in den 5a und 5b gezeigten Zwischenwirbelprothese zeigt;
6a eine Seitenansicht der in den 5a bis 5c gezeigten Zwischenwirbelprothese zeigt;
6b die Zwischenwirbelprothese von 6a in Flexion zeigt;
6c die Zwischenwirbelprothese von 6a in Extension zeigt;
7 eine Zwischenwirbelprothese zeigt, die ferner Befestigungskiele umfasst;
8 eine teilweise im Querschnitt gehaltene Seitenansicht einer Zwischenwirbelscheibenprothese zeigt, die zwei Bestandteile gemäß einer weiteren Anordnung umfasst, die nicht Teil der Erfindung ist;
9 eine Draufsicht eines Bestandteils der in 8 gezeigten Zwischenwirbelscheibenprothese zeigt, der an einem Wirbelkörper befestigt ist; und
10a bis 10c eine Seitenansicht einer Zwischenwirbelscheibenprothese gemäß einer weiteren Anordnung zeigen, die nicht Teil der Erfindung ist.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Mit Bezug auf die 2 bis 4 ist eine erste Ausführungsform einer Zwischenwirbelscheibenprothese 30 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Prothese 30 schließt einen ersten Prothesenbestandteil 32 und einen zweiten Prothesenbestandteil 34 ein, die dazu angepasst sind, in wenigstens einem Teil eines Zwischenwirbelscheibenraums aufgenommen zu werden, der zwischen zwei benachbarten Wirbelkörpern ausgebildet ist, die anschließend als die oberen und unteren Wirbelkörper 14a und 14b beschrieben werden, wobei die Wirbelkörper die Wirbelendplatten 38a und 38b aufweisen. Wie in 4 gezeigt, greifen die ersten und zweiten Abschnitte 32 und 34 ineinander ein, um die Prothese 30 zu bilden.
Die 2a bis 2c zeigen den ersten Prothesenbestandteil 32 ausführlicher. Der erste Prothesenbestandteil 32 umfasst eine Wirbeleingriffsfläche 36, die dazu konfiguriert ist, an der vorbereiteten Endplatte 38a des oberen Wirbelkörpers 14a befestigt zu werden oder mit dieser in Kontakt zu liegen. Die Wirbeleingriffsfläche 36 endet an einem hinteren Rand in einer nach unten abhängenden Wand 40. Die Wand 40 wiederum verbindet sich mit einer gleichmäßig konkaven Gelenkfläche 44, die von einer einen einzigen Krümmungsmittelpunkt C und einen einzigen Krümmungsradius r aufweisenden, teilweise kugelförmigen Fläche festgelegt wird, wobei der Krümmungsmittelpunkt von einer durch die Mitte der Wirbelendplatten 38a und 38b verlaufenden Koronalebene v einen Versatz d aufweist. An einem vorderen Rand 49 erstreckt sich ein Flansch 50 von der konkaven Gelenkfläche 44 im Wesentlichen vertikal nach oben und ist dazu konfiguriert, zu einer vorderen Fläche 52a des oberen Wirbelkörpers 14a in enger Nachbarschaft zu liegen.
Der Flansch 50 nimmt eine männliche Form an. Insbesondere ist diese Form in der in den 2 bis 6 gezeigten Ausführungsform eine gebogene Konfiguration, die dazu bemessen ist, eine Öffnung 54 aufzunehmen. Die Öffnung 54 ist derart bemessen, dass sie das Hindurchtreten von Befestigungsmitteln, wie beispielsweise einer Knochenschraube, erlaubt, um den Flansch 50 an der vorderen Fläche 52a zu befestigen. Die Öffnung 54 kann ferner einen versenkten Abschnitt 55 umfassen, um den Kopf der Knochenschraube aufzunehmen, wodurch es dem oberen Ende der Schraube erlaubt ist, mit einer vorderen Fläche 51 des Flanschs 50 bündig zu liegen. Mit anderen Worten liegt der Schraubenkopf vorzugsweise vollständig unter der Fläche des Flanschs 50. Vorteilhafterweise werden Befestigungsmittel verwendet, in welchen der Schraubenkopf versenkt wird, und werden in im versenkten Abschnitt 55 vorgesehenen Ausnehmungen (Ausnehmungen nicht gezeigt) zudem Klemmen verwendet. Ein Beispiel von solchen Befestigungsmitteln ist die Cervive^TM-Schraube, deren Einzelheiten in der am 9. Februar 2003 erteilten US 6,613,053 gefunden werden können.
Die 3a, 3b und 3c zeigen den zweiten Prothesenbestandteil 34 ausführlicher. Der zweite Prothesenbestandteil 34 umfasst eine Wirbeleingriffsfläche 68, die dazu konfiguriert ist, an der vorbereiteten Endplatte 38b des unteren Wirbelkörpers 14b befestigt zu werden oder mit dieser in Kontakt zu liegen. Die Wirbeleingriffsfläche 68 endet an einem hinteren Rand in einer sich nach oben erstreckenden Wand 69. Die Wand 69 wiederum verbindet sich mit einer gleichmäßig konvexen Gelenkfläche 56, die von einer teilweise kugelförmigen Fläche festgelegt ist, die dazu ausgelegt ist, mit der konkaven Gelenkfläche 44 in Eingriff zu treten, um sowohl eine Rotations- als auch eine Translationsbewegung zuzulassen. Die konvexe Gelenkfläche 56 weist den gleichen Krümmungsmittelpunkt C, den gleichen Krümmungsradius r und den gleichen Versatz d auf wie die konkave Gelenkfläche 44. Diese Konfiguration bedeutet, dass, wenn die Prothese 30 im Zwischenwirbelraum angeordnet ist, sie eine Flexion, eine Extension, eine seitliche Biegung und eine Drehung der Wirbelsäule in einer Art und Weise erlaubt, die der normalen Bewegung so nahe wie möglich kommt.
Der zweite Prothesenbestandteil 34 umfasst ferner einen Flansch 58, der von einem vorderen Rand 60 der konvexen Gelenkfläche 56 im Wesentlichen vertikal nach unten abhängt und der dazu konfiguriert ist, zu einer vorderen Fläche 52b des unteren Wirbels 14b in enger Nachbarschaft zu liegen.
Der Flansch 58 nimmt eine zur Form des männlichen Flanschs 50 komplementäre, weibliche Form an. Insbesondere umfasst der weibliche Flansch 58 in dieser Ausführungsform zwei Ansätze 62a und 62b und eine zwischen den Ansätzen ausgebildete Ausnehmung 64. Die Ausnehmung 64 ist derart gestaltet, dass es dem männlichen Flansch 50 erlaubt ist, wenigstens teilweise darin aufgenommen zu werden, wie in 4 gezeigt. Jeder der Ansätze 62a und 62b ist dazu bemessen, eine Öffnung 66 aufzunehmen, die derart bemessen ist, dass sie das Hindurchtreten von Befestigungsmitteln, wie beispielsweise einer Knochenschraube, erlaubt, um den Flansch 58 an der vorderen Fläche 52b zu befestigen. Ein Beispiel einer geeigneten Knochenschraube ist die früher offenbarte Cervive^TM-Schraube. Wie bei der Öffnung 54 des Flanschs 50 können die Öffnungen 66 versenkt sein, um die Köpfe der Schrauben aufzunehmen.
Die konkaven und konvexen Gelenkflächen 44 und 56 sind vorzugsweise derart konfiguriert, dass ihr Krümmungsmittelpunkt C an einem Punkt in der Mittelebene liegt. Der Versatz d liegt vorzugsweise im Bereich von –3 mm (vor der Koronalebene v) und +10 mm (hinter der Koronalebene v). Vorzugsweise ist der Krümmungsmittelpunkt C in Richtung des hinteren Teils der Koronalebene v (oder hinter derselben) verlagert. Eine solche Verlagerung lässt eine verbesserte Flexion und Extension der Wirbelsäule zu. Vorzugsweise liegt der Krümmungsmittelpunkt C im darunter liegenden Wirbelkörper. Vorzugsweise liegt der Krümmungsradius r im Bereich von 20 mm bis 60 mm, noch bevorzugter im Bereich von 30 mm bis 50 mm und sogar noch bevorzugter im Bereich von 35 mm bis 45 mm.
Die Konfiguration der Flansche 50 und 58 als männliche und weibliche Formen bedeutet, dass, falls zwei benachbarte Zwischenwirbelscheiben entweder zeitgleich oder während einer Revisionsoperation ersetzt werden müssen, die Prothese 30 dann mit den sich verschachtelnden anstatt einander überlappenden Flanschen eingepasst werden kann, d. h. so, dass ein Abschnitt des Flanschs von einem Bestandteil in einer im Flansch des benachbarten Bestandteils ausgebildeten Ausnehmung aufgenommen ist.
Obgleich die Flansche 50 und 58 mit einer gebogenen Form gezeigt sind, versteht es sich, dass sie auch andere Formen annehmen kennen, wie beispielsweise mit rechtwinkligen Ecken.
Obgleich der erste Prothesenbestandteil 32 als derjenige mit dem männlichen Flansch 50 beschrieben worden ist, versteht es sich, dass die männlichen und weiblichen Flansche zwischen den beiden Prothesenbestandteilen auch vertauscht werden können. Demzufolge kann der erste Prothesenbestandteil 32 mit einem weiblichen Flansch 58 versehen sein und kann der zweite Prothesenbestandteil mit einem männlichen Flansch 50 versehen sein.
Die 5a bis 5c zeigen die zusammengebaute Zwischenwirbelprothese 30 und zeigen insbesondere die Interaktion zwischen den konkaven und konvexen Gelenkflächen 44 und 56. Um die Lordose der Wirbelsäule zu erlauben, nimmt die Zwischenwirbelscheibenprothese vorzugsweise einen Raum ein, der seinerseits die Form eines Trapezes aufweist, dessen vordere Abmessung a größer ist als die hintere Abmessung p, wie in 5a gezeigt.
6a zeigt eine Seitenansicht der Zwischenwirbelprothese 30 und zeigt ausführlicher, wie die ersten und zweiten Prothesenbestandteile 32 und 34 ausgelegt sind, um der natürlichen Lordose zu entsprechen.
Die 6b und 6c zeigen die Zwischenwirbelprothese 30 in der Flexion bzw. in der Extension.
Die Befestigung der Zwischenwirbelprothese 30 kann durch die Verwendung eines oder mehrerer, auf den Wirbeleingriffsflächen 36 und 68 vorgesehenen Kielen 51 verstärkt werden, wie in 7 gezeigt. Die Verwendung eines solchen Kiels 51 sieht eine größere, mit dem Knochen in Kontakt stehende Fläche vor, und die Kontaktfläche der Prothese ist vorzugsweise mit einem Flächenüberzug versehen, um das Einwachsen von Knochen zu fördern. Zudem sieht der oder jeder Kiel 51 eine verbesserte Rotations- und Translationsstabilität der Zwischenwirbelprothese 30 vor. Obgleich der Kiel 51 mit einem halbkreisförmigen Querschnitt gezeigt ist, versteht es sich, dass auch andere geeignete Querschnitte verwendet werden können, wie beispielsweise rechteckige oder trapezförmige Querschnitte. Obgleich der Querschnitt jedes Kiels 51 entlang der Länge des Kiels 51 als gleichbleibend gezeigt ist, versteht es sich gleichermaßen, dass dies keine Voraussetzung ist, sondern dass der Kiel 51 entlang seiner Länge beispielsweise einen zunehmenden oder abnehmenden Querschnitt aufweisen kann. Obgleich 7 zwei Kiele 51 zeigt, und zwar einen auf jeder Seite der Mittelebene, versteht es sich darüber hinaus, dass auch nur ein einzelner Kiel vorgesehen sein kann, und zwar entweder auf der Mittelebene oder auf eine Seite versetzt.
Die 8 und 9 zeigen eine nicht Teil der Erfindung bildende Anordnung, bei welcher die zum Befestigen der Prothese 30 an den Wirbelkörpern 14a und 14b verwendeten Flansche weggelassen sind. Zur einfacheren Bezeichnung weisen gleiche Bestandteile die gleichen, für die vorherige Anordnung verwendeten Bezugszeichen auf, wobei zum Anzeigen einer anderen Ausführungsform eine neue Stammziffer vorgesehen ist. Wie zuvor ist die Prothese 130 demzufolge aus einem ersten Prothesenbestandteil 132 und einem zweiten Prothesenbestandteil 134 gebildet. Gleichermaßen umfasst der erste Prothesenbestandteil 132 eine Wirbeleingriffsfläche 136, die dazu konfiguriert ist, mit der vorbereiteten Endplatte 38a eines oberen Wirbels 14a in Kontakt zu treten, und die eine gleichmäßig konkave Gelenkfläche 144 aufweist. Die konkave Gelenkfläche 144 weist eine teilweise kugelförmige Gestalt auf, wie es mit Bezug auf die vorherige Ausführungsform beschrieben worden ist.
Der zweite Prothesenbestandteil 134 umfasst eine Wirbeleingriffsfläche 168, die dazu angepasst ist, mit einer vorbereiteten Endplatte 38b eines unteren Wirbelkörpers 14b in Kontakt zu liegen, und die eine gleichmäßig konvexe Gelenkfläche 156 von teilweise kugelförmiger Gestalt aufweist, wie es mit Bezug auf die vorherige Ausführungsform beschrieben worden ist.
Anstelle der Flansche 50 und 58 umfassen die ersten und zweiten Prothesenbestandteile 132 und 134 versenkte Öffnungen 72a und 72b, die zum Aufnehmen von Knochenschrauben bemessen sind, die zum Befestigen der Prothese 130 an den Wirbelkörpern 14a und 14b verwendet werden können, wie beispielsweise der zuvor erörterten Cervive^TM-Schraube. Die Öffnungen 72a und 72b sind vor einer durch die Mitte der Wirbelkörper 14a und 14b verlaufenden Koronalebene angeordnet, um die Beeinträchtigung der Gelenkverbindung zwischen den konkaven und konvexen Gelenkflächen 144 und 156 durch dieselben zu minimieren. Wie zuvor, befindet sich der Krümmungsmittelpunkt der konkaven und konvexen Gelenkflächen 144 und 156 vorzugsweise auf der Mittelebene hinter der gleichen Koronalebene.
In den 10a bis 10c ist eine weitere, nicht Teil der vorliegenden Erfindung bildende Anordnung gezeigt. In dieser Ausführungsform ist eine Prothese 230 speziell für das Ersetzen von zwei oder mehr benachbarten Zwischenwirbelscheiben ausgelegt. In der gezeigten Anordnung ist eine dreistückige Prothese 230 vorgesehen, wobei die Prothese 230 einen einstückigen, mittleren Prothesenbestandteil 280 und zwei Prothesenendbestandteile 232 und 234 umfasst. Die Prothesenendbestandteile 232 und 234 entsprechen dem ersten Prothesenbestandteil 32 und dem zweiten Prothesenbestandteil 34, die vorher beschrieben worden sind.
In einer Konfiguration ist der mittlere Prothesenbestandteil 280 dazu konfiguriert, derart über den Wirbel zu passen, der zwischen den zu ersetzenden Scheiben angeordnet ist, dass ein oberer Prothesenblock 284 im oberen Zwischenwirbelraum liegt und ein unterer Prothesenblock 282 im unteren Zwischenwirbelraum liegt. Der obere Prothesenblock 284 ist dem in Bezug auf die 3a bis 3c beschriebenen, zweiten Prothesenbestandteil 34 im Wesentlichen ähnlich konfiguriert und weist an seiner obersten Fläche eine gleichmäßig konvexe Gelenkfläche 256 auf. Zugleich ist der untere Prothesenblock 282 dem in Bezug auf die 2a bis 2c beschriebenen, ersten Prothesenbestandteil 32 im Wesentlichen ähnlich konfiguriert und weist an seiner untersten Fläche eine gleichmäßig konkave Gelenkfläche 244 auf.
Anstatt dass, wie in der ersten beschriebenen Ausführungsform, auf jedem Block einzelne Flansche vorgesehen sind, erstreckt sich zwischen den ersten und zweiten Prothesenblöcken 284 und 282 ein Zwischenabschnitt 286 derart, dass der obere Prothesenblock 284 und der untere Prothesenblock 282 zueinander in einer Abstandsbeziehung gehalten sind, damit sie in den benachbarten Zwischenwirbelräumen korrekt angeordnet sind. Vorzugsweise weist der obere Prothesenblock 284 eine Wirbeleingriffsfläche 268 auf und weist der untere Prothesenblock 282 eine Wirbeleingriffsfläche 236 auf, wobei diese Flächen mittels des eine vordere Wirbeleingriffsfläche 288 aufweisenden Zwischenabschnitts 286 miteinander verbunden sind.
Alternativ kann der mittlere Prothesenbestandteil 280 zum Ersetzen eines beschädigten Wirbels konfiguriert sein und kann dabei auf seinen oberen und unteren Flächen 256 und 244 Gelenkflächen zum Ineinandergreifen mit den Prothesenendbestandteilen 232 und 234 vorsehen.
Das chirurgische Verfahren zum Einsetzen der Zwischenwirbelprothese ist wie folgt. Zuerst werden unter Verwendung von Röntgenstrahlen und/oder CT-Aufnahmen und/oder MRI-Aufnahmen Informationen bezüglich der Größe, der Gestalt und der Natur des oder der beschädigten Wirbelkörper des Patienten herausgefunden. Insbesondere werden die vorderen/hinteren und seitlichen Abmessungen der Endplatten der Wirbelkörper zusammengetragen, welche den relevanten Zwischenwirbelraum bzw. die relevanten Zwischenwirbelräume festlegen. Zudem wird die Höhe des relevanten Zwischenwirbelraums bzw. der relevanten Zwischenwirbelräume bestimmt. Dann wird eine korrekt bemessene Zwischenwirbelprothese ausgewählt, die den gemessenen Abmessungen entspricht. Die zu ersetzende Zwischenwirbelscheibe bzw. zu ersetzenden Zwischenwirbelscheiben werden entfernt und danach werden die Endplatten der jeweiligen Wirbel gefräst oder anderweitig vorbereitet, um die Wirbeleingriffsflächen der Prothese aufzunehmen.
Falls eine Prothese gemäß der in den 2 bis 4 und 6 bis 7 gezeigten Erfindung verwendet werden soll, d. h. mit Flanschen, kann es auch gewünscht sein, einen Teil der vorderen Fläche der Wirbel zu entfernen, um das Versenken der Flansche in der vorderen Fläche zu erlauben. Diese Vorbereitung kann mittels Fräsen oder mittels jedem anderen geeigneten Vorbereitungsverfahren bewerkstelligt werden. Es versteht sich jedoch, dass die Flansche, falls gewünscht, auch direkt auf der vorderen Fläche des Wirbelkörpers sitzen können, falls insbesondere der restliche Knochen keine ausreichende Befestigung bereitstellen würde, falls ein Teil der vorderen Fläche entfernt wäre.
Dann wird die Prothese vorzugsweise unter Verwendung eines Einführungswerkzeugs am Zwischenwirbelraum angesetzt. Falls als hauptsächliches Befestigungsverfahren Knochenschrauben verwendet werden sollen, dann schließt das Einführungswerkzeug vorzugsweise Öffnungen ein, durch welche Löcher gebohrt werden können oder die den Zugang zu vorgebohrten Löchern zulassen, wodurch das korrekte Anordnen der Schrauben in den Wirbelkörper erleichtert wird. Dann können die Schrauben durch die Öffnungen in die Wirbel geschraubt werden, um die Bestandteile an den entsprechenden Wirbeln zu befestigen. Dann können die Schrauben festgezogen werden, um die Prothese sicher am Wirbelkörper zu befestigen.
Obgleich das Befestigen der Prothesenbestandteile 32, 34, 132, 134, 232 und 234 an den Wirbeln unter Verwendung von Knochenschrauben beschrieben worden ist, versteht es sich, dass entweder als Primär- oder als Sekundärbefestigungsverfahren auch andere Befestigungsverfahren verwendet werden können. Beispielsweise können Klebstoffe oder Klammern verwendet werden. Andere Beispiele von Befestigungsverfahren schließen die Verwendung von Zähnen, Vorsprüngen oder Netzen ein, um als Befestigungshilfen in die Wirbel einzudringen. Zudem kann auf der Wirbeleingriffsfläche bzw. den Wirbeleingriffsflächen ein Überzug vorgesehen sein, um für das Vorsehen einer zusätzlichen Befestigung das Einwachsen von Knochen zu fördern.
Die Zwischenwirbelprothese ist vorzugsweise aus einem biokompatiblen Material gebildet, wie beispielsweise Kobaltchrom oder Titan. Die Gelenkflächen können Keramik auf Keramik oder Metall auf Metall sein oder können aus jeden anderen geeigneten biokompatiblen Materialien gebildet sein. Falls gewünscht, kann die Prothese beispielsweise mit Titannitrit überzogen sein, um eine geeignetere Befestigung und/oder Tragfläche vorzusehen.

Claims

Zwischenwirbelprothese (30, 130, 230), die dazu angepasst ist, zumindest teilweise in einem Zwischenwirbelscheibenraum aufgenommen zu werden, der zwischen einer ersten Endplatte eines ersten Wirbelkörpers und einer zweiten Endplatte eines zweiten, benachbarten Wirbelkörpers festgelegt ist, wobei die Prothese umfasst: einen ersten Bestandteil (32, 132, 232), der ein vorderes Ende und ein gegenüberliegendes, hinteres Ende aufweist und dazu ausgelegt ist, am ersten Wirbelkörper befestigt zu werden, wobei der erste Bestandteil eine erste Fläche (44, 144) umfasst, die im Gebrauch in Richtung der zweiten Endplatte weist und sich im Wesentlichen vollständig über jenen Teil des ersten Bestandteils erstreckt, der im Zwischenwirbelscheibenraum aufgenommen ist, wobei die erste Fläche eine gleichmäßig konkave Fläche aufweist, die mittels einer einen einzigen Krümmungsmittelpunkt c und einen einzigen Krümmungsradius r aufweisenden, teilweise kugelförmigen Fläche festgelegt wird, wobei sie sich ohne Unterbrechung vom vorderen Ende des Bestandteils zum hinteren Ende des Bestandteils erstreckt, wobei der erste Bestandteil ferner eine vom vorderen Ende des ersten Bestandteils abhängende, erste Befestigungsfläche (50) umfasst, die dazu ausgelegt ist, an der vorderen Fläche des ersten Wirbelkörpers befestigt zu werden, wobei die Befestigungsfläche eine erste Konfiguration aufweist und mit einer oder mehreren Öffnungen (54) versehen ist, um Befestigungsmittel aufzunehmen, mittels welcher der erste Bestandteil (32) am ersten Wirbelkörper befestigt wird; und einen zweiten Bestandteil (34, 134, 234), der ein vorderes Ende und ein hinteres Ende aufweist und dazu ausgelegt ist, am zweiten Wirbelkörper befestigt zu werden, wobei der zweite Bestandteil eine zweite Fläche (56, 156) umfasst, die mit der ersten Fläche in Eingriff bringbar ist, um ein Anlenken der Prothese zu erlauben, wobei die zweite Fläche (56, 156) im Gebrauch in Richtung der ersten Endplatte weist und sich im Wesentlichen vollständig über jenen Teil des zweiten Bestandteils (34, 134, 234) erstreckt, der im Zwischenwirbelscheibenraum aufgenommen ist, wobei die zweite Fläche eine gleichmäßig konvexe Fläche aufweist, die mittels einer teilweise kugelförmigen Fläche festgelegt wird, die den gleichen, einzigen Krümmungsmittelpunkt c und den gleichen Krümmungsradius r wie die erste Fläche aufweist, und wobei sie sich ohne Unterbrechung vom vorderen Ende des zweiten Bestandteils zum hinteren Ende des zweiten Bestandteils erstreckt, wobei der zweite Bestandteil ferner eine zweite Befestigungsfläche (58) umfasst, die vom vorderen Ende des zweiten Bestandteils abhängt und dazu ausgelegt ist, an der vorderen Fläche des zweiten Wirbelkörpers befestigt zu werden, wobei die Befestigungsfläche eine zweite Konfiguration aufweist und mit einer oder mehreren Öffnungen (66) versehen ist, um Befestigungsmittel aufzunehmen, mittels welcher der zweite Bestandteil (34) am zweiten Wirbelkörper befestigt wird; wobei die erste Befestigungsfläche (50) und die zweite Befestigungsfläche (58) derart konfiguriert sind, dass die erste Befestigungsfläche in der Lage ist, sich mit der zweiten Befestigungsfläche zu verschachteln, wobei die eine Öffnung oder mehreren Öffnungen (54), die in der ersten Befestigungsfläche (50) vorgesehen ist bzw. sind, von einer durch die Mitte der Prothese (30) hindurchtretenden Mittelebene um einen Betrag beabstandet sind, der sich von demjenigen der einen Öffnung oder mehreren Öffnungen (66) unterscheidet, die in der zweiten Befestigungsfläche (58) vorgesehen ist bzw. sind.
Zwischenwirbelprothese (30, 130, 230) gemäß Anspruch 1, bei welcher einer oder beide der ersten oder zweiten Bestandteile mit einem Kiel (51) versehen sind.
Zwischenwirbelprothese (30) gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei welcher die sowohl in der ersten als auch in der zweiten Befestigungsfläche (50, 58) vorgesehenen Öffnungen (54, 66) bezüglich der Mittelebene symmetrisch angeordnet sind.
Zwischenwirbelprothese (30, 130, 230) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher die ersten und zweiten Bestandteile ferner Befestigungsmittel zur Befestigung an den ersten und zweiten Wirbelkörpern umfassen.
Zwischenwirbelprothese (30, 130, 230) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher die Befestigungsmittel aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Stiften, Pfosten, Platten und Schrauben gebildet ist.
Zwischenwirbelprothese (30, 130, 230) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher die Befestigungsmittel einen Flächenüberzug einschließen, um das Einwachsen von Knochen zu erleichtern.
Zwischenwirbelprothese (30, 130, 230) gemäß Anspruch 1, die ferner zusätzliche Befestigungsmittel umfasst.
Zwischenwirbelprothese (30, 130, 230) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, die im Zwischenwirbelscheibenraum aufgenommen ist, wobei sich der Krümmungsmittelpunkt c im Gebrauch hinter einer durch die Mitte der ersten und zweiten Wirbelendplatten verlaufenden Koronalebene befindet.
Zwischenwirbelprothese (30, 130, 230) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher sich der Krümmungsmittelpunkt c im Gebrauch auf einer durch die Mitte der ersten und zweiten Wirbelkörper verlaufenden Mittelebene befindet.
Zwischenwirbelprothese (30, 130, 230) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher die ersten und zweiten Bestandteile aus einem biokompatiblen Material gebildet sind.
Zwischenwirbelprothese (30, 130, 230) gemäß Anspruch 10, bei welcher das biokompatible Material aus der Liste ausgewählt ist, welche Titan, Kobaltchrom, Aluminiumoxid- oder Zirkonoxidlegierungen oder jede beliebige Kombination von metallischen oder keramischen Biomaterialien umfasst.
Zwischenwirbelprothese (30, 130, 230) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher die ersten Flächen (44, 144) und/oder die zweiten Flächen (56, 156) mit einem Überzug oder einer flächenmodifizierten Schicht versehen sind.