DE60108770T2

DE60108770T2 - Verstärktes geformtes implantat aus kortikalisknochen

Info

Publication number: DE60108770T2
Application number: DE60108770T
Authority: DE
Inventors: M. Lawrence BOYD
Original assignee: SDGI Holdings Inc
Current assignee: Warsaw Orthopedic Inc
Priority date: 2000-09-19
Filing date: 2001-09-18
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2021-09-19
Also published as: ATE288238T1; AU2001296879B2; WO2002024122A2; US6761738B1; ES2237602T3; EP1324724A2; US20070016295A1; US7618460B2; EP1324724B1; WO2002024122A3; US20100042221A1; CA2422775A1; DE60108770D1; WO2002024122A8; AU9687901A; JP2004508889A

Description

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit Gelenkversteifung bzw. Arthrodese zur Stabilisierung der Wirbelsäule. Spezieller ist die Erfindung gerichtet auf einen intervertebralen Abstandhalter, gebildet aus einem Knochenmaterial, und auf Verfahren zum Behandeln von Patienten mit Wirbelsäulenverformungen.
Entfernung von beschädigten oder erkrankten (Band-) Scheiben und Wiederherstellen der Scheibenraumhöhe, um chronische Rückenschmerzen und andere Beschwerden zu behandeln, sind bekannte medizinische Techniken. Implantate wie intervertebrale Abstandhalter werden oft in den Scheibenraum implantiert, um die Scheibenraumhöhe nach Entfernung der gesamten oder eines Teils der Scheibe zu erhalten oder wieder herzustellen. Die Abstandhalter können gebildet sein aus einer Vielzahl von aufnehmbaren bzw. resorbierbaren und nicht aufnehmbaren Materialien einschließlich beispielsweise Titan, chirurgischem Stahl, Polymeren, misch- oder Verbundwerkstoffen und Knochen. Es ist oft wünschenswert, die Fusion zwischen den Vertebralkörpern, die benachbart zu den beschädigten oder erkrankten Scheiben sind, zu fördern. Typischerweise wird ein osteogenes bzw. knochenbildendes Material mit einem Abstandhalter kombiniert und in den Scheibenraum eingebracht, um Knochenwachstum zu erleichtern und zu fördern. Während die Auswahl der Implantatkonfiguration und -zusammensetzung von einer Vielzahl von Überlegungen abhängen kann, ist es für Gelenkversteifung oft wünschenswert, ein resorbierbares Material auszuwählen, das den Knocheneinwuchs nicht gegen Belastung abschirmt. Knochen und knochenabgeleitete Komponenten können geeignetes Material bereitstellen, um die Implantate vorzubereiten. Knochenmaterial, das zur Benutzung in Implantaten akzeptierbar ist, ist jedoch eine knappe Ressource, da es von begrenzten Spenderressourcen für menschliches Gewebe abgeleitet wird.
Geeignetes Knochen- oder knochenabgeleitetes Material zur Benutzung in Implantaten wird im Allgemeinen fast ausschließlich von allogenen Transplantat- und xenogenes Transplantatquellen erhalten, die beide wertvolle Ressourcen sind. Da intervertebrale Abstandhalter den Kompressionsbelastungen standhalten müssen, die von der Wirbelsäule ausgeübt werden, sind diese Implantate oft aus Kortikalisknochen gebildet, welche hauptsächlich in den unteren Gliedmaßen gefunden werden und beispielsweise Oberschenkel-, Wadenbein- und die Schienbeinknochen einschließen. Die langen Knochen machen nur einen Bruchteil der verfügbaren Knochenquelle aus. Somit sind Quellen für Knochen, die für strukturelle intervertebrale Abstandhalter geeignet sind, extrem beschränkt. Die Knappheit von gewünschten Spenderknochen macht es schwierig, Implantate bereitzustellen, die die erwünschte Größe und Konfiguration zur Implantierung zwischen benachbarten Lendenwirbeln haben, was relativ große Implantate erfordern kann. Es wird weiterhin erwartet, daß mit dem Altern der Bevölkerung ein erhöhter Bedarf zur Korrektur von Wirbelsäulenverformungen aufkommen wird und ein gleichzeitiges Ansteigen der Nachfrage für knochenabgeleitete Komponenten. Daher müssen diese strukturellen Knochenabschnitte aufbewahrt und effizient genutzt werden, um Implantate bereitzustellen. Die Knappheit von geeignetem Knochenmaterial hat auch Bemühungen gehemmt, unterschiedliche Konfigurationen von geeigneten Implantaten für Gelenkversteifung der Wirbelsäule zu entwickeln und herzustellen. Weiterhin war es physiologisch nicht möglich, verschiedene Implantatkonfigurationen zu erhalten, da strukturelle und geometrische Einschränkungen von verfügbaren Spenderknochen gegeben waren.
WO/00 40177 offenbart ein Implantat zur Förderung der Fusion zwischen benachbarten Vertebralkörpern, umfassend eine Anordnung von Kortikalisknochen-abgeleiteten bzw. Rindenknochen-abgeleiteten Komponenten und ein knochenbildendes Material.
Angesichts der oben beschriebenen Probleme besteht weiterhin ein Bedarf, geeignete Implantate bereitzustellen, um Patientenbehandlung zu ermöglichen. Die vorliegende Erfindung greift diesen Bedarf auf und stellt eine Vielzahl von anderen Vorzügen und Vorteilen bereit.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Wirbelsäulenimplantate, deren Herstellung und Benutzung.
Die Erfindung stellt ein Implantat bereit zur Förderung der Knochenfusion zwischen benachbarten Vertebralkörpern, wobei das Implantat eine äußere Fläche, eine Längsachse hat und eine Anordnung von Kortikalisknochen-abgeleiteten Komponenten umfaßt, wobei die Komponenten umfassen:
Eine erste Strebe mit einem ersten Knocheneingriffsabschnitt, einen entgegengesetzten zweiten Knocheneingriffsabschnitt und einer dazwischen in einer im wesentlichen orthogonal zur Längsachse gelegenen Ebene angeordneten ersten Stoßfläche und einem zur ersten Stoßfläche entgegengesetzten zweiten Ende;
Eine von der ersten Strebe beabstandete zweite Strebe, wobei die zweite Strebe einen dritten Knocheneingriffsabschnitt, einen entgegengesetzten vierten Knocheneingriffsabschnitt, eine dazwischen in einer zur Längsachse im wesentlichen orthogonal gelegenen Ebene angeordneten zweiten Stoßfläche und ein der zweiten Stoßfläche entgegengesetztes zweites Ende aufweist, wobei die zweite Strebe zusammen mit der ersten Strebe einen inneren Raum definiert, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Strebe und die zweite Strebe jeweils eine sich in den inneren Raum öffnende Öffnung einschließen;
ein längliches Querglied, sich von der ersten Strebe zur zweiten Strebe erstreckend und ein innerhalb der Öffnung der ersten Strebe eingriffnehmendes erstes Ende und ein innerhalb der Öffnung der zweiten Strebe eingriffnehmendes zweites Ende einschließend; und
ein osteogenes Material, zwischen der ersten und zweiten Strebe gelegen, wobei das osteogene Material an zumindest einem aus erster Strebe, zweiter Strebe und Querglied haftet und geeignet ist zur Bereitstellung einer halbstarren, geformten Komponente formbar zu sein; und wobei die erste und zweite Stoßfläche im wesentlichen parallel zum länglichen Querglied positionierte Flächen definieren, und wobei jede dieser ebenen Flächen eine Werkzeugeingriffsöffnung umfaßt.
Während die tatsächliche Natur der hierin abgedeckten Erfindung nur mit Bezug auf die angehängten Ansprüche bestimmt werden kann, werden bestimmte Formen und Merkmale, welche für hierin offenbarte bevorzugte Ausführungsformen kennzeichnend sind, kurz beispielhaft wie im Folgenden beschrieben.
In einer Ausführungsform kann das Implantat als ein offener Käfig bereitgestellt sein. Ein osteogenes Material kann mit dem Implantat kombiniert sein. Das osteogene Material kann zwischen der ersten und zweiten Strebe eingefügt sein. Vorzugsweise ist das osteogene Material bereitgestellt, um innerhalb des inneren Raums geformt zu werden und/oder an zumindest einem aus erster Strebe, zweiter Strebe und dem Querglied zu haften. Das osteogene Material kann auch geeignet sein, formbar zu sein, um eine halbstarre, geformte Komponente bereitzustellen.
In alternativen Ausführungsformen können die erste und zweite Strebe durch im wesentlichen ebene Wandungen definiert werden, die dazu geeignet sind, die normale Scheibenhöhe wiederherzustellen und/oder eine korrekte Rückgratkrümmung bzw. Lordose der Wirbelsäule bereitzustellen. Die erste und zweite Strebe können gegenüberliegende Knocheneingriffsabschnitte einschließen, die voneinander getrennt sind an einem ersten Ende der Strebe durch eine Distanz D1, und wobei die gegenüberliegenden Knocheneingriffe sich gleichmäßig verjüngen bis zu einer zweiten Distanz D2 an einem zweiten Ende der Strebe, so daß D1 größer ist als D2. Alternativ können die Knocheneingriffsabschnitte eine bogenförmige Fläche definieren, wobei die gegenüberliegende Knocheneingriffsstrukturen voneinander getrennt sind mit einer maximalen Distanz an einem Punkt, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Ende der jeweiligen Strebe befindet. In noch anderen Ausführungsformen können die erste und zweite Strebe kurvenförmige Wandungsabschnitte definieren, die sich dem nierenförmigen Kanal eines langen Knochens annähern.
Die vorliegende Erfindung kann benutzt werden bei der Behandlung einer Wirbelsäulendeformation durch operative Vorbereitung eines intervertebralen Raums zwischen benachbarten Endplatten von benachbarten Wirbeln und Einsetzen eines Implantats in den vorbereiteten Raum.
Weitere Gegenstände, Merkmale, Aspekte, Formen, Vorteile und Vorzüge sollen aus der Beschreibung und den Zeichnungen von bevorzugten Ausführungsformen, die hierin enthalten sind, ersichtlich werden.
1 ist eine ebene Ansicht einer Ausführungsform einer Implantatanordnung.
2 ist eine Explosionsansicht der in 1 dargestellten Implantatanordnung.
3 ist eine Endaufsicht einer lordotischen Implantatanordnung einschließlich eines osteogenen Materials gemäß der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine Perspektivansicht der in 3 dargestellten Implantatanordnung.
5 ist eine Perspektivansicht einer alternativen Ausführungsform einer Implantatanordnung einschließlich eines osteogenen Materials zur Benutzung in der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine Frontansicht von benachbarten Wirbeln, die laterale Platzierung eines Paars von Implantatanordnungen, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung bereitgestellt sind, darstellend.
7 ist eine Aufsicht eines Vertebralkörpers, die bilaterale Platzierung eines Paars von Implantatanordnungen, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung bereitgestellt sind, darstellend.
8 ist eine Perspektivansicht einer Ausführungsform einer Implantatanordnung mit drei im wesentlichen parallelen Streben, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung bereitgestellt ist.
9 ist eine Endaufsicht der in 8 dargestellten Implantatanordnung.
10 ist eine Perspektivansicht eines Implantats, eingebettet in eine Matrix von osteogenem Material.
11 ist eine Perspektivansicht einer Ausführungsform einer lordotischen Implantatanordnung zur Benutzung in der vorliegenden Erfindung.
12 ist eine Perspektivansicht einer Ausführungsform einer gewölbten Implantatanordnung zur Benutzung mit der vorliegenden Erfindung.
13 ist eine Frontansicht von zwei benachbarten Wirbeln, darstellend die Platzierung der in 12 dargestellten, gewölbten Implantatanordnung.
14 ist eine Perspektivansicht einer Implantatanordnung, nicht gemäß der vorliegenden Erfindung.
15 ist eine Draufsicht der in 14 dargestellten Implantatanordnung.
16 ist eine Explosionsansicht der in 14 dargestellten Implantatanordnung.
17 ist eine Draufsicht einer Ausführungsform einer Implantatanordnung mit kurvenförmigen Streben zur Benutzung in der vorliegenden Erfindung.
18 ist eine Endaufsicht der in 17 dargestellten Implantatordnung.
19 ist eine Draufsicht der in 17 dargestellten Implantatanordnung, positioniert an einer oberen Endplatte eines Lendenwirbels.
20 ist eine Teilexplosionsansicht einer Implantatanordnung der vorliegenden Erfindung, darstellend eine Schwalbenschwanzverbindung eines Querglieds und einer Strebe.
21 ist eine Teilexplosionsansicht einer Implantatanordnung der vorliegenden Erfindung, darstellend eine mit einem Gewinde versehenen Verbindung eines Querglieds und einer Strebe.
22 ist eine Teilschnittansicht einer Implantatanordnung der vorliegenden Erfindung, darstellend ein an einer Strebe mittels eines Ankers eingriffnehmendes Querglied.
23 ist eine Explosionsansicht einer Implantatanordnung mit einem einzigen, planaren Querglied, die nicht der vorliegenden Erfindung entspricht.
24 ist eine Teilabschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform einer Implantatanordnung der vorliegenden Erfindung, darstellend ein Querglied, das an einer Strebe mittels eines Sicherungsrings Eingriff nimmt.
25 ist eine Endaufsicht der in 23 dargestellten Implantatanordnung.
26 ist ein Schema, das die Auswahl eines Knochenabschnitts aus einem Querschnitt eines Oberschenkelknochens darstellt.
DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt ein Wirbelsäulenimplantat bereit, das aus individuellen knochenabgeleiteten Komponenten zusammengesetzt werden kann. In einer Form können die individuellen Komponenten relativ klein sein und doch kann das zusammengefügte Knochenimplantat eine größere Struktur sein, die geeignete Stabilität aufweist, um der Kompressionsbelastung, die von der Wirbelsäule ausgeübt wird, zu widerstehen. Die Komponenten können von Spenderknochen abgeleitet sein, wie allogenen Kortikalisknochen. Zusätzlich können die Komponenten als modulare Stücke ausgebildet sein mit uniformer Größe und Gestalt, um die Herstellung der Wirbelsäulenimplantate zu erleichtern. Zum Beispiel kann das Implantat in ausgewählten Größen und Konfigurationen bereitgestellt sein, um Scheibenhöhe zu erhalten, Lordose, Kyphose oder anderen Wirbelsäulendeformierungen zu korrigieren. In anderen Formen stellt das Wirbelsäulenimplantat ein Knochenkonstrukt bereit, das als verstärkendes Gerüst für eine Vielzahl von osteogenen Materialien dienen kann, um Knochenfusion zu erleichtern. Somit stellt diese Erfindung eine effiziente Verwendung des wertvollen Spenderknochenmaterials bereit und erlaubt es doch, eine weite Vielzahl von Implantatkonfigurationen herzustellen.
1 ist eine ebene Ansicht eines Wirbelsäulenimplantats 10. Implantat 10 definiert eine Längsachse 11 und schließt eine erste Strebe 12, eine zweite Strebe 14, die beabstandet ist von der ersten Strebe 12, und ein Querglied 16, das sich dazwischen erstreckt, ein. Die erste Strebe 12 und die zweite Strebe 14 sind beide so positioniert, daß sie in einer Ebene liegen, die im wesentlichen parallel zur Längsachse 11 ist. Implantat 10 schließt zumindest ein zu sätzliches Querglied 16A ein, das die erste Strebe 12 und zweite Strebe 14 verbindet. Es wird verstanden, daß das Implantat 10 in alternativen Ausführungsformen eine oder eine Vielzahl von Quergliedern haben kann, die die erste Strebe 12 mit der zweiten Strebe 14 verbinden.
Zusätzlich bezugnehmend auf 2, welche eine Explosionsansicht der in 1 dargestellten Implantatanordnung 10 ist, ist die erste Strebe 12 als eine im wesentlichen rechteckige Konfiguration habend dargestellt.
Die erste Strebe 12 schließt einen ersten Knocheneingriffsabschnitt 20 und einen gegenüberliegenden zweiten Knocheneingriffsabschnitt 22 ein, der vom ersten Knocheneingriffsabschnitt 20 durch eine erste Distanz, die durch Bezugslinie 21 dargestellt ist, beabstandet ist, und welche als gleich zu D₁ gewählt sein kann. Der erste Knocheneingriffsabschnitt 20 und der zweite Knocheneingriffsabschnitt 22 können derart vorgesehen sein, daß sie Anti-Ausstoßstrukturen 28 einschließen. In der dargestellten Ausführungsform ist der erste Knocheneingriffsabschnitt 20 mit einer Vielzahl von darin ausgebildeten Kerben 28 versehen. Die Kerben 28 stellen eine mechanische Verriegelung mit den benachbarten Vertebralkörper-Endplatten bereit und verhindern Ausstoß des Implantats aus dem intervertebralen Raum. Der erste Knocheneingriffsabschnitt und/oder der zweite Knocheneingiffsabschnitt kann auch mit Kanten, Spitzen und dergleichen konfiguriert sein, um Ausstoß aus dem Scheibenraum zu verhindern. Alternativ können der erste Knocheneingriffsabschnitt 20 und der zweite Knocheneingriffsabschnitt 22 als eine im wesentlichen glatte oder gleichförmig lineare Fläche bereitgestellt sein. Es wird von den Fachmännern verstanden, daß die exakte Konfiguration der ersten Strebe 12 in einer Vielzahl von Konfigurationen bereitgestellt sein kann, welche ausgewählt sein können, um einen erwünschten korrigierenden Effekt auf eine Wirbelsäule oder einen Teil davon zu verleihen.
Die zweite Strebe 14 kann im wesentlichen so bereitgestellt werden, wie beschrieben für die erste Strebe 12. Die zweite Strebe 14 schließt einen dritten Knocheneingiffsabschnitt 24, einen gegenüberliegenden vierten Knocheneingriffsabschnitt 26 ein. Die zweite Strebe 14 kann die gleichen strukturellen Komponenten einschließen, wie für die erste Strebe 12 beschrieben, einschließlich Anti-Ausstoßstrukturen 28. Der dritte Knocheneingriffsabschnitt 24 ist vom vierten Knocheneingriffsabschnitt 26 beabstandet durch eine zweite Distanz, die dargestellt ist von der Bezugslinie 23, welche als D₂ ausgewählt sein kann. In der dargestellten Ausfüh rungsform für das Implantat 10 ist D₁ im wesentlichen gleich zu D₂. In alternativen Ausführungsformen muß die erste Distanz nicht gleich sein zur zweiten D₂. Somit können D₁ und D₂ individuell ausgewählt werden um eine erwünschte Scheibenraumhöhe zwischen benachbarten Wirbeln einschließlich Hals-, Brust- und Lendenwirbeln wieder herzustellen und/oder zu erhalten. Vorzugsweise werden D₁ und D₂ so ausgewählt, daß sie von ungefähr 5 mm bis ungefähr 20 mm reichen. In besonders bevorzugter Weise werden D₁ und D₂ so ausgewählt, daß sie von ungefähr 10 mm bis ungefähr 15 mm reichen.
Die zweite Strebe 14 ist von der ersten Strebe 12 beabstandet. Die Distanz, um die die zweite Strebe 14 von der ersten Strebe 12 beabstandet ist, kann variiert werden in Abhängigkeit zur erwünschten Benutzung und/oder der erwünschten Stelle für die Implantierung der resultierenden Implantatanordnung. Zum Beispiel kann die zweite Strebe 14 von der ersten Strebe 12 beabstandet sein, um eine einzelne Implantatanordnung bereitzustellen, die derart dimensioniert ist, daß sie sich im wesentlichen über die laterale Breite eines Scheibenraums erstreckt. Alternativ kann das Implantat 10 dimensioniert sein, um die bilaterale Platzierung eines Paars von Implantaten innerhalb des Scheibenraums zu gestatten, wie in 7 dargestellt.
Die erste Strebe 12 schließt eine im wesentlichen orthogonal zur Längsachse 11 positionierte Stoßfläche 25 ein. Die Stoßfläche kann angeordnet sein zwischen dem ersten Knocheneingriffsabschnitt 20 und dem zweiten Knocheneingriffsabschnitt 22. Gleichermaßen schließt die zweite Strebe 14 die Stoßfläche 27 ein, die ebenfalls im wesentlichen orthogonal zur Längsachse 11 positioniert ist. Die Stoßflächen 25 und 27 können einen verdickten Wandungsabschnitt der Streben 12 und 14 definieren. Die Stoßflächen 25 und 27 sind geeignet, Stoßkräften Stand zu halten, die notwendig sind, um das Implantat 10 in einen Scheibenraum zu treiben. Weiterhin können die Stoßflächen 25 und 27 mit einer Oberfläche versehen sein, um das Hineintreiben des Implantats 10 in einem Scheibenraum zu erleichtern. Zum Beispiel können Stoßflächen 25 und 27 aufgerauht, gerändelt oder gezahnt sein, um einen statischen Kontakt zwischen einem Einführungswerkzeug (nicht gezeigt) und dem Implantat 10 beizubehalten.
Die erste Strebe 12 endet in einem ersten Ende 32 und an einem gegenüberliegenden zweiten Ende 34. Gleichermaßen endet die zweite Strebe 14 an einem ersten Ende 33 und an einem entgegengesetzten zweiten Ende 35. In einer Form definieren die ersten Enden 32 und 33 Stoßflächen 25 beziehungsweise 27. Weiterhin sind die ersten Enden 32 und 33 konfiguriert, um Werkzeugeingriffsöffnungen 30 einzuschließen, um Eingriff zu nehmen an Gegenstückstrukturen an Implantathaltern und/oder Einführungswerkzeugen (nicht gezeigt). Die Öffnungen 30 können eine gleichförmig glatte Bohrung, eine sich verjüngende Bohrung oder alternativ einen mit Gewinde versehenen Bohrungsabschnitt einschließen. Vorzugsweise erleichtern die Werkzeugeingriffsabschnitte 30 das Einsetzen des Implantats in den Scheibenraum und verhindern seitliche Bewegung des Implantats während dem Einsetzen. In dem dargestellten Beispiel schließen die zweiten Enden 34 und 35 kurvenförmige Oberflächen 29 beziehungsweise 31 ein, um das Einführen des Implantats 10 in den Scheibenraum zu ermöglichen und zu erleichtern.
In einer bevorzugten Form können die erste Strebe 12 und die zweite Strebe 14 als modulare Einheiten bereitgestellt sein, die mittels zumindest eines Querglieds gekoppelt sein können. Die modularen Einheiten können erhalten werden durch gleichförmiges Ausschneiden und Bearbeiten von Spenderknochen. Weiterhin kann der Spenderknochen Knochenüberreste sein, die erhalten werden nach der Herstellung von Implantatkonfigurationen, wie in 26 dargestellt und nachfolgend vollständiger diskutiert. Dies stellt eine effiziente Benutzung von wertvollen Spenderknochenressourcen bereit. Die modularen Einheiten können von voraus gewählten Konfigurationen und Dimensionen sein. Vorzugsweise sind die Streben 12 und 14 in Konfigurationen bereitgestellt, um Knochenfusion zu erleichtern und eine korrekte Lordose, Kyphose und andere Wirbelsäulendeformationen bereitzustellen.
In dem dargestellten Beispiel erstrecken sich das Querglied 16 und das Querglied 16A von der ersten Strebe 12 durch den inneren Bereich 19 zur zweiten Strebe 14. In alternativen Ausführungsformen können die Querglieder 16 und/oder 16A Eingriff nehmen an der ersten Strebe 12 und der zweiten Strebe 14 über ihre jeweilige Peripherie, beispielsweise proximal zu den ersten Enden 32 und 33 oder zu den zweiten Enden 33 und 35. Wenn Querglied 16 oder 16A proximal zu den ersten Enden 32 und 33 positioniert ist, können die Querglieder auch angrenzende Stoßflächen 25 bzw. 27 sein.
Querglied 16 schließt ein proximales Ende 36 ein, welches zum Eingriffnehmen in der ersten Strebe 12 geeignet ist. In der dargestellten Ausführungsform nimmt das proximale Ende 36 in der Öffnung 38 der ersten Strebe 12 Eingriff. Querglied 16 schließt auch ein distales Ende 37 ein, welches geeignet ist zum Eingriffnehmen in der Strebe 14 mittels Öffnung 39. Gleichermaßen schließt Querglied 16A ein proximales Ende 36A und ein distales Ende 37A ein. Das proximate Ende 36A ist vorgesehen zum Eingriffnehmen an der ersten Strebe 12 und das distale Ende 37A ist vorgesehen zum Eingriffnehmen in Strebe 14. Querglied 16 und zweites Querglied 16A sind geeignet, um in der ersten Strebe 12 und der zweiten Strebe 14 Eingriff zu nehmen, um ein zusammengefügtes Implantat bereitzustellen, das geeignet ist, den Scher- und Stoßkräften standzuhalten, die benötigt werden, um die Implantatanordnung in den intervertebralen Raum zu treiben. Das Querglied 16 ist als zylindrischer Stab dargestellt. In alternativen Formen können die Querglieder 16 konfiguriert sein als ein Schaft mit quadratischem, rechteckigem, dreieckigem oder eiförmigen Querschnitt. Weiterhin wird vom Fachmann verstanden werden, daß die Querglieder 16 und 16A geeignet sind, an einer ersten und zweiten Strebe 12 bzw. 14 in einer Vielzahl von Konfigurationen Eingriff zu nehmen, die detailliert nachfolgend diskutiert werden.
Das Implantat 10 kann als ein Offener-Käfig-Vertebralimplantat konfiguriert sein. Das Offener-Käfig-Vertebralimplantat stellt ein Depot bereit zur Aufnahme eines Osteokonduktiven/induktiven Füllers. Wenn das Implantat einen Füller einschließt und dimensioniert ist, um innerhalb eines vorbereiteten Scheibenraums aufgenommen zu werden, stellt das Implantat weiterhin strukturelle Unterstützung bereit, um die Scheibenhöhe zu erhaften, und trotzdem einen breiten Oberflächenbereich und intimen Kontakt zwischen dem Füller und dem Knochengewebe der vertebralen Endplatten zu erlauben.
3 und 4 sind Darstellungen von Implantatanordnung 40 gemäß der vorliegenden Erfindung einschließlich eines osteogenen Materials 48. Die Implantatanordnung 40 schließt eine erste Strebe 42, zweite Strebe 44 und Querglieder 46 und 47 ein. Die erste Strebe 42 und die zweite Strebe 44 deformieren dazwischen einen inneren Raum 49. Die erste Strebe 42 schließt einen ersten Knocheneingriffsabschnitt 50, einen entgegengesetzten Knocheneingriffsabschnitt 52 und eine erste Stoßfläche 55 dazwischen ein. Gleichermaßen schließt die zweite Strebe 44 einen dritten Knocheneingriffsabschnitt 54, einen entgegengesetzten vierten Knocheneingriffsabschnitt 56 und eine zweite Stoßfläche 57 dazwischen ein. Die erste Strebe 42 und die zweite Strebe 44 schließen darin ausgebildete Anti-Ausstoßstrukturen 58 ein. In der dargestellten Ausführungsform wird osteogenes Material 48 zwischen einer ersten Strebe 42 und einer zweiten Strebe 44 angelagert, im wesentlichen den gesamten inneren Raum 49 ausfüllend. Das osteogene Material 48 kann bereitgestellt sein als ein formbares Material, das an dem Gerüst haftet, das von Streben 42, 44 und optionalen Quergliedern 46 und 47 definiert wird. Das osteogene Material 48 kann auch bereitgestellt sein in ausreichenden Mengen und in einer Form, damit es sich über die ersten und dritten Knocheneingriffsabschnitte 50 bzw. 54, und/oder die zweiten und vierten Knocheneingriffsabschnitte 52 beziehungsweise 56 erstreckt. Vorzugsweise kann das komprimierte osteogene Material einen Anteil der Last aushalten, die auf die Implantatanordnung 40 durch die Wirbelsäule ausgeübt wird. In alternativen Ausführungsformen können die erste Strebe 42 und die zweite Strebe 44 im wesentlichen umgeben von oder eingebettet in osteogenem Material sein, so daß das osteogene Material die Streben 42 und 44 im wesentlichen umgibt.
Die erste Strebe 42 schließt ein erstes Ende 60 und ein entgegengesetztes zweites Ende 62 ein. Der erste Knocheneingriffsabschnitt 50 ist beabstandet vom zweiten Knocheneingriffsabschnitt 52, benachbart zum ersten Ende 60, durch eine erste Distanz, die dargestellt ist durch Bezugslinie 41, welche gleich D₁ gewählt sein kann. Gleichermaßen ist der erste Knocheneingriffsabschnitt 50 getrennt vom zweiten Knocheneingriffsabschnitt 52, proximal zum zweiten Ende 62, um eine dritte Distanz, welche gleich D₃ (nicht gezeigt) gewählt sein kann. Die zweite Strebe 44 schließt ein erstes Ende 64 und ein entgegengesetztes zweites Ende 66 ein. Der dritte Knocheneingriffsabschnitt 54 ist getrennt vom vierten Knocheneingriffsabschnitt 56, proximal zum ersten Ende 64, durch eine zweite Distanz, die durch Bezugslinie 45 dargestellt ist, welche gleich D₂ gewählt sein kann. Gleichermaßen ist der dritte Knocheneingriffsabschnitt 54 getrennt vom vierten Knocheneingriffsabschnitt 56, proximal zum zweiten Ende 66, durch eine vierte Distanz, die durch Bezugslinie 67 dargestellt ist, welche gleich D₄ gewählt sein kann. Die Werte für D₁, D₂, D₃ und D₄ können individuell ausgewählt sein, um eine Implantatanordnung bereitzustellen, die in der Lage ist, ein erwünschtes orthopädisches Resultat zu erreichen.
In einer Form hat die erste Strebe 42 eine Höhe benachbart zum ersten Ende 60 definiert durch Distanz D₁, und eine Höhe benachbart zum zweiten Ende 62 definiert durch D₃. Vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, verjüngt sich die erste Strebe 12, wenn sie so vorgesehen ist, gleichmäßig von der Höhe D₁, benachbart zum ersten Ende 60, zur Höhe D₃, benachbart zum zweiten Ende 62. Gleichermaßen kann die zweite Strebe 44 konfiguriert sein, um eine Höhe benachbart zum ersten Ende 64 und definiert durch D₂, und eine Höhe, benach bart zum zweiten Ende 66 und definiert durch D₄, kleiner als D₂, haben. Die zweite Strebe kann auch bereitgestellt sein, um sich gleichförmig in der Höhe zu verjüngen vom ersten Ende 64 zum zweiten Ende 66. Weiterhin kann in ausgewählten Formen D₂ kleiner als D₁ gewählt sein und D₄ kann kleiner als D₃ gewählt sein.
5 ist eine Perspektivansicht einer Implantatanordnung 70. Implantatanordnung 70 ist dargestellt als ein länglicher Abstandhalter, eine Längsachse 71 definierend und eine erste Strebe 72, eine zweite Strebe 74 und ein osteogenes Material 76, dazwischen eingefügt, einschließend. Die erste Strebe 72 schließt einen ersten Knocheneingriffsabschnitt 73, einen entgegengesetzten Knocheneingriffsabschnitt 75 und eine erste Stoßfläche 77, dazwischen positioniert, ein. Die zweite Strebe 74 schließt einen dritten Knocheneingriffsabschnitt 78 und einen entgegengesetzten vierten Knocheneingriffsabschnitt 79 und eine Stoßfläche 84, dazwischen angeordnet, ein. Die entgegengesetzten Knocheneingriffsabschnitte erstrecken sich von einem ersten Ende 85 zu einem zweiten Ende 86 auf Strebe 74. Der erste Knocheneingriffsabschnitt 73 schließt eine bogenförmige Kante 80 ein, die sich im wesentlichen parallel zur Längsachse 71 erstreckt, und der dritte Knocheneingriffsabschnitt 78 schließt eine zweite bogenförmige Kante 81 ein, die sich im wesentlichen parallel zur Längsachse 71 erstreckt. Gleichermaßen schließen der zweite Knocheneingriffsabschnitt 75 und der vierte Knocheneingriffsabschnitt 79 ebenfalls, aber nicht notwendigerweise, bogenförmige Kanten ein (nicht gezeigt). Die erste und zweite Strebe schließen Paare von entgegengesetzten Knocheneingriffsabschnitten 73, 75, 78 und 79 ein, die getrennt sind voneinander um eine maximale Distanz an einem Punkt zwischen dem ersten und dem zweiten Ende der jeweiligen Streben.
6 ist eine Frontansicht von benachbarten Wirbelkörpern, die die bilaterale Platzierung eines Paars von Implantaten gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Implantate 90A und 90B werden im wesentlichen parallel zueinander in einem intervertebralen Raum 100 eingeführt. Bezugnehmend auf Implantat 90A kann gesehen werden, daß die erste Strebe 92 einen ersten Knocheneingriffsabschnitt 110 einschließt, welcher gegen vertebrale Endplatte 103 drückt, sowie einen entgegengesetzten Knocheneingriffsabschnitt 112, der gegen eine zweite vertebrale Endplatte 105 drückt, sowie ein erstes Ende 96, das sich dazwischen erstreckt. Das Implantat 90A schließt auch eine zweite Strebe 94 ein, ähnlich zur ersten Strebe 92, schließt einen dritten Knocheneingriffsabschnitt 114 und einen entgegengesetzten vierten Knocheneingriffsabschnitt 116 und ein erstes Ende 98, sich dazwischen erstreckend, ein. Jeder Kno cheneingriffsabschnitt 114 beziehungsweise 116 drücken gegen jeweilige vertebrale Endklappen 105 und 103. Ein osteogenes Material 118 ist eingefügt zwischen der ersten Strebe 92 und der zweiten Strebe 94. Osteogenes Material 118 drückt gegen erste und zweite Endplatten 103 und 105.
Implantat 90A schließt eine erste Stoßfläche 89 ein, die am ersten Ende 96 ausgebildet ist, angeordnet zwischen dem ersten Knocheneingriffsabschnitt 110 und einem entgegengesetzten Knocheneingriffsabschnitt 112. Die zweite Strebe 94 schließt eine zweite Stoßfläche 91 ein, ausgebildet am ersten Ende 98, angeordnet zwischen drittem Knocheneingriffsabschnitt 114 und einem entgegengesetzten vierten Knocheneingriffsabschnitt 116. Stoßflächen 89 und 91 sind bereitgestellt, um der Scherung und der Kraft standzuhalten, die notwendig sind, um die jeweiligen Implantate in den Scheibenraum hineinzustoßen. Zum Beispiel können die Stoßflächen 89 und 91 verdickte Abschnitte an erster Strebe 92 und zweiter Strebe 94 definieren. In bevorzugten Ausführungsformen haben die Stoßflächen 89 und 91 genügende Dicke, um der Stoßkraft standzuhalten, die notwendig ist, um das Implantat 90A in einen intervertebralen Raum zu treiben, wobei der Verlust der Unversehrtheit oder die Deformierung der geformten Implantatkonfiguration, die durch das Implantat 90A abgebildet ist, des osteogenes Material einschließt, das zwischen den ersten und zweiten Streben 92 und 94 eingefügt ist. Die Stoßflächen 89 und 91 können Werkzeugeingriffsöffnungen 93 beziehungsweise 95 definieren. Es wird von den Fachmännern verstanden werden, daß zusätzlich oder anstelle von Öffnungen 93 und 95 eine Vielfalt von Werkzeugeingriffsstrukturen im Implantat 90A eingeschlossen sein kann, beispielsweise Schlitze, ausgesparte Bereiche, Projektionen und zusätzliche Öffnungen.
Anhand der dargestellten Ausführungsform kann gesehen werden, daß die bilaterale Platzierung von Implantaten 90A und 90B eine innere Region 120 definieren können. In bevorzugten Ausführungsformen kann die innere Region 120 auch mit einem Füller gepackt sein, wie einem osteogenem Material (nicht gezeigt). Das osteogene Material, das in die innere Tasche 120 implantiert ist, kann das gleiche wie oder ein unterschiedliches sein von osteogenen Material 118, das bereitgestellt oder eingefügt ist zwischen ersten und zweiten Streben 92 und 94. Gleichermaßen können nach vollständiger Discectomy und geeigneter bilateraler Platzierung von Implantaten 90A und 90B zusätzliche Hohlräume 122 und 124 lateral zu den jeweiligen Implantaten 90A und 90B bereitgestellt sein, um zusätzliches osteogenes Material auf zunehmen. Dieses zusätzliche osteogene Material kann das gleiche oder unterschiedliches sein vom osteogenen Material 118, das zwischen der ersten Strebe 92 und der zweiten Strebe 94 eingefügt ist.
7 ist eine Draufsicht, die auf die obere Endplatte vom Wirbelkörper 102 und die in 6 abgebildeten Implantate 90A und 90B herabblickt. Implantat 90A ist eingesetzt über einen vorderen Zugang. Die erste Strebe 92 hat ein zweites Ende 97 und die zweite Strebe 94 hat ein zweites Ende 99, und jede kann kurvenförmige Abschnitte einschließen, um die Stoßkraft zu erleichtern, die notwendig ist, um das Implantat in den intervertebralen Raum einzubetten. Somit werden die ersten Enden 96 und 98 vorn an Wirbelkörper 102 positioniert und die zweiten Ende 97 und 99 werden hinten am Wirbelkörper 102 positioniert. Wenn in alternativen Ausführungsformen die Implante 90A und 90B von der hinteren Richtung aus eingesetzt werden, können die zweiten Enden 97 und 98 ähnlich bereitgestellt sein, wie zuvor diskutiert für die ersten Enden 96 und 98 um das Einsetzen des Implantats in der vorderen Richtung zu erleichtern.
8 und 9 stellen eine alternative Ausführungsform eines zusammengebautes Implantats gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Das Implantat 130 schließt eine erste Strebe 132, eine zweite Strebe 134, beabstandet von der ersten Strebe 132, und eine dritte Strebe 136, beabstandet von der zweiten Strebe 132, ein. Wie bei den vorigen Implantaten 10, 40, 60 und 90A und 90B schließt jede der Streben 132, 134 und 136 von Implantatanordnung 130 ein Paar voneinander entgegengesetzten Knocheneingriffsabschnitten und Stoßflächen, die zwischen den entgegengesetzten Knocheneingriffsabschnitten angeordnet sind, ein. Weiterhin schließt das Implantat 130 ein erstes Querglied 140 und ein zweites Querglied 142, in Strichlinien sich von der Strebe 132 zur Strebe 136 erstreckend gezeigt. Das Querglied 140 und/oder Querglied 142 können ein integrales Querglied sein, das sich von der Strebe 132 durch Strebe 134 und bis zu Strebe 136 erstreckt. Alternativ können die Querglieder 140 und/oder 142 eine Anordnung von einer oder mehreren Quergliedabschnitten sein. Die Quergliedabschnitte können im wesentlichen kolinear durch das Implantat 130 sein. Alternativ können die Quergliedabschnitte gegeneinander versetzt sein in ihrer Erstreckung von der ersten Strebe 132, zweiten Strebe 134 und zur dritten Strebe 136. Das Implantat 130 schließt auch einen ersten internen Bereich 144 ein, der von der ersten Strebe 132 und der zweiten Strebe 134 definiert wird, und einen zweiten internen Bereich 146, der von der zweiten Strebe 134 und der dritten Strebe 136 definiert wird, ein. In bevorzugten Ausführungsformen sind die internen Bereiche 144 und 146 gefüllt mit einem osteogenen Material 145. Vorzugsweise ist dieses osteogene Material 145 bereitgestellt, um an der ersten Strebe, der zweiten Strebe und/oder der dritten Strebe und den Quergliedern 140 und 142 zu haften. Das osteogene Material wird detaillierter nachfolgend diskutiert.
In der dargestellten Ausführungsform schließen die erste Strebe 132, die zweite Strebe 134, die dritte Strebe 136 jeweils ein erstes Ende 133, 135 bzw. 137 ein. Jedes erste Ende 133, 135 und 137 definiert jeweilige Stoßflächen 139, 141 bzw. 143. Die ersten Enden 133, 135 und 137 schließen ein oder mehrere Werkzeugeingriffsstrukturen ein, die als Öffnungen 138A, 138B und 138C gezeigt sind. In alternativen Ausführungsformen wird von dem Implantat 130 nicht gefordert, daß es eine oder beide Stoßflächen oder Werkzeugeingriffsstrukturen an jeder Strebe einschließt. Daher kann das Implantat 130 eine Stoßfläche und/oder eine Werkzeugeingriffsstruktur an einer von der ersten Strebe 132, zweiten Strebe 134 und/oder dritten Strebe 136 einschließen. Vorzugsweise schließen zumindest zwei Streben, beispielsweise die erste Strebe 132 und die dritte Strebe 137, Stoßflächen und/oder Werkzeugeingriffsöffnungen ein.
In bevorzugten Ausführungsformen ist das Implantat 130 konfiguriert, um aufgenommen zu werden innerhalb des intervertebralen Raums an benachbarten Wirbelkörpern. Somit kann das Implantat 130 bereitgestellt sein in einer Vielzahl von Größen, wobei jede Größe konfiguriert ist, um zwischen einem spezifischen Paar von benachbarten Wirbelkörpern eingesetzt zu werden, zum Beispiel Hals-, Brust- oder Lendenwirbeln. Weiterhin kann die Implantatanordnung 130 bereitgestellt sein, so daß die Distanz zwischen der ersten Strebe 132 und der dritten Strebe 136, welche durch Bezugslinie 148 angedeutet ist, gleich zu D₅ gewählt sein kann. Der Wert für D₅ kann gewählt sein, um einen Abschnitt der ersten Strebe 132 und der dritten Strebe 136 an der peripheren Ringstrukturapophyse von benachbarten Wirbeln zu platzieren.
10 ist eine Darstellung von noch einer anderen Ausführungsform einer Implantatanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Implantatanordnung 160, ähnlich zur Implantatanordnung 130, schließt drei Streben 162, 164 und 166 ein. Streben 162, 164 und 166 definieren interne Bereiche 174 und 176. Ein osteogenes Material 178 kann aufgenommen werden innerhalb der internen Bereich 174 und 176. Weiterhin kann ein osteogenes Material 178 ein gefügt sein zwischen den Streben 162 und 164, sowie 164 und 166; zusätzlich umgibt osteogenes Material 178 im wesentlichen die erste Strebe 162, die zweite Strebe 164 und die dritte Strebe 166. Somit können die jeweiligen Streben im wesentlichen umhüllt sein von dem osteogenen Material 178. In bevorzugten Ausführungsformen ist ein Abschnitt der ersten Enden 163, 165 und 167 verfügbar, um an einem Einführungswerkzeug Eingriff zu nehmen. Daher erstrecken sich in einer Ausführungsform die ersten Enden 163, 165 und 167 über osteogenes Material 178 hinaus, um für die Anlage eines Einführungswerkzeuges (nicht gezeigt) verfügbar zu sein.
11 ist eine Perspektivdarstellung einer anderen Ausführungsform einer lordotischen Implantatanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung. Implantatanordnung 190 definiert eine Längsachse 191 und schließt eine erste Strebe 192, eine zweite Strebe 194 und eine dritte Strebe 196 ein. Jeder der jeweiligen Streben 192, 194 und 196 schließen Paare von entgegengesetzten Knocheneingriffsabschnitten 210 und 212, 214 und 216, bzw. 218 und 220 ein.
Die erste Strebe 192, die zweite Strebe 194 und die dritte Strebe 196 können als modulare Komponenten für die Implantatanordnung bereitgestellt sein. Somit sind die Streben 192, 194 und 196 im wesentlichen in derselben Konfiguration und derselben Abmessung bereitgestellt. Daher sind entgegengesetzte Knocheneingriffsflächen 210, 212, 214, 216, 218 und 220 an jeder jeweiligen Strebe durch dieselbe Distanz getrennt. Weiterhin kann jede Strebe 192, 194 und 196 bereitgestellt sein, um lordotische Deformationen zu korrigieren. Zum Beispiel hat die dritte Strebe 196 ein erstes Ende 224 und ein zweites Ende 228. Benachbart zum ersten Ende 224 sind der erste Knocheneingriffsabschnitt 218 und der zweite Knocheneingriffsabschnitt 220 getrennt durch eine Distanz, die von Bezugslinie 222 repräsentiert wird, welche gleich D₁ gewählt wird. Am zweiten Ende 228 ist der erste Knocheneingriffabschnitt 218 vom zweiten Knocheneingriffsabschnitt 220 getrennt durch eine Distanz, die durch Bezugslinie 226 repräsentiert ist, welche gleich D₃ gewählt ist. Distanz D₁ kann größer als D₃ gewählt sein. In bevorzugten Ausführungsformen ist die Implantatanordnung 190 bereitgestellt, um die Scheibenhöhe wiederherzustellen und Wirbelsäulenlordose zu korrigieren.
12 ist eine Darstellung einer Ausführungsform einer gewölbten Implantatanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Implantatanordnung 240 definiert eine Längsachse 241. Die Implantatanordnung 240 schließt eine erste Strebe 242, eine zweite Strebe 244 und eine dritte Strebe 246 ein, die sich in einer Richtung erstrecken, die im wesentlichen parallel zur Längsachse 241 ist. In der dargestellten Ausführungsform stellen die erste Strebe 242 und die dritte Strebe 246 Spiegelbilder voneinander bereit. Die erste Strebe 242 und die dritte Strebe 246 sind so gewählt, daß sie eine erste Höhe transversal zur Längsachse 241 und durch Bezugslinie 245 dargestellt haben. Vorzugsweise ist die erste Höhe gewählt, um eine gewünschte Scheibenraumhöhe bereitzustellen und beizubehalten. Die zweite Strebe 244 ist bereitgestellt, so daß sie eine zweite Höhe, transversal zur Längsachse 241 und dargestellt durch Bezugslinie 243, hat. In den dargestellten Ausführungsformen ist die erste Höhe kleiner als die zweite Höhe gewählt. Vorzugsweise ist die erste Höhe zwischen ungefähr 5 mm und ungefähr 20 mm; noch bevorzugter zwischen ungefähr 10 mm bis ungefähr 15 mm. Die zweite Höhe kann gewählt sein zwischen ungefähr 5 mm und ungefähr 25 mm; noch bevorzugter zwischen ungefähr 10 mm und ungefähr 20 mm.
Wie bei den zuvor beschriebenen Implantatanordnungen schließt jede Strebe 242, 244 und 246 im Implantat 240 entgegengesetzte Paare von Knocheneingriffsflächen ein. Weiterhin können die Knocheneingriffsflächen bereitgestellt sein im wesentlichen wie beschrieben für die Knocheneingriffsflächen der obigen Implantate 10, 40, 70, 90A und 130.
Zusätzlich bezugnehmend auf 13, welche das Einführen von Implantat 250 zwischen benachbarten Wirbeln 252 und 254 darstellt, kann ohne weiteres gesehen werden, daß die Streben 242, 244 und 246 Eingriff nehmen in entgegengesetzten Endplatten 256 und 258 von Vertebralkörpern 252 beziehungsweise 254. Die erste Strebe 242, die zweite Strebe 244 und die dritte Strebe 246 sind dargestellt als sich durch die vertebralen Endplatten 256, 258 und in das schwammige (spongiöse) Knochengewebe hinein erstreckend. Es wird auch als innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung angesehen, erste Strebe 242, zweite Strebe 244 und dritte Strebe 246 bereitzustellen, welche geeignet sein können zum Drücken gegen entgegengesetzte Kortikalisknochen-Endplatten 256 und 258.
Das Implantat 240 hat eine Breite transversal zur Längsachse 241 und dargestellt durch Bezugslinie 247. Vorzugsweise ist die Breite so gewählt, daß das Implantat 120 sich lateral über die Endplatten von entgegengesetzten Wirbeln erstreckt, so daß ein Abschnitt der ersten Strebe 242 und ein Abschnitt der dritten Strebe 246 in die periphere Ringapophyse des Wirbels Eingriff nimmt.
14–16 stellen eine alternative Implantatanordnung nicht gemäß der Erfindung dar. Die Implantatanordnung 260 schließt zumindest eine erste Strebe 262 und eine zweite Strebe 264 ein, die im wesentlich orthogonal zu einander sind. Jede Strebe 262 und 264 schließt erste Knocheneingriffsabschnitte 266 bzw. 268 ein und entgegengesetzte zweite Knocheneingriffsabschnitte 270 beziehungsweise 272. Ein formbares osteogenes Material 271 umgibt im wesentlichen die Streben 262 und 264.
In den dargestellten Ausführungsformen sind die erste Strebe 262 und 264 geeignet, um passend ineinander Eingriff zu nehmen, wie dargestellt in 16. Die erste Strebe 262 schließt einen Schlitz 274 ein, der sich vom zweiten Knocheneingriffsabschnitt 272 aus erstreckt. Der Schlitz 274 schließt eine erste interne Wandung 276, eine entgegengesetzte zweite interne Wandung 278 und eine Endwandung 280, dazwischen angeordnet, ein. Gleichermaßen schließt die zweite Strebe 264 einen Schlitz 290, ein, der sich vom ersten Knocheneingriffsabschnitt 268 aus erstreckt. Der Schlitz 290 schließt eine erste innere Wandung 282, eine entgegengesetzte zweite innere Wandung 284, eine Endwandung 286, dazwischen angeordnet, ein. Wenn zusammengebaut, nimmt der Schlitz 280 der ersten Strebe 262 einen Abschnitt der zweiten Strebe 264 auf. Gleichzeitig nehmen der zweite Schlitz 290 und die zweite Strebe 264 einen Abschnitt der ersten Strebe 262 auf.
Die erste Strebe 262 und die zweite Strebe 264 können erhalten werden aus Scheiben von Kortikalisknochen und eine im wesentlichen rechteckige Gestalt aufweisen mit einer Höhe, die definiert wird durch entgegengesetzte Knocheneingriffsabschnitte 266, 272 und 268, 278 zwischen ungefähr 5 mm und ungefähr 80 mm. In einer Form kann die Implantatanordnung 260 dimensioniert sein, um eingefügt zu werden in einen Scheibenraum zwischen benachbarten Wirbeln. Die Höhe der erste Strebe 262 und der zweiten Strebe 264 kann ausgewählt sein zwischen ungefähr 5 mm und ungefähr 20 mm. In einer anderen Form kann die Implantatanordnung 260 dimensioniert sein, um einen Wirbelkörper zu ersetzen. Wenn so konfiguriert, können die erste Strebe 262 und die zweite Strebe 264 eine Höhe haben, die ausgewählt ist zwischen ungefähr 50 mm und 80 mm.
Die erste Strebe 262 und die zweite Strebe 264 nehmen ineinander Eingriff um eine obere Fläche 265 und eine untere Fläche 267 bereitzustellen, die im wesentlichen planar sind. Alter nativ kann das zusammengesetzte Implantat 260 geeignet sein, um eine obere Fläche 265 und eine untere Fläche aufzuweisen, die passend in die entgegengesetzten Endplatten von Wirbeln, die der Implantierungsstelle benachbart sind, Eingriff zu nehmen und dagegen zu drücken. In alternativen Formen kann das Implantat 260 beispielsweise eine gewölbte obere Fläche 265 und/oder untere Fläche 267 aufweisen, ähnlich konfiguriert zu dem oberen und unteren Flächen von Implantat 240. Noch weiter kann das Implantat 260 eine lordotische Konfiguration wie für Implantat 290 dargestellt aufweisen. Das Implantat 260 kann auch beschrieben werden als eine im wesentliche zylindrische Implantatkonfiguration bereitstellend. Jedoch wird es als innerhalb des Schutzbereichs dieser Erfindung angesehen, das Implantat 260 in einer weiten Vielfalt von Konfigurationen vorzusehen. Vorzugsweise ist das Implantat 260 bereitgestellt in einer Gestalt, die dem nucleus pulposa ähnlich ist. Andere beispielhafte Konfigurationen schließen sphärisch, eiförmig, kegelstumpfförmig und nierenförmig geformt ein.
17–19 stellen eine andere Ausführungsform einer Implantatanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Implantatanordnung 300 schließt eine erste Knochen-abgeleitete Strebe 302 und eine zweite Knochen-abgeleitete Strebe 304 ein. Jede von erster Strebe 302 und zweiter Strebe 204 schließt Paare von entgegengesetzten Knocheneingriffsflächen 307, 309, sowie beziehungsweise 311, 313 ein. Das Implantat 300 schließt auch zumindest ein, vorzugsweise zwei, Querglieder 306 ein, die sich zwischen Strebe 302 und Strebe 304 erstrecken. Ein osteogenes Material 310 ist eingefügt zwischen der ersten Strebe 302 und der zweiten Strebe 304.
Die erste Strebe 302 und die zweite Strebe 304 definieren jede eine kurvenförmige Wandung 312 beziehungsweise 314. Die kurvenförmige Wandung schließt einen ersten inneren Wandungsabschnitt 316 ein, welcher als eine konkave Fläche bereitgestellt sein kann, und einen äußeren Wandungsabschnitt 318, welcher als eine konvexe bereitgestellt sein kann. Gleichermaßen kann auch die zweite Strebe 314 mit kurvenförmigen Wandungsabschnitt einen inneren Wandungsabschnitt 320, bereitgestellt als eine konkave Fläche, und einen äußeren Wandungsabschnitt 322, bereitgestellt als ein konvexer Wandungsabschnitt, einschließen. In ausgewählten Konfigurationen können die ersten und zweiten Streben 302 und 304 erhalten werden aus dem Knochenmittelstück von langen Knochen, so daß die jeweiligen konkaven Flächenabschnitte aus dem Markkanal abgeleitet sind und/oder diesen approximieren. Weiterhin können erste und zweite Streben 302 und 304 bereitgestellt sein mit Werkzeugein griffsöffnungen 303 und beziehungsweise 305. Das Implantat 300 kann bereitgestellt sein in einer Vielfalt von Abmessungen zur Benutzung im intervertebralen Raum zwischen benachbarten Wirbeln einschließlich Halswirbel, Brustwirbel und Lendenwirbel. Vorzugsweise sind die erste Strebe 302 und die zweite Strebe 304 um eine Distanz voneinander beabstandet, so daß entgegengesetzte Paare von Knocheneingriffsflächen 307, 309, sowie 311, 313 gegen die periphere Ringapophyse der benachbarten Vertebralkörper drücken, wie in 19 dargestellt.
Wie oben offenbart, schließen die dargestellen Ausführungsformen der Implantate 10, 40, 70, 90A, 90B, 130, 160, 190, 240, 260 und 300 erwähnte Querglieder ein. Die Querglieder sind geeignet um Eingriff zu nehmen an der jeweiligen ersten und zweiten Strebe der jeweiligen Implantate. Die Querglieder können, müssen aber nicht, an entgegengesetzten Streben mittels eines Haftmittels gesichert sein. Beispiele von zusätzlichen Eingriffsabschnitten und Methoden zur Sicherung der Querglieder an entgegengesetzten Streben sind dargestellt in 20–23.
In 20 nimmt das Querglied 340 Eingriff in einer Nut wie einem Schwalbenschwanz-Schlitz 342, ausgebildet in einer ersten Wandungsfläche 343 von Strebe 344. In der dargestellten Ausführungsform nimmt ein Schwalbenschwanzabschnitt 346 passend Eingriff in den Schwalbenschwanz-Schlitz 342. Für ausgewählte Implantatanordnungen, beispielsweise Implantatanordnungen 130, 160, 190 und 240, kann die Strebe 342 einen zweiten Schwalbenschwanz-Schlitz, ausgebildet an der entgegengesetzten Wandungsfläche, einschließen. Wenn so bereitgestellt, kann die Strebe 342 in zwei oder mehreren Streben Eingriff nehmen, die sich durch die Implantatanordnungen erstrecken. 21 stellt eine alternative Ausführungsform für den Eingriff eines veranschaulichenden Quergliedes 350 an einer Strebe 352 dar. Das Querglied 350 schließt einen Endabschnitt 354 ein, der in einer Öffnung 356, ausgebildet in Strebe 352, Eingriff nimmt. In der dargestellten Ausführungsform schließt der Endabschnitt 354 externe Gewinde 355 ein, die bereitgestellt sind, um gewindemäßig in einem mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 357 von Öffnung 356 Eingriff zu nehmen.
22 stellt eine andere Ausführungsform eines veranschaulichenden Quergliedes 360 zum Eingriff nehmen in einer Strebe 362 dar. Ein Endabschnitt 364 von Querglied 360 erstreckt sich durch eine Öffnung 366, die in Strebe 362 ausgebildet ist. Ein Rückhaltezapfen ist aufgenommen durch eine zweite Öffnung 380, die im wesentlichen orthogonal zur Öffnung 366 in Strebe 362 ausgebildet ist und Eingriff nimmt in den Endabschnitt 364 des Quergliedes 360, um die Entnahme des Endabschnittes 364 aus der Öffnung 366 zu verhindern.
23 stellt ein Querglied dar, das als eine einzelne, im wesentlichen planare Struktur konfiguriert ist, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist. Das Querglied 368 schließt eine Zunge 369 ein, die dazu geeignet ist, passend aufgenommen zu werden innerhalb einer Nut 373, die in einer ersten Strebe 371 ausgebildet ist. Eine zweite Strebe 375 kann eine zweite Nut 377 bereitstellen, um eine zweite Zunge am Querglied 368, entgegengesetzt zur Zunge 369, aufzunehmen.
24 und 25 stellen noch eine weitere Ausführungsform eines Eingriffs eines Querglieds 370 an einer Strebe 372 dar. Der Endabschnitt 374 von Querglied 370 ist aufgenommen innerhalb einer Öffnung 376, ausgebildet in Strebe 372. Ein Rückhaltering 378 nimmt passend Eingriff in einer Nut 380, ausgebildet am Endabschnitt 374, der sich über Strebe 372 hinaus erstreckt. Dies verhindert wirksam die Entnahme von Querglied 370 aus der Öffnung 376 von Strebe 372.
Nun bezugnehmend auf 26 wird dort ein Schema einer Knochenscheibe 400 dargestellt, die aus einem langen Knochen geschnitten wurde, wie einem Schienbeinknochen oder einem Oberschenkelknochen. Knochenscheibe 400 kann entlang der Bezugslinien 404 und/oder 406 geschnitten sein, um eine Vielfalt von Knochen-abgeleiteten Implantaten bereitzustellen. Zum Beispiel kann die Knochenscheibe 400 aufgeteilt werden in einen Zentralausschnitt 402, welcher benutzt werden kann als ein integral ausgebildetes Implantat, möglicherweise zum Einsetzen in benachbarte Wirbelkörper. Beispiele integral ausgebildeter Implantate sind beschrieben in U.S. Patenten Nr. 5,972,368, erteilt an McKay und in 5,033,438, erteilt an Bianchi. Knochenabschnitte 408 und 410, die nach der Erlangung des Zentralausschnittes 402 überbleiben, können benutzt werden um eine erste, zweite oder dritte Strebe für die Implantatanordnungen gemäß der vorliegenden Erfindung bereitzustellen. Weiterhin können Knochenabschnitte 408 und/oder 410 weiter aufgeteilt werden, um Querglieder bereitzustellen, die sich von der ersten Strebe zu einer zweiten Strebe oder von einer zweiten Strebe zu einer dritten Strebe erstrecken. Es wird auch auffallen, daß die abgebildeten Knochenabschnitte 408 und 410 erste Enden 412 beziehungsweise 414 definieren, die dicker sind als die jeweiligen entgegengesetzten zweiten Enden 416 bzw. 418.
Das osteogene Material ist ausgewählt, um an der Implantatanordnung zu haften. Weiterhin schließt das osteogene Material vorzugsweise eine demineralisierte Knochenmatrix und optional einen Träger, wie einer Gelatinesubstanz, ein. Die demineralisierte Knochenmatrix kann bereitgestellt sein in der Form eines Puders, einer Paste oder eines Gels. Wenn als Puder bereitgestellt kann das osteogene Material wieder hergestellt werden mit sterilem Wasser, physiologischer Kochsalzlösung, Glyzerin oder anderen physiologischen Lösungen. Das wiederhergestellte Material wird um die Implantatanordnung geformt. Ein osteogenes Material kann an der Implantatanordnung angebracht werden durch den Chirurgen während der Operation oder die Abstandhalteranordnung kann mit der voraufgetragenen Zusammensetzung geliefert werden. In solchen Fällen kann die osteogene Zusammensetzung stabilisiert werden für Transport und Lagerung. Vorzugsweise ist das osteogene Material bereitgestellt als ein Kitt, der zurückgehalten werden kann in oder an der Implantatanordnung. Der osteogene Kitt ist ein formbares, fließbares Material, das bei ungefährer Körpertemperatur zu einer halbstarren Form wird. Die Implantatanordnung mit dem osteogenen Material wird dann eingefügt in einen vorbereiteten Scheibenraum. Das osteogene Material kann auch eine Verstärkung wie Knochenchips einschließen, vorzugsweise Kortikalknochenchips. Beispiele von osteogenem Material, das geeignet ist zur Benutzung mit dieser Erfindung schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf: OSTEOFIL^TM, welches im Handel erhältlich ist von Regeneration Technologies, Inc. aus Alachua, Florida, GRAFTON CRUNCH^TM erhältlich von Osteotech aus Eatontown, NJ und ALLOMATRIX^TM, erhältlich von Allosource aus Denver, Colorado.
Der Begriff osteogene Zusammensetzung wie er hierin benutzt wird bedeutet im Grund jegliches osteokonduktives oder osteoinduktives Material, das Knochenwachstum oder -heilung fördert, einschließlich natürlicher, synthetischer oder rekombinierender Proteine, Hormone und dergleichen. Die in dieser Erfindung benutzten osteogenen Materialien umfassen vorzugsweise eine therapeutisch wirksame Menge eines knocheninduktiven Faktors, wie einem Knochen-morphogenetischen Protein in einem pharmazeutisch zulässigem Träger. Beispiele von Faktoren schließen rekombinierende Menschenknochen-morphogenetische Proteine (recombinant human bone morphogenic proteins, rhBMPs) rhBMP-2, rhBMP-4 und Heterodimer davon ein. Jegliches Knochen-morphogenetisches Protein wird jedoch in Erwägung gezogen, einschließlich Knochen-morphogenetischer Proteine, die als BMP-1 bis BMP-13 entwickelt sind, welche erhältlich sind von Genetics Institutes, Inc., Cambridge, Mass. Alle oste oinduktiven Faktoren werden in Erwägung gezogen, ob sie wie oben erhalten werden oder aus Knochen isoliert sind.
Die vorliegende Erfindung betrachtet auch Modifikationen des Implantats und der Verfahren, wie sie Fachmännern einfallen würden. Es wird auch in Erwägung gezogen, daß Prozesse, die in der vorliegenden Erfindung dargestellt sind, geändert, umarrangiert, ersetzt, gestrichen, dupliziert, kombiniert oder hinzugefügt werden können zu anderen Prozessen, wie es Fachmännern einfallen würde, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, wie er von den angehängten Ansprüchen definiert wird, abzurücken. Es wird weiterhin verstanden, daß die oben beschriebenen Knochen-abgeleiteten Komponenten individuelle modulare Einheiten sind, die kombiniert und/oder zusammengesetzt werden können in/zu zusätzlichen Konfigurationen, die nicht spezifisch dargestellt sind in den hierin eingeschlossenen Figuren. Alle dieser individueller Knochen abgeleiteten Komponenten können bereitgestellt sein in variierenden Größen und schließen jegliche spezifischen Flächenmerkmale und Strukturen ein, die mit den hierin dargestellten oder beschriebenen Ausführungsformen in Verbindung gebracht werden.

Claims

Implantat zur Förderung von Knochenfusion zwischen benachbarten Vertebralkörpern, wobei das Implantat eine äußere Fläche, eine Längsachse hat und eine Anordnung von Kortikalisknochen-abgeleiteten Komponenten umfasst, wobei die Komponenten umfassen: eine erste Strebe (12) mit einem ersten Knocheneingriffsabschnitt (20), einem entgegengesetzten zweiten Knocheneingriffsabschnitt (22) und einer dazwischen in einer im wesentlichen orthogonal zur Längsachse gelegenen Ebene angeordneten ersten Stoßfläche (25) und einem zur ersten Stoßfläche entgegengesetzten zweiten Ende (34); eine von der ersten Strebe beabstandete zweite Strebe (14), wobei die zweite Strebe einen dritten Knocheneingriffsabschnitt (24), einen entgegengesetzten vierten Knocheneingriffsabschnitt (26), eine dazwischen in einer zur Längsachse im wesentlichen orthogonal gelegenen Ebene angeordneten zweite Stoßfläche (27) und ein der zweiten Stoßfläche (27) entgegengesetztes zweites Ende (35) aufweist, wobei die zweite Strebe zusammen mit der ersten Strebe einen inneren Raum (49) definiert, wobei die erste Strebe (12) und die zweite Strebe (14) jeweils eine sich in den inneren Raum öffnende Öffnung (38, 39) einschließen; ein längliches Querglied (16, 16A), sich von der ersten Strebe zur zweiten Strebe erstreckend und ein innerhalb der Öffnung (38) der ersten Strebe (12) eingriffnehmendes erstes Ende (36, 36A) und ein innerhalb der Öffnung (39) der zweiten Strebe eingriffnehmendes zweites Ende (36B) einschließend; und ein osteogenes Material (48), zwischen der ersten (12) und zweiten (14) Strebe gelegen und geeignet zur Bereitstellung einer halbstarren geformten Komponente formbar zu sein; und wobei die erste und zweite Stoßflächenebene im wesentlichen parallel zum länglichen Querglied positionierte Flächen definieren, dadurch gekennzeichnet, dass jede dieser ebenen Flächen eine Werkzeugeingriffsöffnung (30) umfasst und das osteogene Material an zumindest einem/einer von erster Strebe, zweiter Strebe und dem Querglied haftet.
Implantat nach Anspruch 1, wobei das osteogene Material Knochenschwammsubstanzpartikel einschließt.
Implantat nach Anspruch 1 oder 2, wobei das osteogene Material bei einer Temperatur zwischen ungefähr 35°C und ungefähr 40°C härtet.
Implantat nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das osteogene Material geeignet ist, einen Anteil einer kompressiven Last, die von benachbarten Vertebralkörpern ausgeübt wird, ohne signifikante Verformung der geformten Komponente zu unterstützen, wenn das Implantat innerhalb des zwischen den Wirbeln liegenden Raums aufgenommen ist.
Implantat nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Querglied (16, 16A) positioniert ist, um transversal zur Längsachse zu liegen und sich durch den inneren Raum zu erstrecken.
Implantat nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Strebe (12) und die zweite Strebe geeignet sind, Belastung zu minimieren, das osteogene Material abschirmend, wenn die Implantatanordnung innerhalb des zwischen den Wirbeln liegenden Raums aufgenommen ist.
Implantat nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste, zweite, dritte und vierte Knocheneingriffsabschnitt Antiausstoßstrukturen (28) aufweisen.
Implantat nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste und zweite Strebe (12, 14) zur Bereitstellung eines Implantats dimensioniert sind, das geeignet ist, zwischen gegenüberliegenden Endplatten benachbarter Lendenwirbel implantiert zu werden.
Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste und zweite Strebe (12, 14) zum Bereitstellen eines Implantats dimensioniert sind, das geeignet ist, zwischen gegenüberliegenden Endplatten benachbarter Halswirbel oder benachbarter Brustwirbel implantiert zu werden.
Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste Strebe (12) und die zweite Strebe (14) jede eine Höhe quer zur Längsrichtung zwischen ungefähr 5 mm und ungefähr 20 mm haben.
Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste Strebe (12) und die zweite Strebe (14) geeignet sind, in gegenüberliegenden Wirbelendplatten Eingriff zu nehmen und Rückgratkrümmung zu erleichtern.
Implantat nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Knocheneingriffsabschnitt vom zweiten Knocheneingriffsabschnitt durch eine Distanz D₁ getrennt ist und der dritte Knocheneingriffsabschnitt vom vierten Knocheneingriffsabschnitt durch eine Distanz D₂ getrennt ist, die geringer als D₁ ist.
Implantat nach Anspruch 12, wobei D₁ zwischen ungefähr 5 mm und ungefähr 20 mm ist.
Implantat nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Öffnung einen Innengewindeabschnitt aufweist und das proximale Ende des Querglieds Außenschraubgewinde aufweist zum schraubenartigen Eingriffnehmen am Innengewindeabschnitt.