WO2015079011A1

WO2015079011A1 - Wirbelkörperersatzimplantat mit schneckengetriebe

Info

Publication number: WO2015079011A1
Application number: PCT/EP2014/075905
Authority: WO
Original assignee: Humantech Germany Gmbh
Priority date: 2013-11-28
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2015-06-04
Also published as: DE102013113168A1; EP3073966A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wirbelkörperersatzimplantat, umfassend : - ein oberes Implantatteil (10) mit einer oberen Wirbelanlagefläche (11); - ein unteres Implantatteil (20) mit einer unteren Wirbelanlagefläche (21); und - eine Spreizvorrichtung (30), die mit den Implantatteilen (10, 20) in Wirkverbindung steht, um die Implantatteile (10, 20) auseinander zu drücken, wobei die Spreizvorrichtung (30) zur Aufbringung einer Spreizkraft (F) ein Schneckengetriebe (40) mit einer Schnecke (43) und einem Schneckenrad (41) umfasst, wobei die Spreizvorrichtung (30) für das Aufbringen der Spreizkraft (F) ein Spindelgewinde (56) an einer Spindelstange (50) umfasst, die in einem drehbeweglich gelagerten Innengewinde (48) des Schneckenrads (41) gehalten ist.

Description

Wirbel körperersatzimplantat mit Schneckengetriebe

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Wirbelkörperersatzimplantat zum teilweisen oder vollständigen Ersatz von Wirbelkörpern.

Entsprechende Wirbel körperersatzimplantate werden im Bereich der Hals-, Brust- und Lendenwirbelsäule bei Tumoren oder Frakturen der Wirbelsäule bzw. bei degenerativen oder entzündlichen Erkrankungen zum teilweisen oder

vollständigen Austausch von Wirbelkörpern verwendet.

Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Wirbel körperersatzimplantate bekannt. Üblicherweise umfassen diese ein oberes Implantatteil mit einer oberen Wirbelanlagefläche und ein unteres Implantatteil mit einer unteren

Wirbelanlagefläche, wobei die Wirbelanlageflächen meist dazu ausgebildet sind, an den Wirbelkörpern anzuliegen. Die Wirbel körperersatzimplantate werden von vorne oder seitlich in einer Ausgangsstellung eingebracht. Der betroffene

Wirbelkörper kann vorab abgetragen werden. Nach dem Einbringen des

Wirbel körperersatzimplantats in der Ausgangsposition wird dieses aufgespreizt. Hierbei werden üblicherweise die Implantatteile auseinandergedrückt. Das Wirbel körperersatzimplantat kann auf diese Weise an die jeweilige Ausdehnung des vorhandenen Raums individuell angepasst werden. Abschließend wird es fixiert. Zusätzlich kann eine Stabilisierung von hinten mittels Pedikelschrauben und/oder von vorne über Platten erfolgen.

Bei dem Aufspreizen des Wirbel körperersatzimplantats werden mechanische und/oder pneumatische Spreizvorrichtungen verwendet. Aus der

US 7,641,693 B2, der US 6,524,341 B2 und der US 6, 176,881 Bl sind

Wirbel körperersatzimplantate mit mechanischen Spreizvorrichtungen bekannt.

Pneumatische Spreizvorrichtungen gehen aus der US 2010/0063510 AI, der

US 2010/0268340 AI und der korrespondierenden US 2010/0268341 AI hervor. Um bei der Operation ein optimales Ergebnis zu erzielen ist es notwendig, das Wirbel körperersatzimplantat möglichst exakt an die individuelle Situation, insbesondere den vorhandenen Raum, anzupassen. Des Weiteren muss das Wirbel körperersatzimplantat in der eingestellten Ausdehnung (vertikal) sicher und einfach fixierbar sein. Der hierfür zu betreibende Aufwand sollte für den

Operateur möglichst gering gehalten werden. Dies betrifft unter anderem auch das für das Einbringen und Aufspreizen notwendige Werkzeug. Um eine relativ geringe Verletzung von Haut und Weichteilen zu erzielen, müssen die für das Aufspreizen notwendigen Mechanismen einfach und sicher zugänglich sein.

Die bereits genannte US 7,641,693 B2 beschreibt ein

Wirbelkörperersatzimplantat, bei dem das Aufspreizen mittels einer Spindelwinde mit einer Spindelstange und einem Axialring erfolgt. Der Axialring ist gezahnt und lässt sich über ein relativ aufwändig ausgestaltetes Werkzeug, das seitlich an das Wirbelkörperersatzimplantat angesetzt wird, antreiben.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein besseres Wirbel körperersatzimplantat, das sich insbesondere einfacher bedienen lässt, bereitzustellen. Des Weiteren sollen die oben genannten Anforderungen erfüllt werden.

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie die

Verwendung gemäß Anspruch 16 gelöst.

Insbesondere wird die Aufgabe durch ein Wirbelkörperersatzimplantat bzw.

Zwischenwirbel implantat gelöst, das umfasst:

- ein oberes Implantatteil mit einer oberen Wirbelanlagefläche;

- ein unteres Implantatteil mit einer unteren Wirbelanlagefläche; und

- eine Spreizvorrichtung, die mit den Implantatteilen in Wirkverbindung steht, um die Implantatteile auseinander zu drücken,

wobei die Spreizvorrichtung für das Aufbringen der Spreizkraft ein Spindelgewinde an einer Spindelstange umfasst, die in einem

drehbeweglich gelagerten Innengewinde gehalten ist.

Ein wesentlicher Gedanke der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines Schneckenantriebs für den Aufspreizmechanismus. Hierdurch wird eine stufenlose Verstellbarkeit der Abstände des oberen Implantatteils zu dem unteren

Implantatteil erzielt. Die notwendige Kraft ist relativ gering, so dass nur ein sehr geringes Drehmoment aufgebracht werden muss. Des Weiteren hat die

erfindungsgemäße Spreizvorrichtung mit dem Schneckengetriebe den Vorteil, dass der Aufspreizmechanismus reversibel ist. Das heißt, das

Wirbel körperersatzimplantat kann aufgespreizt, aber auch wieder kleiner gestellt werden. Zusätzliche Mechanismen zum Blockieren des

Wirbel körperersatzimplantats in einer Endposition sind unnötig.

Erfindungsgemäß umfasst die Spreizvorrichtung ein Spindelgewinde mit einer Spindelstange, die in einem drehbeweglich gelagerten Innengewinde gehalten ist. Hierbei handelt es sich um eine relativ einfache und robuste Mechanik, die sich in einfacher Weise mit dem erfindungsgemäßen Schneckengetriebe kombinieren lässt. Das Nutzen eines Spindelantriebs in dieser Form ermöglicht es, eines oder beide Implantatteile derart an der Spreizvorrichtung zu befestigen, dass diese leicht austauschbar und/oder montierbar sind. So kann die Montage oder der Austausch von Chirurgen selbst durchgeführt werden, um das Implantat optimal an die patientenspezifischen Gegebenheiten anzupassen.

Die einfache Montage der Implantatteile ermöglicht des Weiteren eine effiziente Fertigung des Wirbel körperersatzimplantats. So kann für eine Vielzahl von sich stark unterscheidenden Implantatteilen, z. B. mit symmetrischen, asymmetrischen, langgezogenen, elliptischen oder im Wesentlichen rechteckigen

Wirbelanlageflächen, dieselbe Spreizvorrichtung verwendet werden. Die Fertigung der einzelnen Spreizvorrichtungen unterscheidet sich also nicht.

Das obere und/oder das untere Implantatteil können mit der Spreizvorrichtung lösbar verbunden sein. Eine entsprechende Verbindung lässt sich beispielsweise über eine Rastverbindung herstellen. Des Weiteren kann eine entsprechende Verbindung über eine Schraubverbindung oder aus einer Kombination aus Rast- /Schraubverbindung hergestellt werden. In einem Ausführungsbeispiel kann das obere und/oder Implantatteil ein Innengewinde umfassen, in welches eine obere oder untere Endplatten-Fixierschraube vormontiert werden kann. Vorzugsweise lässt sich die Endplatten-Fixierschraube in ein entsprechendes Gewinde an der Spreizvorrichtung einschrauben. Die Schraubverbindung ermöglicht die bereits genannte einfache Montage und Demontage. Durch die Vormontage der Endplatten-Fixierschraube mit dem jeweiligen Implantatteil, ist das Gewinde der Endplatten-Fixierschraube frei rotierbar im Verhältnis zu dem jeweiligen Implantatteil, so dass das Implantatteil relativ zur Spreizvorrichtung frei ausrichtbar ist. Insofern können

patientenspezifische Gegebenheiten auch bei der Ausrichtung der Implantatteile relativ zu der Spreizvorrichtung berücksichtigt werden, wobei eine sichere

Befestigung durch die Schraubverbindung gewährleistet wird.

Die hierfür das Schraubenelement (beispielsweise eine Endplatten-Fixierschraube) kann erfindungsgemäß in besonderer Form ausgestaltet sein. Das

Schraubenelement kann einen Kopfabschnitt und einen daran anschließenden Zylinderabschnitt aufweisen. In einer Seitenansicht hat das erfindungsgemäße Schraubenelement also im Wesentlichen eine T-Form, wobei der Querbalken durch den Kopfabschnitt und der Längsbalken durch den Zylinderabschnitt gebildet wird. Der Kopfabschnitt ragt vorzugsweise wechselseitig deutlich über den Zylinderabschnitt heraus, der Kopfdurchmesser ist dabei größer als der Zylinderdurchmesser. Der Unterschied zwischen dem Zylinderdurchmesser und dem Kopfdurchmesser kann sich auf wenige Millimeter belaufen. In einer

Ausführungsform ist der Kopfdurchmesser mindestens um 3 % größer als der Zylinderdurchmesser, so dass sich eine belastbare Verbindung zwischen dem jeweiligen Implantatteil und der Spreizvorrichtung herstellen lässt.

Der Zylinderabschnitt kann ein Außengewinde zum Eindrehen des

Schraubenelements in ein korrespondierendes Innengewinde der

Spreizvorrichtung umfassen. Das Innengewinde dient dazu, dass das

Schraubenelement an dem Implantatteil gehalten wird. In dieser

Ausführungsform kann der Zylinderabschnitt einen gewindefreien Abschnitt umfassen. Der gewindefreie Abschnitt kann derart vorgesehen sein, dass das Schraubenelement im eingeschraubten Zustand ohne Gewindeeingriff in das Innengewinde des jeweiligen Implantatteils gedreht werden kann. Vorzugsweise befindet sich der gewindefreie Abschnitt im oberen Bereich des

Zylinderabschnitts, beispielsweise nahe dem Kopfabschnitt. Der gewindefreie Abschnitt und die dadurch bedingte freie Rotation der Endplatten-Fixierschraube in dem jeweiligen Implantatteil kann den Vorteil haben, dass das Innengewinde des Implantatteils zu dem Innengewinde der Spreizvorrichtung nicht ausgerichtet werden muss, da der Gewindeauslauf des Innengewindes des Implantatteils nach der Vormontage der Endplatten-Fixierschraube mit dem Implantatteil nicht direkt in den Gewindeanlauf des Innengewindes der Spreizvorrichtung übergeht.

Insofern ist es möglich, das Implantatteil beliebig relativ zu der Spreizvorrichtung auszurichten. Des Weiteren lässt sich das Schraubenelement im Implantatteil vormontieren, so dass sich die Endmontage erleichtert. Aufgrund des

gewindefreien Abschnitts ist auch nach dem vollständigen Eindrehen des

Schraubenelements in das Implantatteil ein Weiterdrehen des Schraubenelements möglich, ohne dass es zu einer Schädigung des Innengewindes des jeweiligen Implantatteils kommen würde.

Das obere und/oder untere Implantatteil kann Rasten bzw. Auskragungen oder Einkerbungen aufweisen, die einen Formschluss zu der Spreizvorrichtung bzw. zu dem Element, an dem das jeweilige Implantatteil montiert wird, herstellen. Die Rasten können derart angeordnet sein, dass das jeweilige Implantatteil rotationsfest an der Spreizvorrichtung montiert werden kann. Vorzugsweise sind die Rasten derart angeordnet, dass sie eine Vielzahl von Montagepositionen ermöglichen. Beispielsweise können mindestens vier Montagepositionen (z. B. 0, 90, 180, 270 Grad) angeboten werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Ausrichtung nicht nur in 90 Grad-Schritten sondern auch in 45, 40, 30, 20 oder 15 Grad-Schritten angeboten. Das Wirbel körperersatzimplantat kann so optimal an patientenspezifische Gegebenheiten angepasst werden. Insbesondere könnten die Implantatteile optimal ausgerichtet werden.

Erfindungsgemäß haben die Wirbelanlageflächen des oberen und des unteren Implantatteils und/oder die Implantatteile selbst eine sich im Wesentlichen gleichende Form. Das erfindungsgemäße Wirbelkörperersatzimplantat kann jedoch auch mit sich leicht oder stark unterscheidenden oberen und unteren Implantatteilen eingesetzt werden.

Es sind diverse Ausgestaltungen des Implantatteils im geometrischen Sinne denkbar. Beispielsweise kann das obere und/oder untere Implantatteil in der Draufsicht eine elliptische, quadratische oder rechteckige Form haben. Die Wirbelanlageflächen können ebenso gegenüber der Längsachse des

Wirbel körperersatzimplantats geneigt sein. Beispielsweise kann eines der oder beide Implantatteile in der Seitenansicht eine Keilform haben. In einer

bevorzugten Ausführungsform ragen die Implantatteile vorzugsweise im rechten Winkel an mindestens einer Seite deutlich über die Spreizvorrichtung heraus. Bei einem im Wesentlichen symmetrischen Überstand kann sich eine I-förmige Ausgestaltung des Implantats ergeben. In diesem Zusammenhang können das obere und/oder das untere Implantatteil einen Maximaldurchmesser haben, der größer ist als ein Maximaldurchmesser der Spreizvorrichtung. Der

Größenunterschied kann sich auf mindestens 5, 10, 15, 20, 30 % belaufen.

Erfindungsgemäß können Implantatsysteme mit einer Spreizvorrichtung und mehreren sich unterscheidenden Implantatteilen hergestellt und vertrieben werden.

Die Spreizvorrichtung kann eine Führung, insbesondere eine Kulissenführung (beispielsweie in einem Langloch und/oder mittels eines Zapfens), zur

rotationsfesten Führung einer/der Spindelstange in axialer Richtung entlang einer Spindel-Längsachse umfassen. Die Führung kann dafür eingesetzt werden, die Rotation einer der Wirbelanlageflächen beim Betreiben des Schneckengetriebes zu unterbinden. Insofern wird auf die Wirbelkörper keine unnötige Rotationskraft aufgebracht. Da die Spindelstange in zumindest einer Ausführungsform

rotationsfest gegenüber dem Körper der Spreizvorrichtung gehalten wird, kann die bereits beschriebene Ausrichtung der Implantatteile erfolgen. Beim Spreizen der Implantatteile verändert sich in diesem Fall die Position der Implantatteile zueinander und/oder relativ zur Spreizvorrichtung nicht.

In einer Seitenansicht kann die Spindelstange eine im Wesentlichen T-förmige Ausgestaltung haben. Die Verbreiterung im oberen Bereich ermöglicht es, ein Innengewinde zur Befestigung des oberen Implantatteils vorzusehen. Des

Weiteren können Aussparungen für die bereits beschriebenen Rasten vorgesehen werden, die die rotationsfeste Ausrichtung des oberen Implantatteils

unterstützen. Beispielsweise kann ein Ring am oberen Ende der Spindelstange vorgesehen werden, der sich um eine Längsachse der Spindelstange bzw. eines Spindelstangenschafts erstreckt. An der Innenseite des Rings kann das

Innengewinde vorgesehen sein, wobei sich an der Außenseite des Rings die Aussparungen für die Rasten befinden. Erfindungsgemäß können die

Aussparungen natürlich auch an der Innenseite und das Gewinde an der

Außenseite vorgesehen werden. In einem Ausführungsbeispiel kann mindestens eine Wirbelanlagefläche eine Zahnung zum Eingriff in den jeweiligen Wirbelkörper bzw. ggf. noch vorhandenes Weichgewebe umfassen.

Die erfindungsgemäße Spreizvorrichtung besteht somit aus einem Spindelantrieb der in Wirkverbindung mit einem Schneckenrad steht. Dieses Schneckengetriebe dient dabei als Mechanismus zum Umwandeln einer Rotationskraft in eine

Hubkraft. In einem Ausführungsbeispiel wird wie bereits erläutert, eine

Spindelstange zur Umsetzung der Rotationsbewegung in die Hubbewegung verwendet. In diesem Zusammenhang kann die Schnecke als Verbindung zu diesem Spindelantrieb eingesetzt werden. Das Schneckenrad kann ein

Innengewinde zum Eingriff in die Spindelstange und eine Schneckenradzahnung an der Außenseite des Schneckenrads zum Eingriff in die Schnecke umfassen. Insofern können relativ wenig Bauteile verwendet werden, um die

Kraftübersetzung und die Kraftumwandlung zu gewährleisten.

Die Schnecke kann eine Werkzeugaufnahme umfassen. Vorzugsweise ist diese Werkzeugaufnahme derart ausgerichtet, dass diese von einer Seite des

Wirbel körperersatzimplantats zugänglich ist. Für die bessere Kraftübertragung kann die Werkzeugaufnahme ein Profil in Vielrundform, beispielsweise für Torx- Bits, umfassen. Alternativ können Mehrkantprofile, beispielsweise

Innensechskantprofile, verwendet werden.

Die Spreizvorrichtung kann ein Gehäuse zur Lagerung der Schnecke und/oder des Schneckenrads umfassen. Vorzugsweise umfasst das Gehäuse eine

Anschlussvorrichtung zur Aufnahme eines Fixiergeräts. Beispielsweise kann es sich hier um ein Gewinde handeln, in das das Fixiergerät eingeschraubt wird . In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Fixiergerät einfach um einen Stab zur Halterung des Gehäuses und somit zur Halterung des

Wirbel körperersatzimplantats. Theoretisch kann das Fixiergerät gleichzeitig ein Werkzeug zur Betätigung der Schnecke umfassen. In diesem Fall ist es

vorteilhaft, wenn die Anschlussvorrichtung und die Werkzeugaufnahme an derselben Seite des Gehäuses angeordnet sind .

Das Gehäuse kann die Schnecke derart lagern, dass die Längsachse der Schnecke senkrecht zu der Längsachse der Spindelstange (Spindelachse) verläuft. Die Spreizvorrichtung kann so ausgebildet sein, dass die Längsachse der Schnecke parallel zu einer Anschlussachse für die Anschlussvorrichtung verläuft. Diese Anordnung der Längsachse der Schnecke und/oder der Anschlussachse stellt eine einfache Zugänglichkeit sicher.

Das Schneckengewinde der Schnecke kann einen Steigungswinkel von kleiner als 20 Grad haben. Dieser geringe Steigungswinkel stellt eine selbstständige

Arretierung des Wirbel körperersatzimplantats in der eingestellten Position sicher.

Das Wirbel körperersatzimplantat kann zumindest teilweise aus einer

Metalllegierung, insbesondere aus einer Titanlegierung, gefertigt sein.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich anhand der

Unteransprüche.

Nachfolgend wird die Erfindung mittels mehrerer Ausführungsbeispiele

beschrieben, die anhand von Abbildungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen :

Fig . 1 eine perspektivische Ansicht eines ersten

Wirbel körperersatzimplantats mit einem oberen und einem unteren Implantatteil;

Fig . 2 eine perspektivische Explosionsansicht des

Wirbel körperersatzimplantats gemäß Fig. 1 ;

Fig . 3 eine Explosionsseitenansicht des Wirbelkörperersatzimplantats gemäß Fig. 1;

Fig . 4 eine perspektivische Seitenansicht des Schneckengetriebes des

Wirbel körperersatzimplantats gemäß Fig. 1 ;

Fig . 5 eine Seitenansicht des Schneckengetriebes gemäß Fig. 4;

Fig . 6 eine schematische Seitenansicht auf die Implantatteile eines

Wirbel körperersatzimplantats;

Fig . 7 eine perspektivische Ansicht eines zweiten

Wirbel körperersatzimplantats mit einer Spreizvorrichtung und einem oberen u nd einem unteren Implantatteil; Fig . 8 eine Seitenansicht des Wirbel körperersatzimplantats gemäß Fig. 7;

Fig . 9 einen schematischen Schnitt durch die Längsachse des

Wirbel körperersatzimplantats gemäß Fig. 7;

Fig . 10 eine schematische Detailansicht des oberen Bereichs des Schnitts gemäß Fig. 9 nach der Vorpositionierung des Implantatteils mit vormontierter Endplatten-Fixierschraube; und

Fig . 11 eine schematische Draufsicht auf die Spreizvorrichtung gemäß

Fig . 7.

In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleich wirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.

Fig . 1 zeigt eine perspektivische Ansicht des Wirbelkörperersatzimplantats 100. Dieses setzt sich im Wesentlichen aus einer Spreizvorrichtung 30 mit einem Gehäuse 31, einem auf der einen Seite des Gehäuses 31 angeordneten oberen Implantatteil 10 und einem auf der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 31 angeordneten unteren Implantatteil 20 zusammen. Auf den von dem Gehäuse 31 abgewandten Seiten des oberen Implantatteils 10 und des unteren Implantatteils 20 befinden sich jeweils Wirbelanlageflächen 11 bzw. 21. Diese weisen eine Zahnung zum besseren Kontaktschluss mit den Wirbelkörpern auf.

Die Wirbelanlageflächen 11, 21 sind in dem in Fig. 1 gezeigten

Ausführungsbeispiel kreisförmig ausgeführt. Sie haben einen Durchmesser von 20 bis 50 mm, vorzugsweise ca. 23,5 mm. In einer anderen Ausführungsform kann eine andere Flächenausgestaltung der Wirbelanlageflächen 11 erfolgen (bspw. nierenförmig). Insbesondere kann sich die obere Wirbelanlagefläche 11 von der unteren Wirbelanlagefläche 21 unterscheiden. Auch müssen die

Wirbelanlageflächen 11, 21 nicht zwingend eine im Wesentlichen plane

Grundoberfläche haben. So ist es denkbar, das obere Implantatteil 10 und/oder das untere Implantatteil 20 entsprechend der strukturellen Ausgestaltung der Wirbelkörper auszugestalten. An einer Vorderseite des Gehäuses 31 sind zwei Öffnungen vorgesehen. Hierbei handelt es sich um eine Werkzeugaufnahme 44 zum Anbringen eines

Antriebswerkzeugs (nicht gezeigt) und um eine Anschlussvorrichtung zur

Aufnahme eines Fixiergeräts. Die Anschlussvorrichtung weist ein Gewinde zum Eindrehen des Fixiergeräts auf, wobei das Gewinde der Anschlussvorrichtung im Wesentlichen parallel zu einer Schneckenachse 49 verläuft. Dementsprechend ist die Werkzeugaufnahme 44 ausgerichtet, so dass sich das Eindrehwerkzeug entlang der Schneckenachse 49 einbringen lässt.

Die Fig. 2 und 3 zeigen die einzelnen Bestandteile des

Wirbel körperersatzimplantats 100.

Das obere Implantatteil 10 setzt sich aus der oberen Wirbelanlagefläche 11 einer oberen Endplatten-Fixierschraube 17 mit Außengewinde. Eine Spindelstange 50 der Spreizvorrichtung 30 hat eine Innenbohrung mit einem Gewinde zur

Aufnahme der oberen Endplatten-Fixierschraube 17. Die Spindelstange 50 ist mittels der oberen Endplatten-Fixierschraube 17 mit der oberen

Wirbelanlagefläche 11 verschraubt. Diese Verbindung wird durch die Form der Spindelstange mit zwei seitlichen Schlüsselflächen und dem entsprechendem Gegenprofil in der oberen Wirbelanlagefläche 11 beim Anziehen der Endplatten- Fixierschraube 17 rotationsfest verschraubt. In einer Seitenansicht ergibt sich im Wesentlichen ein T-Profil, wobei der Querbalken die obere Wirbelanlagefläche 11 und der Längsbalken die Spindelstange 50 bildet.

Das untere Implantatteil 20 weist eine Öffnung auf, die korrespondierend zu einer unteren Endplatten-Fixierschraube 27 ausgebildet ist. Diese untere Endplatten- Fixierschraube 27 wird von unten her in das untere Implantatteil 20 eingebracht und mit einem an der Unterseite des Gehäuses 31 befindlichen Gewinde verschraubt. Im zusammengebauten Zustand lagert ein Schneckenrad 41 auf der unteren Endplatten-Fixierschraube 27 innerhalb des Gehäuses 31. Die untere Endplatten-Fixierschraube 27 hat im Wesentlichen einen Durchmesser, der dem des Schneckenrads 41 gleicht. Sicherungszapfen 25, die integral an der Oberseite des unteren Implantatteils 20 angeordnet sind und in korrespondierende

Öffnungen des Gehäuses 31 eingreifen, stellen sicher, dass das Gehäuse 31 gegenüber dem unteren Implantatteil 20 nicht verdreht werden kann. Im zusammengebauten Zustand liegt die Rotationsachse des Schneckenrads 41 auf der Spindelachse 54.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist diese Spindelachse 54 gegenüber den Zentren der Wirbelanlagefläche 11, 21 leicht versetzt angeordnet. Es wäre jedoch denkbar, das Wirbelkörperersatzimplantat 100 derart auszubilden, dass die Spindelachse 54 durch die Zentren der Wirbelanlageflächen 11, 21 verläuft.

Die Schnecke 43 ist derart in dem Gehäuse 31 angeordnet, dass deren

Schneckenachse 49 senkrecht zur Spindelachse 54 verläuft. Die Schnecke 43 ist mit einer Mutter derart verschraubt, dass diese drehbeweglich in dem Gehäuse 31 gehalten ist. Wie mittels der Fig. 4 und 5 näher verdeutlicht, greift die Schnecke 43 im zusammengebauten Zustand des Wirbel körperersatzimplantats 100 in das Schneckenrad 41 ein.

Die Spindelstange 50 und das Schneckenrad 41 bilden einen Spindelantrieb zum Anheben des oberen Implantatteils 10 mit einer Spreizkraft F (Fig. 6). Hierfür ist das Schneckenrad 41 als Ring ausgebildet, und hat an dessen Innenseite ein Schneckenrad-Innengewinde 48, das korrespondierend zu einem Spindelgewinde 56 an der Spindelstange 50 ausgebildet ist. Im zusammengebauten Zustand (vgl . Fig . 4 und 5) sitzt die Spindelstange 50 mit dem Spindelgewinde 56 im

Schneckenrad-Innengewinde 48. Sobald sich das Schneckenrad 41, das in horizontaler Richtu ng durch das Gehäuse 31 und die untere Endplatten- Fixierschraube 27 gehalten wird, dreht, senkt sich bzw. hebt sich die

Spindelstange 50. Um eine Mitnahme der Spindelstange 50 bei der Rotation des Schneckenrads 41 zu verhindern, weist das Gehäuse 31 eine entsprechende Führung auf. Im Endeffekt ragt die Spindelstange 50 durch ein Langloch 33 (Fig . 2), das korrespondierend zu einem zwei Schlüsselflächen umfassenden

Spindelschaft 55 der Spindelstange 50 ausgebildet ist.

Die Rotation des Schneckenrads 41 wird durch die Schnecke 43 initiiert, deren Schneckengewinde 47 in Schneckenradzähne 42 an der Außenseite des

Schneckenrads 41 eing reift. Schneckenrad 41 und Schnecke 43 bilden ein

Schneckengetriebe 40 aus.

Wird also über die Werkzeugaufnahme 44 eine Rotationsbewegung um die Schneckenachse 49 initiiert, so wird die aufgebrachte Kraft über das Schneckengewinde 47 mit starker Untersetzung an das Schneckenrad 41 weitergegeben. Dieses rotiert um die Spindelachse 54 und hebt bzw. senkt die Spindelstange 50, was wiederum zum einem Heben bzw. Senken des oberen Implantatteils 10 relativ zu dem unteren Implantatteil 20 bzw. Gehäuse 31 führt.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel hebt bzw. senkt sich das obere Implantatteil 10 relativ zu dem Gehäuse 31 bzw. unteren Implantatteil 20. Es ist denkbar, das erfindungsgemäße Wirbel körperersatzimplantat 100 derart auszubilden, dass sich das obere Implantatteil 10 und das untere Implantatteil 20 gleichzeitig oder getrennt voneinander relativ zu dem Gehäuse 31 heben bzw. senken. Des Weiteren ist es möglich, das Wirbel körperersatzimplantat 100 derart auszugestalten, dass sich das untere Implantatteil 20 relativ zu dem Gehäuse 31 und dem oberen Implantatteil 10 senkt bzw. hebt.

In den beschriebenen Ausführungsbeispielen wird eine Rotation der Spindelstange 50 um die Spindelachse 54 durch die Ausgestaltung der Spindelstange 50 und das Langloch 33 vermieden. Erfindungsgemäß kann anstelle dieser Führung eine Zapfenführung oder eine andere formschlüssige Führung vorgesehen sein. Auch wäre es möglich, eine Führungsstange oder einen Führungszapfen an dem oberen Implantatteil 10 vorzusehen, die bzw. der in das Gehäuse 31 eingreift.

Die Fig. 7-11 zeigen eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wirbel körperersatzimplantats 100 bzw. Wirbel körperersatzimplantats. Die nachfolgend erläuterte Ausführungsform ist deutlich länger als die

Ausführungsform gemäß Fig. 1. Sie ermöglicht es, als Ersatz für mehrere

Wirbelkörper eingesetzt zu werden. Im oberen Bereich des

Wirbel körperersatzimplantats 100 der Fig. 7 befindet sich die Mechanik der Spreizvorrichtung 30. Der untere Teil verlängert das Wirbel körperersatzimplantat 100 lediglich, so dass dieses als Ersatz für mehrere Wirbelkörper eingesetzt werden kann. Insofern lassen sich die nachfolgend dargestellten Merkmale in beliebiger Weise mit der Ausführungsform gemäß Fig. 1 kombinieren. Auch lässt sich die beschriebene Ausgestaltung des Wirbel körperersatzimplantats 100 in kürzeren Implantaten (vgl. Fig. 1) einsetzen.

Das Wirbel körperersatzimplantat 100 gemäß Fig. 7 hat, wie auch das gemäß Fig. 1, ein oberes und unteres Implantatteil 10, 20, die mit der Spreizvorrichtung 30 verbunden sind. Zum Aufspreizen des Wirbel körperersatzimplantats 100 kann an einer Werkzeugaufnahme 44 ein entsprechendes Werkzeug angebracht werden, das das Schneckengetriebe 40 antreibt. Das Gehäuse 31, insbesondere der untere zylinderförmige Teil, weist Langlöcher auf, die es ermöglichen,

Knochenersatzmaterial in das Innere des Gehäuses 31 einzubringen (vgl. auch Fig. 8). Vorteilhaft hieran ist auch eine damit einhergehende Gewichtsreduktion des Wirbel körperersatzimplantats.

Das obere und das untere Implantatteil 10, 20 ist mittig auf dem Gehäuse 31 angeordnet. Die Implantatteile 10, 20 haben eine im Wesentlichen elliptische Form und überragen das Gehäuse 31 im angeordneten Zustand deutlich. In einer Seitenansicht ergibt sich je nach Breite der eingesetzten Implantatteile eine I- bis Doppel-T-förmige Silhouette, wobei die beiden Querbalken durch die

Implantatteile 10, 20 gebildet werden. Ein Maximaldurchmesser dMax20 (Fig. 7) des Implantatteils 20, ggf. auch des Implantatteils 30, ist deutlich größer, beispielsweise zweimal so groß, als ein Maximaldurchmesser dMax30 des

Gehäuses 30 (vgl. Fig. 9).

Fig. 9 zeigt einen Schnitt entlang der Längsachse des

Wirbel körperersatzimplantats 100. Es zeigt sich, dass das Gehäuse 31 der Spreizvorrichtung 30 eine im Wesentlichen zylinderförmige Hülse ist, in deren Innerem die T-förmige Spindelstange 50 gelagert ist. Wie bereits erläutert, befindet sich die eigentliche Mechanik der Spreizvorrichtung 30 im oberen Bereich des Gehäuses 31. Gemäß der Fig. 9 ist das obere Implantatteil 10 über eine obere Endplatten-Fixierschraube 17 mit einem Spindelstangenkopf 51 der

Spindelstange 50 verschraubt. Das untere Implantatteil 20 ist in entsprechender Weise mittels einer unteren Endplatten-Fixierschraube 27 verschraubt. Die obere Endplatten-Fixierschraube 17 und die untere Endplatten-Fixierschraube 27 sind strukturell identisch bzw. sehr ähnlich und werden nachfolgend noch näher erläutert.

Im Unterschied zu der anhand der Fig. 1-5 erläuterten Ausführungsform hat die Spreizvorrichtung 30 der Ausführungsform gemäß den Fig. 7-11 zusätzlich neben der Kulissenführung über das Langloch 33 auch eine Zapfenführung. Um eine Rotation der Spindelstange 50 beim Ein- und Ausdrehen dieser um ihre eigene Achse zu verhindern, gibt es in dem Gehäuse 31 eine Bohrung, in der sich ein Zapfen 1 befindet. Dieser Zapfen 1 greift in eine Spindelstangennut 57 der Spindelstange 50 ein. Die Spindelstangennut 57 erstreckt sich in Längsrichtung der Spindelstange 50 und ist entsprechend zu dem Zapfen 1 ausgebildet, so dass eine Rotation wirksam verhindert wird.

Anhand der Fig. 10 und 11 wird nachfolgend die Verbindung zwischen dem oberen Implantatteil 10 und der Spindelstange 50 erläutert. Die Verbindung zwischen dem unteren Implantatteil 20 und dem Gehäuse 31 ist in

entsprechender Weise ausgebildet.

Fig. 10 zeigt den oberen Teil der Spreizvorrichtung 30 in einem Längsschnitt. Über das Gehäuse 31 der Spreizvorrichtung ragt der Spindelstangenkopf 51 der Spindelstange 50 heraus. Der Spindelstangenkopf 51 hat einen Durchmesser, der deutlich größer ist als der Durchmesser des daran anschließenden Spindelschafts 55. Er setzt sich aus einer Scheibe mit einer ringförmigen Schulter zusammen. An der Innenseite der ringförmigen Schulter ist ein Innengewinde vorgesehen, in das ein Fixierschrauben-Außengewinde 19 (vgl. Fig. 10) eingreift.

Im angeordneten - vollständig montierten - Zustand (vgl. Fig. 9) hält die obere Endplatten-Fixierschraube 17 das obere Implantatteil 10 fest an dem

Spindelstangenkopf 51. Für das einfache Ausrichten der Implantatteile 10, 20 relativ zur Spreizvorrichtung 30 (beispielsweise kreisförmig um die Längsachse der Spreizvorrichtung) erlauben die erfindungsgemäß ausgestalteten

Implantatteile 10, 20 eine Vorpositionierung auf dem Spindelstangenkopf 51.

Fig. 11 zeigt den oberen Teil des Spindelstangenkopfs 51 in der Draufsicht. Die Außenseite der ringförmigen Schulter des Spindelstangenkopfs 51 ist mit kreisförmig angeordneten Rasten 52, 52 bzw. Auskragungen oder Einkerbungen versehen sein.

Fig. 10 zeigt eine schematische Detailansicht des oberen Bereichs des Schnitts gemäß Fig. 9 nach der Vorpositionierung des oberen Implantatteils 10 mit vormontierter Endplatten-Fixierschraube 17 auf dem Spindelstangenkopf 51. Die Kontur des oberen Implantatteils 10 gliedert sich in vier Abschnitte:

1) die strukturierte Wirbelanlagefläche 11,

2) einen ersten Innendurchmesser für die Aufnahme des Schraubenkopfs der Endplatten-Fixierschraube 17, 3) einen im Verhältnis zu diesem ersten Innendurchmesser kleineren zweiten Innendurchmesser mit einem Innengewinde zur Aufnahme des Außengewindes 19 der Endplatten-Fixierschraube 17, sowie

4) einen dritten Innendurchmesser, der größer ist als der erste

Innendurchmesser und an dessen Innenseite kreisförmig angeordnete Rasten bzw. Auskragungen oder Einkerbungen vorgesehen sind, die mit den Rasten 52, 52^v bzw. Auskragungen oder Einkerbungen an der Außenseite der ringförmigen Schulter des Spindelstangenkopfs 51 rotationsstabil formschlüssig verbunden werden können.

Das obere Implantatteil 10 wird mit dem Spindelstangenkopf 51 axial über das Einschrauben der Endplatten-Fixierschraube 17 gesichert. Durch einen

gewindefreien Abschnitt 18 der vormontierten Endplatten-Fixierschraube 17, welcher eine axiale Bewegung sowie eine freie Rotation der Endplatten- Fixierschraube 17 in dem zweiten Innendurchmesser des oberen Implantatteils 10 ermöglicht, kann das obere Implantatteil 10 über die Rasten bzw. Auskragungen bzw. Einkerbungen im dritten Innendurchmesser des oberen Implantatteils 10 zunächst individuell ausgerichtet (relative Ausrichtung des jeweiligen

Implantatteils 10,20 zur Spreizvorrichtung 30) werden und im Anschluss durch das Eindrehen der Endplatten-Fixierschraube 17 fixiert werden. In der

beschriebenen Ausführungsform ist das untere Implantatteil 20 und das untere Ende des Gehäuses 31 in entsprechender Weise ausgebildet.

Nachfolgend werden weitere bevorzugte Ausführungsformen wiedergegeben : Ausführungsform 1 :

Wirbelkörperersatzimplantat, umfassend :

- ein oberes Implantatteil (10) mit einer oberen Wirbelanlagefläche (11);

- ein unteres Implantatteil (20) mit einer unteren Wirbelanlagefläche (21); und

- eine Spreizvorrichtung (30), die mit den Implantatteilen (10, 20) in

Wirkverbindung steht, um die Implantatteile (10, 20) auseinander zu drücken, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

die Spreizvorrichtung (30) zur Aufbringung einer Spreizkraft (F) ein

Schneckengetriebe (40) mit einer Schnecke (43) und einem Schneckenrad (41) umfasst.

Ausführungsform 2:

Wirbel körperersatzimplantat nach Ausführungsform 1,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

die Spreizvorrichtung (30) für das Aufbringen der Spreizkraft (F) eine

Spindelwinde mit einer Spindelstange (50) umfasst, die in einem drehbeweglich gelagerten Innengewinde (48) gehalten ist.

Ausführungsform 3:

Wirbel körperersatzimplantat nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

die Spreizvorrichtung (40) eine Führung, insbesondere ein Langloch (33), zur rotationsfesten Führung einer/der Spindelstange (50) in axiale Richtung entlang einer Spindellängsachse (54) umfasst.

Ausführungsform 4:

das Schneckenrad (41) das/ein Innengewinde (48) zum Eingriff in die/eine Spindelstange (50) und eine Schneckenradzahnung (42) an der Außenseite des Schneckenrads (41) zum Eingriff in die Schnecke (43) des Schneckengetriebes (40) umfasst.

Ausführungsform 5:

die Schnecke (43) eine Werkzeugaufnahme (44) umfasst.

Ausführungsform 6:

die Werkzeugaufnahme (44) ein Profil in Vielrundform umfasst.

Ausführungsform 7:

Wirbel körperersatzimplantat nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Spreizvorrichtung (30) ein Gehäuse (31) zur Lagerung der Schnecke (43) und/oder des Schneckenrads (41) umfasst.

Ausführungsform 8:

das Gehäuse (31) eine Anschlussvorrichtung zur Aufnahme eines Fixiergeräts umfasst.

Ausführungsform 9:

das Gehäuse (31) die Schnecke (43) derart lagert, dass die Längsachse (49) der Schnecke (49) senkrecht zu der/einer Spindellängsachse (54) verläuft.

Ausführungsform 10:

ein/das Schneckengewinde (47) einen Steigungswinkel von kleiner als 20 Grad hat.

Ausführungsform 11:

Wirbel körperersatzimplantat nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, das Wirbel körperersatzimplantat zumindest teilweise aus einer Metalllegierung, insbesondere aus einer Titanlegierung, gefertigt ist.

Bezuaszeichenliste

1 Zapfen

10 Oberes Implantatteil

11 Obere Wirbelanlagefläche

17 Obere Endplatten-Fixierschraube

18 Gewindefreier Abschnitt

19 Fixierschraube-Außengewinde

20 Unteres Implantatteil Untere Wirbelanlagefläche

25 Sicherungszapfen

27 Untere Endplatten-Fixierschraube

30 Spreizvorrichtung

31 Gehäuse

33 Langloch

40 Schneckengetriebe

41 Schneckenrad

42 Schneckenradzahnung

43 Schnecke

44 Werkzeugaufnahme

47 Schneckengewinde

48 Schneckenrad-Innengewinde

49 Schneckenachse

50 Spindelstange

51 Spindelstangenkopf

52, 52^v Rasten

54 Spindelachse

55 Spindelschaft

56 Spindelgewinde

57 Spindelstangennut

100 Zwischenwirbel implantat

dMax20 Maximaldurchmesser des Implantatteils dMax30 Maximaldurchmesser des Gehäuses

F Spreizkraft

Claims

Ansprüche

1. Wirbelkörperersatzimplantat, umfassend:

- ein oberes Implantatteil (10) mit einer oberen Wirbelanlagefläche (11);

- eine Spreizvorrichtung (30), die mit den Implantatteilen (10, 20) in Wirkverbindung steht, um die Implantatteile (10, 20) auseinander zu drücken,

d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass

die Spreizvorrichtung (30) zur Aufbringung einer Spreizkraft (F) ein

Schneckengetriebe (40) mit einer Schnecke (43) und einem Schneckenrad (41) umfasst, wobei

die Spreizvorrichtung (30) für das Aufbringen der Spreizkraft (F) ein

Spindelgewinde (56) an einer Spindelstange (50) umfasst, die in einem drehbeweglich gelagerten Innengewinde (48) des Schneckenrads (41) gehalten ist.

2. Wirbelkörperersatzimplantat nach Anspruch 1,

d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass

das obere Implantatteil (10) und/oder das untere Implantatteil (20) mit der Spreizvorrichtung (30) lösbar, insbesondere über eine Schraubverbindung, mit der Spreizvorrichtung (30) verbunden sind.

3. Wirbelkörperersatzimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e ke n n ze i c h n et d u rc h:

mindestens ein Schraubenelement (17, 27) zur Befestigung des oberen oder des unteren Implantatteils (10, 20) an der Spreizvorrichtung (30), wobei das Schraubenelement (17, 27) einen Kopfabschnitt mit einem Kopfdurchmesser und einen Zylinderabschnitt mit einem Zylinderdurchmesser umfasst, wobei der Zylinderdurchmesser kleiner, insbesondere um mindestens 2 % kleiner, als der Kopfdurchmesser ist und der Zylinderabschnitt ein Außengewinde (19) aufweist.

4. Wirbelkörperersatzimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 3, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass

der Zylinderabschnitt des Schraubenelements (17, 27) im oberen Bereich, nahe dem Kopfabschnitt einen gewindefreien Abschnitt (18) umfasst.

Wirbelkörperersatzimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass

das obere und/oder untere Implantatteil (10, 20) Rasten, insbesondere kreisförmig um eine Schraubenöffnung angeordnete Rasten, zur

rotationsfesten Verbindung des jeweiligen Implantatteils (10, 20) mit der Spreizvorrichtung (30) umfasst.

das obere und/oder untere Implantatteil (10, 20) einen Maximaldurchmesser (dMax20) haben, der größer, insbesondere um mindestens 10 % oder um mindestens 30 %, ist als ein Maximaldurchmesser (dMax30) der

Spreizvorrichtung (30).

die obere Wirbelanlagefläche (11) und/oder die untere Wirbelanlagefläche (21) eine im Wesentlichen elliptische Form hat.

die Spreizvorrichtung (40) eine Führung zur rotationsfesten Führung der Spindelstange (50) in axiale Richtung entlang einer Spindellängsachse (54) umfasst.

das Schneckenrad (41) das/ein Innengewinde (48) zum Eingriff in die/eine Spindelstange (50) und eine Schneckenradzahnung (42) an der Außenseite des Schneckenrads (41) zum Eingriff in die Schnecke (43) des

Schneckengetriebes (40) umfasst.

10. Wirbelkörperersatzimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass

die Schnecke (43) eine Werkzeugaufnahme (44) umfasst und/oder das Gehäuse (31) eine Anschlussvorrichtung zur Aufnahme eines Fixiergeräts umfasst.

11. Wirbelkörperersatzimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass

die Spreizvorrichtung (30) ein, vorzugsweise zylindrisches, Gehäuse (31) zur Lagerung der Schnecke (43) und/oder des Schneckenrads (41) umfasst, wobei das Gehäuse (31) vorzugsweise ein Innengewinde zur Befestigung des unteren Implantatteils (20) umfasst.

12. Wirbelkörperersatzimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 11,

d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass

das Gehäuse (31) die Schnecke (43) derart lagert, dass die Längsachse (49) der Schnecke (47) senkrecht zu der/einer Spindellängsachse (54) verläuft.

13. Wirbelkörperersatzimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass

das Wirbel körperersatzimplantat zumindest teilweise aus einer

Metalllegierung, insbesondere aus einer Titanlegierung, gefertigt ist.

14. Wirbelkörperersatzimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass

die vorzugsweise T-förmige Spindelstange (50) ein Innengewinde zur Befestigung des oberen Implantatteils (10) umfasst.

15. Implantatsystem mit einem Wirbel körperersatzimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass

das Implantatsystem eine Vielzahl von Sätzen von oberen Implantatteilen (10) und/oder unteren Implantatteilen (20) umfasst. Verwendung eines Schneckengetriebes (40) mit einer Schnecke (43) und einem Schneckenrad (41) für das Aufbringen einer Spreizkraft (F) in einem Wirbelkörperersatzimplantat (100).