PL213974B1 - mplant międzykręgowy wyposażonyw kuliste powierzchnie przegubowe - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest implant międzykręgowy wyposażony w kuliste powierzchnie przegubowe, zwłaszcza sztuczny dysk z osią centralna, wyposażony w część górną i część dolną, przy czym część górna jest zaopatrzona w górną powierzchnię przylegania, która styka się z powierzchnią kręgu umieszczonego nad częścią górną, a część dolna jest zaopatrzona w dolną powierzchnię przylegania, która styka się z powierzchnią niżej leżącego kręgu, przy czym na jednej z części implanta jest umieszczona wypukła główka stawowa o powierzchni ślizgowej A, natomiast na drugiej części implanta jest umieszczona panewka stawowa o powierzchni ślizgowej B współpracującej z powierzchnią ślizgową A, a ponadto wypukła główka stawowa i wklęsła panewka stawowa tworzą staw umożliwiający wzajemny ruch obu części implanta względem co najmniej jednej osi, przy czym jedna z części implanta jest zaopatrzona w co najmniej jeden element łączący ze sobą te części bez ograniczenia ruchu względnego elementów stawu.

Z międzynarodowego zgłoszenia PCT nr W001/01893 znany jest implant międzykręgowy, wyposażony w płyty dolną i górną, których zewnętrzne powierzchnie przylegają do powierzchni górnej albo powierzchni podstawy sąsiednich kręgów. Między tymi płytami umieszczony jest przegub składający się z kulistego elementu tworzącego główkę stawu i z elementu wklęsłego tworzącego panewkę. Główka jest osadzona w panewce obrotowo względem kilku osi. Niedogodnością tego rozwiązania jest konieczność stosowania przyrządu, które wiąże ze sobą obie płyty połączone za pomocą przegubu.

Z opisu Stanów Zjednoczonych Ameryki Północnej nr US 5895428 znany jest implant wyposażony w dodatkowe elementy łączące obie części przegubu. Elementy te podczas wzajemnego ruchu obu tych części eliminują szczeliny, w które mogłyby wchodzić płyny ustrojowe tworzące film smarujący współpracujące ze sobą powierzchnie przegubu.

Z opisu zgłoszeniowego Stanów Zjednoczonych Ameryki Północnej nr US 2003074073 znany jest sztuczny dysk osadzany w przestrzeni międzykręgowej stabilizujący kręgosłup i jednocześnie umożliwiający zgodny anatomicznie ruch kręgów. Konstrukcja dysku ogranicza zakres wzajemnego obrotu kręgów za pomocą kuli osadzonej w gnieździe. Dysk jest wyposażony w dwie płyty bazowe osadzone na przeciwległych względem siebie powierzchniach sąsiadujących kręgów i oddzielone zespołem składającym się z kuli i gniazda. Zespół ten jest wyposażony w sztywną kulę wystającą z jednej z płyt bazowych. Zespół składający się z kuli i gniazda umożliwia w ograniczonym zakresie obrót obu płyt bazowych względem siebie oraz zmianę nachylenia kątowego jednej płyty bazowej względem drugiej.

Celem wynalazku jest opracowanie implanta międzykręgowego, wyposażonego w kulisty przegub obrotowy, którego elementy są ze sobą wstępnie połączone za pomocą łączników umożliwiających zachowanie luzu niezbędnego do wytworzenia filmu smarującego współpracujące powierzchnie.

Cel ten realizuje implant według wynalazku, który charakteryzuje się tym, że część górna oraz panewka stawowa stanowią dwa odrębne elementy konstrukcyjne, przy czym powierzchnie przylegania obu części górnej i dolnej implanta są zaopatrzone w strukturę makroskopową, a ponadto element łączący w każdym położeniu stawu umożliwia zachowanie luzu X>0 między obiema częściami górną i dolną implanta, a tym samym między powierzchniami ślizgowymi.

Wielkość luzu X między obiema częściami górną i dolną implanta wynosi korzystnie co najmniej 0,005 mm, zwłaszcza przynajmniej 0,05 mm, albo korzystnie nie więcej niż 0,5 mm, zwłaszcza nie więcej niż 0,6 mm.

Zespół łączący implanta jest wyposażony korzystnie w osadzony luźno element łączący części górną i dolną implanta.

Wypukła główka stawowa jest wyposażona korzystnie w otwartą od strony wirtualnego górnego punktu powierzchni główki komorę, w której element łączący jest osadzony przesuwnie w kierunku osiowym tak, że w końcowej fazie tego przesunięcia opiera się o ściankę komory.

Wypukła główka stawu implanta jest korzystnie wyposażona w kulistą powierzchnię ślizgową, zaś współpracująca z tą główką panewka stawowa jest wyposażona w inną wklęsłą powierzchnię ślizgową dopasowaną kształtem do tej pierwszej powierzchni ślizgowej główki.

Długość promienia kulistej powierzchni ślizgowej główki wynosi od 3 mm do 25 mm, a korzystnie od 4 mm do 20 mm.

Główka stawowa implanta jest korzystnie wykonana z metalu, zaś panewka stawowa z tworzywa sztucznego albo odwrotnie.

Obie powierzchnie ślizgowe główki stawowej i panewki stawowej implanta są pokryte warstwą wykonaną z węgliku tytanu albo amorficznego włókna węglowego (ADCL).

PL 213 974 B1

Powierzchnie przylegania obydwu części górnej i dolnej implanta są korzystnie pokryte powłoką wykonaną z tytanu zwłaszcza są wypukłe.

Struktura makroskopowa pokrywająca powierzchnię przylegania ma korzystnie postać występów, zaś występy te mają postać korzystnie piramid.

Górna i dolna część są korzystnie wyposażone w powierzchnie, znajdujące się od strony brzusznej kręgosłupa, w powierzchnie znajdujące się od strony grzbietowej kręgosłupa oraz w powierzchnie boczne, przy czym między tymi powierzchniami jest umieszczona płaszczyzna środkowa, natomiast występy umieszczone na powierzchni przylegania są zaopatrzone w przynajmniej jedno żebro w kształcie klina oraz umieszczone symetrycznie względem płaszczyzny środkowej i równolegle do tej płaszczyzny, względnie występy umieszczone na powierzchni przylegania są korzystnie zaopatrzone w zęby w postaci zębów piły i rozmieszczone symetrycznie względem płaszczyzny środkowej.

Objętość wierzchołka wykonanego w kształcie piramidy wynosi korzystnie od 0,12 mm³ do 1,4 mm³.

Powierzchnia występów implanta jest korzystnie przynajmniej częściowo pokryta warstwą wykonaną z hydroksylapatytu albo dwufazowej mieszaniny hydrolapatytu i trifosforanu wapnia.

Komora implanta ma korzystnie postać cylindra umieszczonego współosiowo względem osi centralnej.

Średnica D komory wynosi korzystnie od 6 mm do 20 mm, zaś wysokość komory mierzona w kierunku równoległym do osi centralnej wynosi korzystnie od 0,5 mm do 8 mm.

Komora jest wyposażona korzystnie w otwór przelotowy względem osi centralnej, którego wylot jest umieszczony na powierzchni ślizgowej główki stawowej.

Otwór przelotowy ma postać cylindra, zaś stosunek średnicy tego otworu do średnicy komory wynosi korzystnie od 30% do 75%.

Dzięki rozwiązaniu według wynalazku staw międzykręgowy składa się tylko z jednej pary przegubowej. Ruch obrotowy względny obu elementów stawu, który umożliwiają zastosowane elementy łączące, mieści się w zakresie naturalnym dla kręgosłupa. Szczególnie korzystne jest tworzenie się między współpracującymi powierzchniami ślizgowymi powłoki smarującej z płynów ustrojowych, ponieważ zmniejsza ona zużycie elementów stawu. Zespół, który łączy obie części implanta, jest wykonany z elementów o prostej geometrii, co w efekcie zmniejsza koszty produkcji. Dzięki sztywnemu połączeniu główki i panewki stawowej z częścią górną i dolną implanta eliminuje się możliwość ich wzajemnego przesunięcia, które mogłoby spowodować uszkodzenie tkanek otaczających implant.

Implant międzykręgowy według wynalazku jest uwidoczniony w przykładowym rozwiązaniu konstrukcyjnym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia implant międzykręgowy w przekroju poprzecznym, fig. 2 - ten sam implant w widoku z boku, fig. 3 - ten sam implant w widoku perspektywicznym, fig. 4 implant według wynalazku w rozłożeniu na części, fig. 5 górną część implanta według wynalazku w widoku perspektywicznym, fig.6 - część górną z fig. 5 w widoku z boku, fig. 7 - górną część implanta w innym rozwiązaniu konstrukcyjnym w widoku z boku, a fig. 8 - górną część z fig. 7 w widoku od strony grzbietowej kręgosłupa.

Implant międzykręgowy (1) według wynalazku jest wyposażony w część górną (3) oraz część dolną (4), przy czym górna jest zaopatrzona w oś centralną (2), przecinającą górną powierzchnię przylegania (5), na której opiera się podstawa kręgu położonego nad implantem (1). Część dolna (4) jest zaopatrzona w dolną powierzchnię przylegania (7), która opiera się na powierzchni kręgu położonego bezpośrednio pod implantem (1). Między częściami dolną (4) i górną (3) jest umieszczony staw (9) tworzący połączenie przegubowe obu tych części. Staw (9) składa się z dwóch elementów, przy czym wypukły wykonany w kształcie kuli element tworzący główkę (12) stawu jest osadzony na dolnej części implanta (1), zaś wklęsły element, tworzący panewkę (13) stawu dopasowaną kształtem do główki (12) jest umocowany na górnej części tego implanta. Panewka (13) oraz górna część (3) implanta są osobnymi elementami, dzięki czemu górna część może być wykonana przykładowo z tytanu albo ze stopu chromu i kobaltu, zaś panewka (13) z tworzywa sztucznego.

Wypukła główka (12) stawu jest umieszczona koncentrycznie względem osi centralnej (2) i zwęża się w kierunku do dolnej powierzchni (6) górnej części (3) implanta (1). Panewka (13) również jest umieszczona koncentrycznie względem osi (2) i jest otwarta od strony górnej powierzchni (8) dolnej części (4) implanta (1). Umieszczony koncentrycznie względem osi (2) element (15) łączący obie części (3,4) implanta jest wyposażony w trzpień (16), którego swobodny koniec (25) przechodzi przez wirtualny górny punkt (30) powierzchni panewki (13) i jest umocowany na górnej części (3) oraz w osadzoną na końcu mocującym (27) tego trzpienia - tarczę (26). Średnica tej tarczy jest większa niż średnica trzpienia. Na węższej stronie główki (12) stawu znajduje się przelotowy otwór (28) umiesz4

PL 213 974 B1 czony współosiowo względem osi centralnej (2), łączący powierzchnię kulistą z cylindryczną komorą (29) umieszczoną we wnętrzu główki (12). Wymiary elementu łączącego (15), otworu (28) i komory (29) są tak dobrane, że umożliwiają ruch trzpienia (16) w otworze (28) i tarczy (26) w komorze (29). Jednocześnie średnica otworu (28) jest mniejsza od średnicy tarczy (26), dzięki czemu uzyskuje się stałe połączenie główki (12) z panewką (13) stawu (9) i jednocześnie części górnej (93) z dolną (4) implanta. Połączenie to nie ogranicza jednak wzajemnego ruchu obu elementów stawu (9). Długość trzpienia (16) jest tak dobrana, aby tarcza (26) umieszczona na jego końcu mocującym (27) oparła się o górną powierzchnię komory (29) dopiero po przesunięciu wzajemnym obu części (3) i (4) o wielkość luzu (X).

Część dolna (3) i górna (4) implanta (1) są wyposażone w powierzchnie (31, 41) umieszczone od strony brzusznej kręgosłupa, w powierzchnie (32,42) umieszczone od strony grzbietowej kręgosłupa oraz w powierzchnie boczne (33, 34, 43, 44). Powierzchnie przylegania (5, 7) są wypukłe i wyposażone w występy (18). W środku, pomiędzy powierzchniami bocznymi (33, 34, 43, 44) znajduje się płaszczyzna środkowa (35), będąca płaszczyzną symetrii implanta (1). Powierzchnie przylegania (5, 7) są dodatkowo wyposażone w dwa ustawione równolegle do siebie rowki (39) otwarte przynajmniej od strony powierzchni (31, 41) implanta i umieszczonych od strony brzusznej kręgosłupa, które przewiduje się, że służą do osadzania ramion narzędzia do regulacji położenia implanta (1). W przykładowym rozwiązaniu konstrukcyjnym według fig. 4 występy (18) znajdujące się na powierzchniach przylegania (5, 7) są wykonane w kształcie piramidek. Dodatkowo na tych powierzchniach przewiduje się umieszczenie żeber (36) wykonanych w kształcie klinów, których wierzchołki wystają ponad wierzchołki występów (18). Żebra (36) są ustawione równolegle do płaszczyzny środkowej (35). W celu ułatwienia wprowadzania implanta (1) do przestrzeni między kręgami żebro (36) obniża się w kierunku powierzchni (32) umieszczonej od strony grzbietowej kręgosłupa.

Fig. 7 i 8 przedstawia inne rozwiązanie konstrukcyjne implanta, w którym wierzchołki zębów (37) wystają ponad wierzchołki występów (18) i są wykonane częściowo w postaci zębów piły, przy czym bardziej strome krawędzie tych zębów są skierowane w stronę brzuszną kręgosłupa. Zęby (37) są rozmieszczone na liniach prostych równoległych do płaszczyzny środkowej (35) na całej szerokości implanta (1), mierzonej od powierzchni (31) umieszczonej od strony brzusznej do powierzchni (32) od strony grzbietowej kręgosłupa.

Fig. 5, 6, 7 i 8 przedstawiają tylko część górną (3) implanta (1), natomiast opisywane żebra (36) albo zęby (37) są umieszczone również na dolnej części (4) tego implanta (1).

Claims (24)

1. Implant międzykręgowy wyposażony w kuliste powierzchnie przegubowe, zwłaszcza sztuczny dysk z osią centralna, wyposażony w część górną i część dolną, przy czym część górna jest zaopatrzona w górną powierzchnię przylegania, która styka się z powierzchnią kręgu umieszczonego nad częścią górną, a część dolna jest zaopatrzona w dolną powierzchnię przylegania, która styka się z powierzchnią niżej leżącego kręgu, przy czym na jednej z części implanta jest umieszczona wypukła główka stawowa o powierzchni ślizgowej A, natomiast na drugiej części implanta jest umieszczona panewka stawowa o powierzchni ślizgowej B współpracującej z powierzchnią ślizgową A, a ponadto wypukła główka stawowa i wklęsła panewka stawowa tworzą staw umożliwiający wzajemny ruch obu części implanta względem co najmniej jednej osi, przy czym jedna z części implanta jest zaopatrzona w co najmniej jeden element łączący ze sobą te części bez ograniczenia ruchu względnego elementów stawu, znamienny tym, że część górna (3) oraz panewka stawowa (13) stanowią dwa odrębne elementy konstrukcyjne, przy czym powierzchnie przylegania (5, 7) obu części (3, 4) implanta (1) są zaopatrzone w strukturę makroskopową, a ponadto element łączący (20) w każdym położeniu stawu (9) umożliwia zachowanie luzu X>0 między obiema częściami (3, 4) implanta (1), a tym samym między powierzchniami ślizgowymi A i B.

2. Implant według zastrz. 1, znamienny tym, że wielkość luzu X między obiema częściami górną (3) i dolną (4) implanta (1) wynosi co najmniej 0,005 mm, korzystnie przynajmniej 0,05 mm.

3. Implant według zastrz. 1, znamienny tym, że wielkość luzu X między obiema częściami górną (3) i dolną (4) implanta (1) wynosi nie więcej niż 0,5 mm, zwłaszcza nie więcej niż 0,6 mm.

4. Implant według zastrz. 1, znamienny tym, że zespół łączący (20) jest wyposażony w osadzony luźno element (15) łączący części górną (3) i dolną (4) implanta (1).

PL 213 974 B1

5. Implant według zastrz. 4, znamienny tym, że wypukła główka stawowa (12) jest wyposażona w otwartą od strony wirtualnego górnego punktu (30) powierzchni główki (12) komorę (29), w której element łączący (15) jest osadzony przesuwnie w kierunku osiowym tak, że w końcowej fazie tego przesunięcia opiera się o ściankę komory (29).

6. Implant według jednego z zastrz. 1 do 5, znamienny tym, że wypukła główka (12) stawu (9) jest wyposażona w kulistą powierzchnię ślizgową (A), zaś współpracująca z tą główką panewka stawowa (13) jest wyposażona we wklęsłą powierzchnię ślizgową (B) dopasowaną kształtem do powierzchni ślizgowej (A) główki (12).

7. Implant według zastrz. 6, znamienny tym, że długość promienia kulistej powierzchni ślizgowej (A) główki (12) wynosi od 3 mm do 25 mm.

8. Implant według zastrz. 7, znamienny tym, że długość promienia kulistej powierzchni ślizgowej (A) główki (12) wynosi od 4 mm do 20 mm.

9. Implant według jednego z zastrz.1 do 8, znamienny tym, że główka stawowa (12) jest wykonana z metalu, zaś panewka stawowa (13) z tworzywa sztucznego albo odwrotnie.

10. Implant według jednego z zastrz. 1 do 9, znamienny tym, że powierzchnie ślizgowe (A, B) główki stawowej (12) i panewki stawowej (13) są pokryte warstwą wykonaną z węgliku tytanu albo amorficznego włókna węglowego (ADCL).

11. Implant według jednego z zastrz. 1 do 10, znamienny tym, że powierzchnie przylegania (5, 7) obydwu części górnej i dolnej (3, 4) implanta (1 są pokryte powłoką wykonaną z tytanu.

12. Implant według jednego z zastrz.1 do 11, znamienny tym, że powierzchnie przylegania (5, 7) obydwu części górnej i dolnej (3, 4) implanta (1 są wypukłe.

13. Implant według jednego z zastrz. 1 do 11, znamienny tym, że struktura makroskopowa pokrywająca powierzchnię przylegania (5, 7) ma postać występów (18).

14. Implant według zastrz. 13, znamienny tym, że występy (18) mają postać piramid (38).

15. Implant według zastrz. 13 albo 14, znamienny tym, że część górna i dolna (3, 4) implanta (1) są wyposażone w powierzchnie (31, 41), znajdujące się od strony brzusznej kręgosłupa, w powierzchnie (32,42) znajdujące się od strony grzbietowej kręgosłupa oraz w powierzchnie boczne (33, 34, 43, 44), przy czym między tymi powierzchniami jest umieszczona płaszczyzna środkowa (35) natomiast występy (18) umieszczone na powierzchni przylegania (5, 7) są zaopatrzone w przynajmniej jedno żebro (36) w kształcie klina oraz umieszczone symetrycznie względem płaszczyzny środkowej (35) i równolegle do tej płaszczyzny.

16. Implant według zastrz. 13 albo 14, znamienny tym, że część górna i dolna (3, 4) implanta (1) są wyposażone w powierzchnie (31, 41), znajdujące się od strony brzusznej kręgosłupa, w powierzchnie (32, 42) znajdujące się od strony grzbietowej kręgosłupa oraz w powierzchnie boczne (33, 34, 43, 44), przy czym między tymi powierzchniami jest umieszczona płaszczyzna środkowa (35) natomiast występy (18) umieszczone na powierzchni przylegania (5, 7) są zaopatrzone w zęby (37) w postaci zębów piły i rozmieszczone symetrycznie względem płaszczyzny środkowej (35).

17. Implant według jednego z zastrz. 14 do 16, znamienny tym, że objętość wierzchołka wyko33 nanego w kształcie piramidy (38) wynosi od 0,12 mm do 1,4 mm .

18. Implant według jednego z zastrz. 13 do 17, znamienny tym, że powierzchnia występów (18) jest przynajmniej częściowo pokryta warstwą wykonaną z hydroksylapatytu albo dwufazowej mieszaniny hydrolapatytu i trifosforanu wapnia.

19. Implant według jednego z zastrz. 5 do 18, znamienny tym, że komora (29) ma postać cylindra umieszczonego współosiowo względem osi centralnej (2).

20. Implant według jednego z zastrz. 19, znamienny tym, że średnica (D) komory (29) wynosi od 6 mm do 20 mm.

21. Implant według jednego z zastrz. 19 albo 20, znamienny tym, że wysokość (H) komory (29) mierzona w kierunku równoległym do osi centralnej (2) wynosi od 0,5mm do 8mm.

22. Implant według jednego z zastrz. 5 do 21, znamienny tym, że komora (29) jest wyposażona w otwór przelotowy (28) względem osi centralnej (2), którego wylot jest umieszczony na powierzchni ślizgowej (A) główki stawowej (12).

23. Implant według jednego z zastrz. 22, znamienny tym, że otwór przelotowy (28) ma postać cylindra.

24. Implant według jednego z zastrz. 23, znamienny tym, że stosunek średnicy (d) otworu (28) do średnicy (D) komory (29) wynosi od 30% do 75%.