DE69832812T2

DE69832812T2 - Bandscheibenprothese

Info

Publication number: DE69832812T2
Application number: DE69832812T
Authority: DE
Inventors: D. Arthur STEFFEE; Raymond E. ROSS; D. Robert FRASER; L. Gary LOWERY
Original assignee: DePuy Spine LLC
Current assignee: DePuy Spine LLC
Priority date: 1997-10-31
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2018-10-31
Also published as: KR20010031556A; DE69832812D1; EP1032331A1; KR100540000B1; WO1999022675A9; CA2306647A1; AU1371099A; US6139579A; AU753752B2; JP2001521780A; WO1999022675A1; US6348071B1; EP1032331B1

Description

Hintergrund und Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bandscheibenprothese zur Ersetzung einer beschädigten oder degenerierten Bandscheibe in einer Wirbelsäule eines Menschen.
Die US-Patente 5,017,437 und 5,534,030 sowie die EP-A-0599419 offenbaren herkömmliche Bandscheibenprothesen zur Ersetzung einer beschädigten oder degenerierten Bandscheibe in einer Wirbelsäule eines Menschen. Die Scheiben, die in diesen Patenten offenbart sind, umfassen ein Paar von starren Platten, die an gegenüberliegende Oberflächen eines Körpers aus einem Elastomermaterial geklebt sind.
Die Scheibe ist zwischen benachbarten Wirbeln angeordnet, wenn sie eingesetzt ist. Die Scheibe ist Kräften unterworfen, die auf die Wirbelsäule wirken, umfassend Kompressionskräften aufgrund von auf die Wirbelsäule wirkenden Lasten, Verzerrungskräften aufgrund einer Biegung der Wirbelsäule und Torsionskräften aufgrund einer Drehung der Wirbelsäule. Diese Kräfte können gleichzeitig auf die Scheibe wirken. Diese Kräfte neigen dazu, eine Relativbewegung zwischen der Scheibe und den benachbarten Wirbeln hervorzurufen.
Die Scheiben, die in diesen Patenten offenbart sind, weisen beabstandete Vorsprünge zur Anordnung in Hohlräumen in den benachbarten Wirbeln auf. Die Oberseiten der Vorsprünge sind flach und verlaufen parallel zu der Oberfläche der Scheibe, von der sich die Vorsprünge erstrecken. Die Vorsprünge widerstehen einer Neigung der Scheibe, sich relativ zu den Wirbeln zu bewegen, wenn sie in einem Hohlraum angeordnet sind. Auf diese Weise tragen die Vorsprünge dazu bei, die Scheibe an ihrem Ort zwischen den Wirbeln zu halten.
Die Hohlräume, die die Vorsprünge aufnehmen, sind in den Wirbeln durch den Chirurg gebildet. Je tiefer der Hohlraum ist, desto schwieriger ist es für den Chirurgen, den Holraum zu bilden. Es ist wünschenswert, die Tiefe des Hohlraums zu minimieren. Es ist wünschenswert, die Tiefe des Hohlraums zu minimieren und dabei den Widerstand gegenüber einer Relativbewegung zwischen der Scheibe und den Wirbeln aufrecht zu erhalten. Ferner ist es für den Chirurgen wünschenswert, in der Lage zu sein, die Scheibe relativ zu den Wirbeln, mindestens ein wenig, zu bewegen, wenn die Scheibe zwischen den Wirbeln angeordnet ist. Die relativ langen, beabstandeten Vorsprünge der Scheiben, die in den US-Patenten 5,017,437 und 5,534,030 beschrieben sind, erfordern verhältnismäßig tiefe Hohlräume und ermöglichen es dem Chirurgen nicht sofort, in der Lage zu sein, die Scheibe relativ zu den Wirbeln zu bewegen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorsprünge auf einer Bandscheibe, wobei die Vorsprünge von Hohlräumen in den Wirbeln, zwischen denen die Scheibe angeordnet ist, aufgenommen sind. Jeder Wirbel weist einen Hohlraum auf, der einen entsprechenden Vorsprung auf der Scheibe aufnimmt. Der Vorsprung und der Hohlraum haben einen erheblichen Flächenkontakt, der die Möglichkeit verringert, daß die Scheibe aufgrund einer Relativbewegung der Wirbel, zwischen denen die Scheibe angeordnet ist, ausgestoßen wird. Ferner ist die Höhe des Vorsprungs verringert, um die Tiefe des Hohlraums zu verringern, wodurch das Distraktionsausmaß der Wirbel verringert ist, das notwenig ist, wenn der Hohlraum gebildet wird, der den Vorsprung aufnehmen soll.
Ferner weisen die Bandscheiben des Standes der Technik Ausbuchtungen auf, die von dem hinteren Abschnitt der Scheibe vorstehen. Es wurde herausgefunden, daß diese Ausbuchtungen Bereiche mit einer Spannungskonzentration sind, in denen Kräfte wirken, die die starren Platten von dem Körper aus Elastomermaterial lösen. Eine Beseitigung dieser Ausbuchtungen, um die Spannungskonzentration zu verringern, wird daher als wünschenswert empfunden.
In einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung eine Bandscheibenprothese zur Ersetzung einer geschädigten Bandscheibe in einer Wirbelsäule bereit, wobei die Prothese umfaßt: eine Scheibe mit einem vorderen Ende und einem hinteren Ende zur Anordnung zwischen einem oberen Wirbel und einem unteren Wirbel der Wirbelsäule, wobei die Scheibe eine in den oberen Wirbel eingreifbare obere Oberfläche und eine in den unteren Wirbel eingreifbare untere Oberfläche aufweist und einen Vorsprung umfaßt, der ein vorderes Ende und ein hinteres Ende aufweist, wobei sich der Vorsprung von einer der oberen und unteren Oberflächen der Scheibe zur Aufnahme in einen Hohlraum im benachbarten Wirbel erstreckt, wobei der Vorsprung eine im wesentlichen flache Oberseite aufweist, wobei der Vorsprung in Bezug auf die eine Oberfläche, von der sich der Vorsprung erstreckt, geneigt ist, so daß die Oberseite am vorderen Ende des Vorsprungs weiter beabstandet ist zu der Oberfläche, von der sich der Vorsprung erstreckt, als die Oberseite am hinteren Ende des Vorsprungs.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die vorangehenden und weiteren Merkmale der vorliegenden Erfindung werden einem Fachmann beim Lesen der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezug auf die beiliegenden Figuren augenscheinlicher, von denen:
1 eine vergrößerte Ansicht einer menschlichen Wirbelsäule mit einer Bandscheibe entsprechend der vorliegenden Erfindung zwischen benachbarten Wirbeln der Wirbelsäule ist;
2 eine perspektivische Draufsicht der Bandscheibe der 1 ist;
3 eine untere Draufsicht der Bandscheibe der 1 ist;
4 eine vergrößerte Ansicht, teilweise im Querschnitt, der Bandscheibe der 1 entlang der Linie 4-4 der 3 ist;
5 eine Querschnittsansicht der Bandscheibe der 1 entlang der Linie 5-5 der 3 ist, bei der Abschnitte entfernt sind; und
6 eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnittes der 4 ist.
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine künstliche Bandscheibenprothese zur Ersetzung einer beschädigten oder degenerierten Bandscheibe in einer Wirbelsäule eines Menschens. Als eine Darstellung der vorliegenden Erfindung zeigt 1 eine Bandscheibenprothese, das heißt die Bandscheibe 10. Die Bandscheibe 10 ist im Gebrauch zwischen benachbarten, oberen und unteren Wirbeln 12 und 14 einer menschlichen Wirbelsäule 16 gezeigt. Die Wirbel 12 und 14 weisen Abschnitte, die nach vorne gerichtet sind (nach rechts, wenn in 1 betrachtet), und Abschnitte, die nach hinten gerichtet sind (nach links, wenn in 1 betrachtet), auf.
Die Scheibe 10 umfaßt eine erste oder obere starre Platte 20, eine zweite oder untere starre Platte 120 und einen Elastomerkern 200, der zwischen diesen angeordnet und an die beiden Platten geklebt ist. Die obere Platte 20 ist mit der unteren Platte 120 identisch, und die Scheibe 10 ist symmetrisch bezüglich einer von vorne nach hinten und horizontal verlaufenden Ebene A (4) und ist ferner symmetrisch zu einer sagittalen Ebene B (3). Die Ausdrücke „oben" und „unten" werden in dieser Schrift unter Bezug auf die Orientierung der Scheibe 10 verwendet, wenn diese in den menschlichen Körper, wie in 1 gezeigt, implantiert ist, um die beiden identischen Platten für Bezugnahmen zu unterscheiden.
Die obere Platte 20 (5) ist starr und bevorzugt aus einem biokompatiblen Metall, wie z. B. einer Titan-Vanadium-Aluminium-Legierung mit ca. 90 Gewichtsprozent Titan, ca. 6 Gewichtsprozent Aluminium und ca. 4 Gewichtsprozent Vanadium, hergestellt. Die obere Platte 20 kann alternativ aus irgendeinem geeigneten biokompatiblen Material hergestellt sein, umfassend, jedoch nicht beschränkt auf, ein Kompositkunststoffmaterial. Die obere Platte 20 ist bevorzugt aus einem einzigen Metallblock ausgefräst. Die obere Platte 20 könnte jedoch auf eine andere Weise hergestellt sein, z. B. durch ein Gießverfahren.
Die obere Platte 20 weist einen vorderen Abschnitt 22 und einen hinteren Abschnitt 24 auf. Der vordere Abschnitt 22 der oberen Platte 20 ist der Abschnitt der oberen Platte, der in der Wirbelsäule 16 vorne angeordnet ist, wenn die Scheibe 10 in die Wirbelsäule implantiert ist. Der hintere Abschnitt 24 der oberen Platte 20 ist der Abschnitt der oberen Platte, der in der Wirbelsäule 16 hinten angeordnet ist, wenn die Scheibe 10 in die Wirbelsäule implantiert ist. Der vordere Abschnitt der oberen Platte liegt mit anderen Worten im wesentlichen auf einer Seite (rechts, wenn in 5 betrachtet) einer Achse 28 der Scheibe 10. Der hintere Abschnitt der oberen Platte liegt mit anderen Worten im wesentlichen auf der anderen Seite (links, wenn in 6 betrachtet) der Achse 28. Die Achse 28 verläuft durch die Scheibe zwischen der oberen und unteren Platte 20 und 120. Die Achse 28 verläuft im wesentlichen entlang der Länge der Wirbelsäule 16, wenn die Scheibe 10 in die Wirbelsäule implantiert ist.
Der Aufbau der Scheibe 10 (wenn in der Draufsicht betrachtet) ist so gestaltet, daß dieser im wesentlichen der Form einer natürlichen menschlichen Bandscheibe entspricht. Der Umfang 30 (3) der Scheibe 10 weist einen flachen hinteren Abschnitt 32 auf. Der Umfang 30 der Scheibe 10 weist einen gekrümmten konvexen Abschnitt 34 auf, der zwischen gegenüberliegenden Enden 36 und 38 des flachen Abschnitts 32 des Umfangs verläuft. Der Umfang 30 der Scheibe 10, umfassend den Umfang des Kerns 200 und den jeweiligen Umfang der Platten 20 und 120, weist keine nach außen vorstehenden Ausbuchtungen auf. Der Umfang des Kerns 200 weist denselben Aufbau (in der Draufsicht betrachtet) wie der Umfang der oberen und unteren Platte 20 und 120 auf.
Die obere Platte 20 weist eine innere große Seitenfläche 40 auf, die unten dargestellt ist, wenn in 5 betrachtet. Die innere große Seitenfläche 40 umfaßt den gesamten Oberflächenbereich der oberen Platte 20, der von unten sichtbar ist (in der Draufsicht), wie in 5 dargestellt. Die innere große Seitenfläche 40 der oberen Platte 20 umfaßt eine ebene erste Oberfläche 42 der oberen Platte, die senkrecht zu der Achse 28 verläuft. Der Bereich der ersten Oberfläche 42 entspricht mindestens 65 % des Bereichs der inneren großen Seitenfläche 40, wenn in der Draufsicht betrachtet, daß heißt alle Punkte auf der inneren großen Seitenflächen 40 werden in einer Richtung parallel zu der Achse 28 betrachtet. Bevorzugt beträgt der Bereich der ersten Oberfläche 42 75 % des Bereichs der inneren großen Seitenfläche 40.
Die erste Oberfläche 42 ist von einem ersten Rand 44 der oberen Platte 20 umschrieben. Der erste Rand 44 weist eine im wesentlichen halbzylindrische Querschnittsgestaltung auf, wie in 5 dargestellt, mit einer gebogenen äußeren Oberfläche 46. Die äußere Oberfläche 46 auf dem ersten Rand 44 und die erste Oberfläche 42 bilden zusammen einen flachen Hohlraum oder eine flache Vertiefung 48 in der inneren großen Seitenfläche 40 der oberen Platte 20. Die erste Oberfläche 42 bildet den Boden der Vertiefung 48. Die äußere Oberfläche 46 auf dem ersten Rand 44 bildet einen Abschnitt der inneren großen Seitenfläche 40 der oberen Platte 20.
Die obere Platte 20 weist eine äußere große Seitenfläche 50 auf, die unten dargestellt ist, wenn in 5 betrachtet. Die äußere große Seitenfläche 50 umfaßt den gesamten Oberflächenbereich der oberen Platte 20, der von oben sichtbar ist (in der Draufsicht), wie in 5 dargestellt.
Die äußere große Seitenfläche 50 umfaßt eine ebene zweite Oberfläche 52 der oberen Platte 20. Die zweite Oberfläche 52 ist von einem zweiten Rand 54 der oberen Platte 20 umschrieben. Der Bereich der zweiten Oberfläche 52 ist größer als der Bereich der ersten Oberfläche 42. Der Bereich der zweiten Oberfläche 52 beträgt 85 % oder mehr, und bevorzugt 92 %, des Bereichs der inneren großen Seitenfläche 40.
Der zweite Rand 54 ist weiter außen als der erste Rand 44 (in der Draufsicht betrachtet) angeordnet. Der zweite Rand 54 weist eine innere Oberfläche 56, die senkrecht zu der zweiten Oberfläche 52 verläuft und vollständig um die obere Platte 20 verläuft, und eine gekrümmte äußere Oberfläche 58 auf. Die innere Oberfläche 56 des zweiten Randes 54 und die zweite Oberfläche 52 bilden zusammen einen flachen Hohlraum oder eine flache Vertiefung 60 in der äußeren großen Seitenfläche 50 der oberen Platte 20. Die zweite Oberfläche 52 bildet den Boden der Vertiefung 60.
Der Abstand, den der zweite Rand 54 aus der zweiten Oberfläche 52 hervorsteht, ist kleiner als der Abstand, den der erste Rand 44 aus der ersten Oberfläche 42 hervorsteht. Daher ist die Vertiefung 60 in der äußeren großen Seitenfläche 50 der oberen Platte 20 flacher als die Vertiefung 48 in der inneren großen Seitenfläche 40 der oberen Platte.
Die zweite Oberfläche 52 der oberen Platte 20 ist relativ zu der ersten Oberfläche 42 der oberen Platte geneigt. Die zweite Oberfläche 52 ist in einem Winkel in dem Bereich von ca. 1,5° bis ca. 7,5° relativ zu der ersten Oberfläche 42 geneigt. In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Oberfläche 52 in einem Winkel von 5° relativ zu der ersten Oberfläche 42 geneigt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, nicht dargestellt, ist die zweite Oberfläche 52 in einem Winkel von 2,5° relativ zu der ersten Oberfläche 42 geneigt.
Die erste und zweite Oberfläche 42 und 52 sind so relativ zu einander ausgerichtet, daß sie sich an dem hinteren Abschnitt 24 der oberen Platte 20 am nächsten sind und an dem vorderen Abschnitt 22 der oberen Platte am weitesten auseinander liegen. Die zweite Oberfläche 52 ist von der ersten Oberfläche 42 weg geneigt, da die zweite Oberfläche 52 von dem hinteren Ende zu dem vorderen Ende der Scheibe 10 verläuft. Die erste und zweite Oberfläche 42 und 52 divergieren daher, während diese von dem hinteren Abschnitt 24 der oberen Platte 20 zu dem vorderen Abschnitt 22 der oberen Platte verlaufen. Diese Divergenz der ersten und zweiten Oberflächen 42 und 52 gibt der oberen Platte 20 einen keilförmigen Aufbau, wenn in einer seitlichen oder medialen Richtung (4) betrachtet.
Ein einzelner Vorsprung 62 in der Form einer Kuppel steht von der zweiten Oberfläche 52 deroberen Platte 20 hervor. Der Vorsprung 62 weist einen sichelförmigen Aufbau auf, der einen zentralen Abschnitt 64 und zwei gegenüberliegende Spitzen 66 und 68 (siehe 3) aufweist. Der Vorsprung 62 ist auf der zweiten Oberfläche 52 so ausgerichtet, daß die Spitzen 66 und 68 des sichelförmigen Aufbaus im wesentlichen nach hinten weisen und der zentrale Abschnitt 64 des sichelförmigen Aufbaus vor den Spitzen angeordnet ist. Der Vorsprung 62 ist ebenfalls vor der Achse 28 angeordnet.
Der Vorsprung 62 weist eine Seitenfläche 70 auf. Die Seitenfläche 70 des Vorsprungs umfaßt eine im wesentlichen konkave Oberfläche 71, die nach hinten gerichtet ist, und eine im wesentlichen konvexe Oberfläche 73, die nach vorne gerichtet ist. Die konkave Oberfläche 71 und die konvexe Oberfläche 73 enden an den Spitzen 66 und 68 des Vorsprungs 62, um den sichelförmigen Aufbau des Vorsprungs zu bilden. Die konkave Oberfläche 71 und die konvexe Oberfläche 73 verlaufen jeweils im wesentlichen senkrecht zu der zweiten Oberfläche 52.
Eine sichelförmige Oberseite 72 der Kuppel verläuft zwischen der konkaven Oberfläche 71 und der konvexen Oberfläche 73 der Kuppel 62 und verbindet diese. Die Oberseite 72 des Vorsprungs 62 bildet einen Abschnitt der äußeren großen Seitenfläche 50 der oberen Platte 20. Die Oberseite 72 des Vorsprungs 62 und die konvexe Oberfläche 73 bilden eine Kante 75 auf der vorderen Seite der Bandscheibe 10.
Die Oberseite 72 des Vorsprungs 62 ist in einem kleinen Winkel relativ zu der zweiten Oberfläche 52 geneigt. Der Abschnitt der Oberseite 72, der auf dem zentralen oder vorderen Abschnitt 64 des Vorsprungs 62 angeordnet ist, ist daher weiter entfernt von der zweiten Oberfläche 52 als die Abschnitte der Oberseite, die auf den Spitzen 66 und 68 des Vorsprungs angeordnet sind. Der zentrale Abschnitt 64 des Vorsprungs 62 steht 1,7 mm über die zweite Oberfläche 52 hervor, wohingegen die Spitzen 66 und 68 des Vorsprungs 1,3 mm über die zweite Oberfläche hervorstehen. Die Oberseite 72 ist in einem Winkel in dem Bereich von ca. 2° bis ca. 6°, und bevorzugt ca. 4°, relativ zu der zweiten Oberfläche 52 geneigt. In der dargestellten Ausführungsform ist die Oberseite 72 des Vorsprungs 62 in einem Winkel von 3,8° zu der zweiten Oberfläche 52 der oberen Platte 20 geneigt, daß heißt in einem Winkel von 8,8° zu der ersten Oberfläche 42.
Die äußere Oberfläche 58 des zweiten Randes 54 verbindet sich mit einer äußeren Umfangsseitenfläche 74 der oberen Platte 20. Die äußere Umfangsseitenfläche 74 der oberen Platte 20 verläuft senkrecht zu der ersten Oberfläche 42 der oberen Platte und verläuft ferner vollständig um die obere Platte. Die äußere Umfangsseitenfläche 74 der oberen Platte 20 ist daher nicht senkrecht zu der Ebene der zweiten Oberfläche 52. Aufgrund der Neigung der zweiten Oberfläche 52 zu der ersten Oberfläche 42 weist die äußere Umfangsseitenfläche 74 der oberen Platte 20 eine größere axiale Abmessung in dem vorderen Abschnitt 22 der oberen Platte (rechts, in 5 betrachtet) als in den hinteren Abschnitt 24 der oberen Platte (links, in 5 betrachtet) auf.
Die obere Platte 20 weist einen äußeren Umfangsflansch 78 auf, der um den Umfang der oberen Platte verläuft. Der Flansch 78 weist eine im wesentlichen ebene erste Oberfläche 80 auf, die von der äußeren Umfangsseitenfläche 74 in einer Richtung parallel zu der ersten Oberfläche 42 nach außen verläuft. Die erste Oberfläche 80 des Flansches 78 bildet einen Abschnitt der äußeren großen Seitenfläche 50 der oberen Platte 20. Der Flansch 78 weist eine gekrümmte zweite Oberfläche 82 auf, die nach unten (in 5 betrachtet) und nach innen von der ersten Oberfläche 80 des Flansches verläuft.
Eine ebene dritte Oberfläche 84 des Flansches 78 verläuft nach innen von der zweiten Oberfläche 82, entlang einer Richtung parallel zu der ersten Oberfläche 80 des Flansches und parallel zu der ersten Oberfläche 42 der oberen Platte 20. Die dritte Oberfläche 84 des Flansches 78 liegt in einer Ebene, die zwischen der Ebene der ersten Oberfläche 42 der oberen Platte 20 und der Ebene der zweiten Oberfläche 52 der oberen Platte angeordnet ist. Die dritte Oberfläche 84 des Flansches 78 verläuft von einer Stelle außerhalb der äußeren Umfangsseitenfläche 74 zu einer Stelle innerhalb der äußeren Umfangsseitenfläche 74, und verbindet sich mit der äußeren Oberfläche 46 des ersten Randes 44. Die zweite und dritte Oberfläche 82 und 84 des Flansches 78 bilden einen Abschnitt der inneren großen Seitenfläche 40 der oberen Platte 20.
Eine poröse Beschichtung 90 (4 und 6) ist in der Vertiefung 48 in der inneren großen Seitenfläche 40 der oberen Platte 20 angeordnet. Die Beschichtung 90 ist auf der ersten Oberfläche 42 gebildet und ist umschrieben von oder liegt innerhalb von dem ersten Rand 44. Die Beschichtung 90 bedeckt das gesamte Ausmaß der ersten Oberfläche 42. Die Beschichtung 90 umfaßt eine Schicht aus kleinen sphärischen Teilchen oder Tropfen 92.
Die Tropfen 92 bestehen bevorzugt aus technisch reinem Titan, könnten jedoch aus irgendeinem geeigneten biokompatiblen Material bestehen. Die Tropfen 92 weisen eine derartige Größe auf, daß keiner von diesen Tropfen durch ein 25er Netzsieb der US-Reihe (25 mesh U.S. Series Sieve) fällt und alle Tropfen durch ein 40er Netzsieb der US-Reihe (40 mesh U.S. Series Sieve) fallen. Die Tropfen 92 sind bevorzugt an die obere Platte 20 mittels einer Diffu sions-Kontaktherstellung geklebt. Die Tropfen 92 können alternativ der oberen Platte 20 durch irgendeine andere geeignete Technik zugeführt sein.
Die Beschichtung 90 der Tropfen 92 ist fest an die obere Platte 20 geklebt, und kann durch normale Abrasionen nicht entfernt werden. Wie unten beschrieben, verbindet sich die Beschichtung 90 in Kombination mit einem Primärkleber mit dem Material des Elastomerkerns 200, um eine starke Bindung zwischen der oberen Platte 20 und dem Elastomerkern 16 bereitzustellen. Die Beschichtung 90 der Tropfen 92 erstreckt sich nicht über den ersten Rand 44, das heißt nach unten, wenn in den 4 und 6 betrachtet.
Eine poröse Beschichtung 94 (2, 4 und 6) ist in der Vertiefung 60 in der äußeren großen Seitenfläche 50 der oberen Platte 20 angeordnet. Die Beschichtung 94 besteht aus Tropfen 96, die die gleiche Größe aufweisen wie und auf die gleiche Weise angebracht werden wie die Tropfen 92 auf der ersten Oberfläche 42. Die Beschichtung 94 ist auf der zweiten Oberfläche 52 der oberen Platte 20 gebildet und ist umschrieben von oder liegt innerhalb von dem zweiten Rand 54. Die Beschichtung 94 bedeckt das gesamte Ausmaß der zweiten Oberfläche 52. Die Beschichtung 94 bedeckt ebenso die Kuppel 62.
Die Beschichtung 94 auf der zweiten Oberfläche 52 ermöglicht das Einwachsen von Knochengewebe, wenn die Scheibe 10 in die Wirbelsäule 16 implantiert ist, wie unten beschrieben. Die Beschichtung 94 der Tropfen 96 ist dicker als die Tiefe der Vertiefung 60. Daher stehen die Tropfen 96 der Beschichtung 94 axial nach außen über den zweiten Rand 54 hervor. Dies ist anders als bei der Beschichtung 90, die axial nicht nach außen über den ersten Rand 44 hervorsteht.
Die untere Platte 120 ist vom Aufbau her mit der oberen Platte identisch. Die untere Platte 120 ist starr und aus demselben Material wie die obere Platte hergestellt. Die untere Platte 120 (5) weist einen vorderen Abschnitt 122 auf, der in der Wirbelsäule 16 vorne angeordnet ist, wenn die Scheibe 10 in die Wirbelsäule implantiert ist. Ein hinterer Abschnitt 124 der unteren Platte 120 ist in der Wirbelsäule 16 hinten angeordnet, wenn die Scheibe 10 in die Wirbelsäule implantiert ist. Der Aufbau der unteren Platte 120 entspricht dem Aufbau der oberen Platte 20, wenn in der Draufsicht betrachtet (3). Der Umfang der unteren Platte 120 weist einen flachen hinteren Abschnitt und einen gekrümmten konvexen Abschnitt auf, der zwischen gegenüberliegenden Enden und aus dem flachen Abschnitt des Umfangs ver läuft. Die untere Platte 120 weist wie die obere Platte 20 keine nach außen hervorstehenden Ausbuchtungen auf.
Die untere Platte 120 weist eine innere große Seitenfläche 140 (5) auf, die oben dargestellt ist, wenn in 5 betrachtet. Die innere große Seitenfläche 140 umfaßt den gesamten Oberflächenbereich der unteren Platte 120, der von oben sichtbar ist (in der Draufsicht), wenn in 5 betrachtet. Die innere große Seitenfläche 140 der unteren Platte 120 umfaßt eine ebene dritte Oberfläche 142 der unteren Platte 120, die senkrecht zu der Achse 28 verläuft. Der Bereich der ersten Oberfläche 142 beträgt mindesten 65% oder mehr des Bereichs der inneren großen Seitenfläche 140, wenn in der Draufsicht betrachtet, das heißt, alle Punkte auf der inneren großen Seitenfläche 140 werden in einer Richtung parallel zu der Achse 28 betrachtet. Bevorzugt beträgt der Bereich der dritten Oberfläche 142 75% des Bereichs der inneren großen Seitenfläche 140.
Die dritte Oberfläche 142 ist umschrieben von einem ersten Rand 144 der unteren Platte 20. Der erste Rand 144 weist einen im wesentlichen halbzylindrischen Aufbau im Querschnitt auf, wie in 5 dargestellt, mit einer gebogenen äußeren Oberfläche 146. Die äußere Oberfläche 146 auf dem ersten Rand 144 und die dritte Oberfläche 142 bilden zusammen einen flachen Hohlraum oder eine flache Vertiefung 148 in der inneren großen Seitenfläche 140 der unteren Platte 120. Die dritte Oberfläche 142 bildet den Boden der Vertiefung 148. Die äußere Oberfläche 146 auf dem ersten Rand 144 bildet einen Abschnitt der inneren großen Seitenfläche 140 der unteren Platte 120.
Die untere Platte 120 weist eine äußere große Seitenfläche 150 auf, die unten gezeigt ist, wie in 5 dargestellt. Die äußere große Seitenfläche 150 umfaßt den gesamten Oberflächenbereich der unteren Platte 120, der von unten sichtbar ist (in der Draufsicht), wie in 5 gezeigt.
Die äußere große Seitenfläche 150 der unteren Platte 120 umfaßt eine ebene vierte Oberfläche 152 der unteren Platte. Die vierte Oberfläche 152 ist von einem zweiten Rand 154 der unteren Platte 120 umschrieben. Der Bereich der vierten Oberfläche 152 ist größer als der Bereich der dritten Oberfläche 142. Der Bereich der vierten Oberfläche 152 beträgt 85% oder mehr, und bevorzugt 92%, des Bereichs der inneren großen Seitenfläche 140.
Der zweite Rand 154 ist weiter außen als der erste Rand 144 angeordnet (wie in der Draufsicht dargestellt). Der zweite Rand 154 weist eine innere Oberfläche 156, die senkrecht zu der zweiten Oberfläche 152 und vollständig um die untere Platte 120 verläuft, und eine gebogene äußere Oberfläche 158 auf. Die innere Oberfläche 156 des zweiten Randes 154 und die vierte Oberfläche 152 bilden zusammen einen flachen Hohlraum oder eine flache Vertiefung 160 in der äußeren großen Seitenfläche 150 der unteren Platte 120. Die vierte Oberfläche 152 bildet den Boden der Vertiefung 160.
Der Abstand, den der zweite Rand 154 aus der vierten Oberfläche 152 hervorsteht, ist kleiner als der Abstand, den der erste Rand 144 aus der dritten Oberfläche 142 hervorsteht. Somit ist die Vertiefung 160 in der äußeren großen Seitenfläche 150 der unteren Platte 120 flacher als die Vertiefung 148 in der inneren großen Seitenfläche 140 der unteren Platte.
Die vierte Oberfläche 152 der unteren Platte 120 ist relativ zu der dritten Oberfläche 142 der unteren Platte geneigt. Die vierte Oberfläche 152 ist in einem Winkel in dem Bereich von ca. 1,5° bis ca. 7,5° relativ zu der dritten Oberfläche 142 geneigt. In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist die vierte Oberfläche 152 in einem Winkel von 5° relativ zu der dritten Oberfläche 142 geneigt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, nicht dargestellt, ist die vierte Oberfläche 152 in einem Winkel von 2,5° relativ zu der dritten Oberfläche 142 geneigt.
Die dritte und vierte Oberfläche 142 und 152 sind so relativ zueinander ausgerichtet, daß sie einander am hinteren Abschnitt 124 der unteren Platte 120 am nächsten sind und am vorderen Abschnitt 122 der unteren Platte am weitesten von einander entfernt sind. Die vierte Oberfläche 152 ist von der dritten Oberfläche 142 weg geneigt, während die vierte Oberfläche 152 von dem hinteren Ende zu dem vorderen Ende der Scheibe 10 verläuft. Die dritte und vierte Oberfläche 142 und 152 divergieren somit, während sie von dem hinteren Abschnitt 124 der unteren Platte 120 zu dem vorderen Abschnitt 122 der unteren Platte verlaufen. Diese Divergenz der dritten und vierten Oberfläche 142 und 152 gibt der unteren Platte 120 denselben keilförmigen Aufbau wie der oberen Platte 20.
Ein einzelner Vorsprung 162 in der Form einer Kuppel steht aus der vierten Oberfläche 152 der unteren Platte 120 hervor. Der Vorsprung 162 weist einen sichelförmigen Aufbau auf, der einen zentralen Abschnitt 164 und zwei gegenüberliegende Spitzen 166 und 168 (siehe 3) umfaßt. Der Vorsprung 162 ist auf der vierten Oberfläche 152 so ausgerichtet, daß die Spitzen 166 und 168 des sichelförmigen Aufbaus im wesentlichen nach hinten gerichtet sind und der zentrale Abschnitt 164 des sichelförmigen Aufbaus vor den Spitzen angeordnet ist. Der Vorsprung 162 ist ferner vor der Achse 28 angeordnet.
Der Vorsprung 162 weist eine Seitenfläche 170 auf. Die Seitenfläche 170 des Vorsprungs umfaßt eine im wesentlichen konkave Oberfläche 171, die nach hinten gerichtet ist, und eine im wesentlichen konvexe Oberfläche 173, die nach vorne gerichtet ist. Die konkave Oberfläche 171 und die konvexe Oberfläche 173 enden an den Spitzen 166 und 168 des Vorsprungs 162, um den sichelförmigen Aufbau des Vorsprungs zu bilden. Die konkave Oberfläche 171 und die konvexe Oberfläche 173 verlaufen jeweils im wesentlichen senkrecht zu der vierten Oberfläche 152.
Eine sichelförmige Oberseite 172 des Vorsprungs verläuft zwischen der konkaven Oberfläche 171 und der konvexen Oberfläche 173 des Vorsprungs 162 und verbindet diese. Die Oberseite 172 des Vorsprungs 162 bildet einen Abschnitt der äußeren großen Seitenfläche 150 der unteren Platte 120. Die Oberseite 172 des Vorsprungs 162 und die konvexe Oberfläche 173 bilden eine Kante 175 auf der vorderen Seite der Bandscheibe 10.
Die Oberseite 172 des Vorsprungs 162 ist in einem kleinen Winkel relativ zu der vierten Oberfläche 152 geneigt. Daher ist der Abschnitt der Oberseite 172, der auf dem zentralen oder vorderen Abschnitt 164 des Vorsprungs 162 angeordnet ist, weiter entfernt von der vierten Oberfläche 152 als die Abschnitte der Oberseite, die auf den Spitzen 166 und 168 des Vorsprungs angeordnet sind. Der zentrale Abschnitt 164 des Vorsprungs 162 steht 1,7 mm über die vierte Oberfläche 152 hervor, wohingegen die Spitzen 166 und 168 des Vorsprungs 1,3 mm über die vierte Oberfläche hervorstehen. Die Oberseite 172 ist in einem Winkel in dem Bereich von ca. 2° bis ca. 6°, und bevorzugt ca. 4°, relativ zu der vierten Oberfläche 152 geneigt. In der dargestellten Ausführungsform ist die Oberseite 172 des Vorsprungs 162 in einem Winkel von 3,8° relativ zu der vierten Oberfläche 152 der unteren Platte 120 geneigt, das heißt in einem Winkel von 8,8° zu der dritten Oberfläche 142.
Die äußere Oberfläche 158 des zweiten Randes 154 verbindet sich mit einer äußeren Umfangsseitenfläche 174 der unteren Platte 120. Die äußere Umfangsseitenfläche 174 verläuft senkrecht zu der dritten Oberfläche 142 der unteren Platte 120, und verläuft ferner vollständig um die untere Platte. Daher ist die äußere Umfangsseitenfläche 174 der unteren Platte 120 nicht senkrecht zu der Ebene der vierten Oberfläche 152. Aufgrund der Neigung der vierten Oberfläche 152 zu der dritten Oberfläche 142 weist die äußere Umfangsseitenfläche 174 der unteren Platte 120 ein größeres axiales Ausmaß in dem vorderen Abschnitt 122 der unteren Platte (rechts, wie in 5 dargestellt) als in dem hinteren Abschnitt 124 der unteren Platte (links, wie in 5 dargestellt) auf.
Die untere Platte 120 weist einen äußeren Umfangsflansch 178 auf, der um den Umfang der unteren Platte verläuft. Der Flansch 178 weist eine im wesentlichen ebene erste Oberfläche 180 auf, die von der äußeren Umfangsseitenfläche 174 nach außen verläuft, in eine Richtung parallel zu der dritten Oberfläche 142. Die erste Oberfläche 180 auf dem Flansch 178 bildet einen Abschnitt der äußeren großen Seitenfläche 150 der unteren Platte 120. Der Flansch 178 weist eine gebogene zweite Oberfläche 182 auf, die nach oben gerichtet ist (wie in 5 dargestellt) und die von der ersten Oberfläche 180 des Flansches nach innen verläuft.
Eine ebene dritte Oberfläche 184 des Flansches 178 verläuft von der zweiten Oberfläche 182 nach innen, in eine Richtung parallel zu der ersten Oberfläche 180 des Flansches und parallel zu der dritten Oberfläche 142 der unteren Platte 120. Die dritte Oberfläche 184 des Flansches 178 liegt in einer Ebene, die zwischen der Ebene der dritten Oberfläche 142 der unteren Platte 120 und der Ebene der vierten Oberfläche 152 der unteren Platte angeordnet ist. Die dritte Oberfläche 184 des Flansches 178 verläuft von einer Stelle außerhalb der äußeren Umfangsseitenfläche 174 zu einer Stelle innerhalb der äußeren Umfangsseitenfläche 174, und verbindet sich mit der äußeren Oberfläche 146 des ersten Randes 144. Die zweite und dritte Oberfläche 182 und 184 des Flansches 178 bilden einen Abschnitt der inneren großen Seitenfläche 140 der unteren Platte 120.
Eine poröse Beschichtung 190 (4) ist in der Vertiefung 148 in der inneren großen Seitenfläche 140 der unteren Platte 120 angeordnet. Die Beschichtung 190 ist auf der dritten Oberfläche 142 gebildet und ist umschrieben von oder liegt innerhalb von dem ersten Rand 144. Die Beschichtung 190 bedeckt das gesamte Ausmaß der dritten Oberfläche 142. Die Beschichtung 190 umfaßt eine Schicht aus kleinen sphärischen Teilchen oder Tropfen 192.
Die Tropfen 192 bestehen aus dem gleichen Material wie die Tropfen 92 der Beschichtung 90. Die Tropfen 192 sind an die untere Platte 120 bevorzugt durch eine Diffusions- Kontaktherstellung geklebt. Die Tropfen 192 können alternativ der unteren Platte 120 durch irgendeine andere geeignete Technik zugeführt werden.
Die Beschichtung 190 der Tropfen 192 ist fest an die untere Platte 120 geklebt und kann durch normale Abrasion nicht entfernt werden. Wie unten beschrieben, verbindet sich die Beschichtung 190 in Kombination mit einem Primärkleber mit dem Material des Elastomerkerns 200, um eine starke Bindung zwischen der unteren Platte 120 und dem Elastomerkern 16 bereitzustellen. Die Beschichtung 190 der Tropfen 192 steht axial nicht über dem ersten Rand 144 hervor.
Eine ähnliche poröse Beschichtung 194 (3 und 4) ist in der Vertiefung 60 in der äußeren großen Seitenfläche 150 der unteren Platte 120 angeordnet. Die Beschichtung 194 ist auf der vierten Oberfläche 152 gebildet und ist umschrieben von oder liegt innerhalb von dem zweiten Rand 154. Die Beschichtung 194 bedeckt das gesamte Ausmaß der vierten Oberfläche 152. Die Beschichtung 194 bedeckt ferner die Kuppel 162. Die Beschichtung 194 besteht aus einer Vielzahl von Tropfen 196, die den Tropfen 192 der dritten Oberfläche 142 entsprechen und auf dieselbe Weise zugeführt sind.
Die Beschichtung 194 auf der vierten Oberfläche 152 ermöglicht das Einwachsen von Knochengewebe, wenn die Scheibe 10 in die Wirbelsäule 16 implantiert ist, wie unten beschrieben. Die Schicht 190 aus Tropfen 196 ist dicker als die Tiefe der Vertiefung 160. Daher stehen die Tropfen 196 der Beschichtung 194 axial nach außen über den zweiten Rand 154 hervor. Dies ist anders als bei der Beschichtung 190, die nicht axial nach außen über den ersten Rand 144 hervorsteht.
Der Elastomerkern 200 besteht bevorzugt aus einem Polyolefinkautschuk oder einem Polyolefinkautschuk, der durch Carbon-Black verstärkt ist. Die Härte des Elastomerkerns beträgt 56 bis 72 Shore A Durometer. Die maximale Zugfestigkeit des Kerns beträgt mehr als 1.600 psi (112, 491 Kgf/cm²). Der Kern weist eine maximale Dehnung von mehr als 300% auf, unter Verwendung des ASTM D412-87 Testverfahrens, und eine Zerreißfestigkeit von mehr als 100 psi (7,031 Kgf/cm²), unter Verwendung des ASTM D624-86 Testverfahrens. Obwohl offenbart ist, daß der Elastomerkern 200 aus einem Polyolefinkautschuk besteht, kann dieser aus irgendeinem Elastomermaterial hergestellt sein, das die Charakteristika einer natürlichen Scheibe simuliert.
Um die Bandscheibe 10 zusammenzusetzen, werden die Platten 20 und 120 mit den aufgebrachten Beschichtungen 90, 94, 190 und 194 in einem Methyl-Ethyl-Keton-Bad oder einem Bad eines ähnlichen Mittels für ca. 25 Minuten gereinigt. Die Platten 20 und 120 werden geätzt, z. B. mit einer Lösung aus salpertersaurer Flusssäure, um jegliche Oxidbeschichtung von den Platten zu entfernen. Danach werden die Platten 20 und 120 in destillierten Wasser gespült, und eine Grundierung wird auf die Platten aufgetragen, die an den Kern 200 gebunden wird. Die Grundierung wird innerhalb von ca. 2 Stunden nach dem Ätzen und mit einer nominalen Dicke von 0,35 mils (0,889 mm) aufgetragen. Nachdem die Grundierung weniger als 60 Minuten getrocknet hat, wird ein Klebemittel mit einer nominalen Dicke von 0,65 mils (1,651 mm) aufgetragen. Die Platten 20 und 120 werden dann in einer Form angeordnet, und das Elastomermaterial des Kerns 200 fließt in die Form und klebt an den Platten. Das Elastomermaterial des Kerns 200 wird dann gehärtet, um die fertige Scheibe 10 zu bilden.
Der auf diese Weise gebildete Elastomerkern 200 wird an der inneren großen Seitenfläche 40 der oberen Platte 20 befestigt. Der Kern 200 weist eine ebene obere Oberfläche 202 (2, 4 und 6) auf, die an der ersten Oberfläche 42 der oberen Platte 20 befestigt ist und auf dieser aufliegt. Ein Abschnitt 204 des Materials des Kerns 200 erstreckt sich in die erste Oberfläche 42 der oberen Platte 20 und ist mit dieser verbunden, wie auch mit der porösen Beschichtung 90 auf der ersten Oberfläche. Die erste Oberfläche 42 der oberen Platte 20 ist an der oberen Oberfläche 202 des Elastomerkerns 200 und an den Tropfen entlang des gesamten Ausmaßes der ersten Oberfläche befestigt.
Ein weiter Abschnitt 206 (6) des Materials des Kerns 200 erstreckt sich über und ist geklebt an den ersten Rand 44 auf der oberen Platte 20. Ein weiterer Abschnitt 208 des Materials des Kerns 200 erstreckt sich über und ist geklebt an die ebene dritte Oberfläche 84 des Flansches 78 der oberen Platte 20. Ein weiterer Abschnitt 210 des Materials des Kerns 200 erstreckt sich über und ist geklebt an die gekrümmte zweite Oberfläche 82 des Flansches 78 der oberen Platte 20. Der Materialabschnitt 210, der auf der zweiten Oberfläche 82 des Flansches 78 aufliegt, verjüngt sich bis auf eine Dicke von Null, während er sich der ersten Oberfläche 80 des Flansches nähert.
Das auf diese Weise gebildete Material des Kerns 200 ist ferner an der inneren Seitenfläche 140 der unteren Platte 120 befestigt. Ein Abschnitt des Materials des Kerns 200 erstreckt sich in die und verbindet sich mit der dritten Oberfläche 142 der unteren Platte 120, wie auch mit der porösen Beschichtung 190 auf der dritten Oberfläche. Der Kern 200 weist eine ebene untere Oberfläche 212 (4) auf, die an der dritten Oberfläche 142 der unteren Platte 120 befestigt ist. Die untere Oberfläche 212 des Kerns 200 verläuft parallel zu der oberen Oberfläche 202 des Kerns. Die dritte Oberfläche 142 der unteren Platte 120 ist an der unteren Oberfläche 212 des Elastomerkerns 200 entlang des gesamten Ausmaßes der dritten Oberfläche befestigt.
Ein Abschnitt 216 (4) des Materials des Kerns 200 erstreckt sich über und ist geklebt an den ersten Rand 144 auf der unteren Platte 120. Ein weiterer Abschnitt 218 des Materials des Kerns 200 erstreckt sich über und ist geklebt an die ebene dritte Oberfläche 184 des Flansches 178 der unteren Platte 120. Ein weiterer Abschnitt 220 des Materials des Kerns 200 erstreckt sich über und ist geklebt an die gekrümmte zweite Oberfläche 182 des Flansches 178 der unteren Platte 120. Der Materialabschnitt 220, der auf der zweiten Oberfläche 182 des Flansches 178 aufliegt, verjüngt sich bis auf eine Dicke von Null, während er sich der ersten Oberfläche 180 des Flansches nähert.
Der Kern 200 weist eine freiliegende äußere Seitenfläche 230 (2, 4 und 6) auf, die sich zwischen der oberen und der unteren Platte 20 und 120 erstreckt. Die äußere Seitenfläche 230 des Kerns 200 umfaßt einen ersten Oberflächenabschnitt 232 (4 und 6), der im wesentlichen senkrecht zu der ersten Oberfläche 42 der oberen Platte 20 verläuft. Der erste Oberflächenabschnitt 232 ist weiter außen als der Flansch 78 der oberen Platte 20 angeordnet.
Ein konvexer zweiter Abschnitt 234 der äußeren Seitenfläche 230 des Kerns 200 verläuft von dem ersten Oberflächenabschnitt 232 in Richtung auf die untere Platte 120. Ein konkaver dritter Abschnitt 236 der äußeren Seitenfläche 230 des Kerns 200 verläuft von dem zweiten Oberflächenabschnitt 234 in Richtung auf die untere Platte 120.
Die äußere Seitenfläche 230 des Kerns 200 umfaßt einen vierten Oberflächenabschnitt 238, der von dem dritten Oberflächenabschnitt 236 entlang einer Richtung, die im wesentlichen senkrecht zu der ersten Oberfläche 42 der oberen Platte 20 und parallel zu der Achse 28 der Scheibe 10 ist, verläuft. Der vierte Oberflächenabschnitt 238 ist axial an einer Stelle zwischen der oberen Platte 20 und der unteren Platte 120 angeordnet. Der vierte Oberflächenabschnitt 238 ist innerhalb des äußeren Umfangs der Plattenflansche 78 und 178 angeordnet, jedoch außerhalb der ersten Ränder 44 und 144 der Platten.
Der vierte Oberflächenabschnitt 238 verbindet sich mit einem konkaven fünften Oberflächenabschnitt 240, der ein Spiegelbild des dritten Oberflächenabschnitts 236 ist. Der fünfte Oberflächenabschnitt 240 verbindet sich mit einem konkaven sechsten Oberflächenabschnitt 242, der ein Spiegelbild des zweiten Oberflächenabschnitts 234 ist.
Der sechste Oberflächenabschnitt 242 verbindet sich mit einem siebten Oberflächenabschnitt 244, der ein Spiegelbild des ersten Oberflächenabschnitts 232 ist. Der siebte Oberflächenabschnitt 244 ist weiter außen als der Flansch 178 der unteren Platte 120 angeordnet.
Der zentrale Abschnitt des Kerns 200, das heißt der Abschnitt des Kerns 200, der zwischen der Oberfläche 42 und der Oberfläche 142 angeordnet ist, weist eine im wesentlichen gleichförmige Dicke auf. Da der zentrale Abschnitt des Kerns 200 eine gleichförmige Dicke aufweist und die Platten 20 und 120 keilförmig sind, ist der Aufbau der Scheibe 10 insgesamt keilförmig. Die Scheibe 10 ist in dem vorderen Abschnitt 22 der Scheibe dicker und ist in dem hinteren Abschnitt 24 der Scheibe dünner.
Wenn die Scheibe 10 in die Wirbelsäule 16 eingesetzt ist, ist die obere Platte 20 an dem oberen Wirbel 12 befestigt. Der Vorsprung 62 auf der oberen Platte 20 ist in eine entsprechende einzelne Vertiefung oder Hohlraum 260 (schematisch in 4 dargestellt) eingepasst, die bzw. der in dem oberen Wirbel 12 gebildet ist. Das Zusammenwirken des Vorsprungs 62 der oberen Platte 20 mit dem Hohlraum 260 in dem oberen Wirbel 12 widersteht einer Relativbewegung zwischen der oberen Platte und dem oberen Wirbel.
Bei der Bandscheibe 10 entsprechend der vorliegenden Erfindung weist der Vorsprung 62 eine maximale Höhe gegenüber der zweiten Oberfläche 52 von ca. 1,7 mm auf. Im Vergleich dazu weist die Bandscheibe des US-Patents 5,017,437 eine Vielzahl von zylindrischen Stiften auf, die ca. 2,6 mm von der oberen und unteren Oberfläche der Bandscheibe zur Befestigung an den Wirbeln hervorstehen. Daher wird eine geringere Distraktion der beiden Wirbel 12 und 14 benötigt, um die Bandscheibe 10 in der Wirbelsäule 16 anzuordnen, als benötigt wird, um die Bandscheibe des US-Patent 5,017,437 anzuordnen.
Der Aufbau des Vorsprungs 62 verringert ebenso die Tendenz, die Bandscheibe 10 aus der Wirbelsäule 16 auszustoßen. Insbesondere die konvexe vordere Oberfläche 73 des Vor sprungs 62 stellt einen relativ großen Kontaktbereich mit dem Wirbel dar, wenn in einer vorderen vergrößerten Ansicht betrachtet (von links, wenn in den 3 und 5 betrachtet), wobei sich der Kontaktbereich über ca. die Hälfte der Breite der Bandscheibe 10 erstreckt. Die konkave hintere Oberfläche 71 des Vorsprungs 62 ermöglicht einen relativ großen Kontaktbereich mit dem Wirbel, wenn in einer hinteren vergrößerten Ansicht betrachtet (von rechts, wenn in den 3 und 5 betrachtet), wobei sich der Kontaktbereich über ca. die Hälfte der Breite der Bandscheibe 10 erstreckt. Ferner dringt die vordere Kante 75 auf dem Vorsprung 62 in den Wirbel ein, um einem Ausstoßen der Bandscheide zu widerstehen.
Wenn die Bandscheibe 10 aus der Wirbelsäule entfernt werden muss, wirken die Spitzen 66 und 68 des Vorsprungs 62 als Haken, um mit einem Entnahmewerkzeug (nicht dargestellt) zusammenwirken, um eine Entnahme der Bandscheibe entlang einer Vorwärtsrichtung zu ermöglichen.
Der sichelförmige Aufbau des Vorsprungs 62 ermöglicht eine bessere Positionierung der Bandscheibe 10 zwischen den Wirbeln, im Vergleich zu einer Bandscheibe mit zylindrischen Stiften gemäß dem Stand der Technik. Der Chirurg kann einen relativ großen Hohlraum 62 zur Aufnahme des Vorsprungs 62 bilden, im Vergleich zu einer Vielzahl von kleinen Hohlräumen zur Aufnahme der zylindrischen Stifte. Dieser eine große Hohlraum macht es für einen Chirurgen einfacher, die Lage der Bandscheibe 10 zwischen den Wirbeln einzustellen, im Vergleich zu einer Bandscheibe, die eine Vielzahl von kleineren Vorsprüngen aufweist.
Die poröse Beschichtung 94 auf der zweiten Oberfläche 52 der oberen Platte 20 begünstigt das Einwachsen von Knochen zwischen den oberen Wirbel 12 und die obere Platte 20. Die zweite Oberfläche 52 (6) der oberen Platte 20 wirkt mit dem Knochenmaterial des oberen Wirbels 12 zusammen. Ein Verzahnen der oberen Platte 20 mit dem Knochenmaterial des oberen Wirbels 12 wird durch die Tatsache verstärkt, daß die Tropfen 96 der Beschichtung 94 axial nach außen über den zweiten Rand 54 hervorstehen.
Die untere Platte 120 ist an dem unteren Wirbel 14 befestigt. Der Vorsprung 162 auf der unteren Platte 120 ist in eine entsprechende einzelne Vertiefung oder Hohlraum 262 (schematisch in 4 dargestellt) eingepasst, die bzw. der in dem unteren Wirbel 14 gebildet ist. Das Zusammenwirken des Vorsprungs 162 der unteren Platte 120 mit dem Hohlraum 262 in dem unteren Wirbel 14 widersteht einer Relativbewegung zwischen der unteren Platte und dem unteren Wirbel. Der Aufbau des Vorsprungs 162 auf der unteren Platte 120 weist die gleichen Vorteile, wie oben unter Bezug auf den Vorsprung 62 auf der oberen Platte 20 beschrieben, auf.
Die poröse Beschichtung 194 auf der vierten Oberfläche 152 begünstigt das Einwachsen von Knochen zwischen den unteren Wirbel 14 und die untere Platte 120. Die vierte Oberfläche 152 der unteren Platte 120 wirkt mit dem Material des unteren Wirbels 14 zusammen. Ein Verzahnen der unteren Platte 120 mit dem Knochenmaterial des unteren Wirbels 14 wird durch die Tatsache verstärkt, daß die Tropfen 196 der Beschichtung 194 axial nach außen über den zweiten Rand 154 hervorstehen.
Die Bandscheibe 10 weist keine nach außen hervorstehenden Ausbuchtungen auf dem hinteren Abschnitt 24 der Scheibe auf. Daher wird die Spannung auf einen größeren Bereich verteilt, im Vergleich zu einer Scheibe gemäß dem Stand der Technik mit einem freien Raum zwischen zwei Ausbuchtungen, wodurch die Kräfte verringert werden, die wirken, um die Platten 20 und 120 von dem Körper des Elastomermaterials 200 zu trennen.

Claims

Bandscheibenprothese zur Ersetzung einer geschädigten Bandscheibe in einer Wirbelsäule (16), wobei die Prothese umfaßt: eine Scheibe mit einem vorderen Ende (22) und einem hinteren Ende (24) zur Anordnung zwischen einem oberen Wirbel (12) und einem unteren Wirbel (14) der Wirbelsäule (16), wobei die Scheibe (10) eine in den oberen Wirbel (12) eingreifbare obere Oberfläche (50) und eine in den unteren Wirbel (14) eingreifbare untere Oberfläche (150) aufweist und einen Vorsprung (62) umfaßt, der ein vorderes Ende und ein hinteres Ende aufweist, wobei sich der Vorsprung von einer der oberen (50) und unteren (150) Oberflächen der Scheibe (10) zur Aufnahme in einen Hohlraum im benachbarten Wirbel erstreckt, wobei der Vorsprung (62) eine im wesentlichen flache Oberseite (72) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (62) in Bezug auf die eine Oberfläche, von der sich der Vorsprung (62) erstreckt, geneigt ist, so daß die Oberseite am vorderen Ende des Vorsprungs weiter beabstandet ist zu der Oberfläche, von der sich der Vorsprung erstreckt, als die Oberseite am hinteren Ende des Vorsprungs.
Prothese nach Anspruch 1, wobei die Oberseite (72) in einem Winkel von etwa vier Grad in Bezug auf die eine Oberfläche, von der sich der Vorsprung (62) erstreckt, geneigt ist.
Prothese nach Anspruch 1, wobei der Vorsprung (62) eine konkave Oberfläche (71), die von der Scheibe (10) nach hinten gerichtet ist, und eine konvexe Oberfläche (73), die von der Scheibe (10) nach vorne gerichtet ist, aufweist, wobei die konkave (71) und die konvexe (73) Oberfläche an gegenüberliegenden Spitzen (62, 68) des Vorsprungs (62) enden.
Prothese nach Anspruch 1, wobei der Vorsprung (62) sichelförmig ist.
Prothese nach Anspruch 3, wobei der Abstand zwischen der einen Oberfläche der Scheibe (10) und Abschnitten der Oberseite (72) an den Spitzen (66, 68) kleiner ist als der Abstand zwischen der einen Fläche und einem mittleren Abschnitt der Oberseite (72).
Prothese nach Anspruch 1, wobei die Scheibe (10) einen zweiten Vorsprung (162) umfaßt, der sich von der anderen der oberen (50) und unteren (150) Oberfläche der Scheibe (10) zur Aufnahme in einen Hohlraum im benachbarten Wirbel der anderen Oberfläche erstreckt.
Prothese nach Anspruch 1, wobei die eine Oberfläche eine Breite aufweist, wobei der Vorsprung (62) eine Breite von etwa der Hälfte der Breite der einen Oberfläche aufweist.
Prothese nach Anspruch 1, wobei die Scheibe (10) einen Elastomerkern (200) und eine obere starre Platte (20) aufweist, umfassend die obere Oberfläche (50) der Scheibe (10), und eine untere starre Platte (120), umfassend die untere Oberfläche (150) der Scheibe (10).
Prothese nach Anspruch 8, wobei die obere starre Platte (20), die untere starre Platte (120) und der Elastomerkern (200) jeweils einen Umfang (30) aufweisen, wobei die Umfänge (30) frei von nach außen ragenden Ausbuchtungen sind.
Prothese nach Anspruch 1, wobei der Vorsprung (62) eine Seitenfläche (70) aufweist, die im allgemeinen senkrecht zu der einen Fläche ist, von der sich der Vorsprung (62) erstreckt, wobei die Seitenfläche (70) und die Oberseite (72) eine Kante (75) auf der vorderen Seite der Scheibe (10) definieren, wobei die Seitenfläche (70) einen konvexen Abschnitt (73) aufweist.
Prothese nach Anspruch 1, wobei die Oberseite (72) in einem Winkel im Bereich von etwa zwei Grad bis etwa sechs Grad in bezug auf die eine Oberfläche, von der sich der Vorsprung (62) erstreckt, geneigt ist.
Prothese nach Anspruch 1, wobei die Oberseite (72) des Vorsprungs (62) in einem Winkel von etwa einem Grad in Bezug auf die eine Oberfläche, von der sich der Vorsprung (62) erstreckt, geneigt ist.