DE69922813T2

DE69922813T2 - Zwischenkörperliches wirbelkäfigimplantat

Info

Publication number: DE69922813T2
Application number: DE69922813T
Authority: DE
Inventors: Christian Baccelli; Frederic Conchy
Original assignee: Dimso SA
Current assignee: Stryker Spine SAS
Priority date: 1998-09-04
Filing date: 1999-09-03
Publication date: 2005-11-10
Anticipated expiration: 2019-09-04
Also published as: EP1109515B1; AU5520999A; AU775236B2; US6454805B1; DE1109515T1; ES2167291T1; CA2342714C; EP1109515A1; DE69922813D1; ATE285206T1; FR2782914B1; ZA200101926B; CA2342714A1; WO2000013618A1; JP2002524140A; JP4048713B2; FR2782914A1; KR20010082192A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich generell auf intersomatische Käfige, die für den partiellen oder kompletten Ersatz einer Bandscheibe bei einem chirurgischen Eingriff verwendet werden, und eine Fusion der Knochen zwischen den darüber und darunter liegenden Wirbelflächen erlauben.
Im Stand der Technik ist bereits eine gewisse Anzahl von intersomatischen Käfigen bekannt. Ein besonders weit verbreiteter Käfig besteht aus einem einteiligen Körper aus einem biokompatiblen Material, wie zum Beispiel einer Titanlegierung oder einem rostfreien Stahl, dessen Oberseite und Unterseite Reliefs aufweisen, wie zum Beispiel Riefen mit einem dreieckigen Querschnitt, mit deren Hilfe eine Verankerung in den darüber und darunter liegenden Wirbelflächen hergestellt wird, wenn die Abspreizung zwischen den Wirbeln für das Einsetzen des Implantats gelockert wird. Ein solcher Käfig ist ebenfalls mit mindestens einer Öffnung ausgestattet, welche den Körper von oben nach unten durchquert und an der Oberseite und der Unterseite dieses Körpers mündet. Der durch diese Öffnung gebildete Hohlraum wird mit einem osteogenen Material oder einem Knochenimplantat befüllt, um dadurch ein Knochenwachstum zwischen den Wirbelflächen und langfristig eine steife Fusion der Knochen zwischen diesen Flächen zu gewährleisten.
Ein Implantat nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der EP-A-6697200 bekannt.
Diese bekannten Käfige unterliegen jedoch bestimmten Limitierungen, und zwar insbesondere in bezug auf die Haltbarkeit der Verankerung in den Wirbelflächen, die für die Fusion der Knochen unerlässlich wichtig ist.
Diese Käfige sind ebenfalls schlecht an die Form der Halswirbel angepasst, bei denen sich die konkave Konfiguration der Wirbelfläche das Prinzip einer solchen Verankerung mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Riefen per se nur unzureichend verwirklicht werden kann.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die aus dem Stand der Technik bekannten Limitierungen zu vermeiden und ein neues Implantat vom Typ eines intersomatischen Käfigs vorzuschlagen, der gut für eine Implantierung im Bereich der Halswirbelsäule geeignet ist, und in der Lage ist, sich mit einer ausgezeichneten Verankerung mit den Wirbelflächen zu verbinden.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Implantat dieses Typs eines intersomatischen Käfigs vorzuschlagen, der einen besonders einfachen Aufbau hat und dessen Gewicht im Vergleich zu den aus dem Stand bekannten Käfigen reduziert werden kann, die vollkommen aus einem Metall hergestellt sind, und dessen Herstellung einfacher und weniger kostspielig ist.
Daher wird mit der vorliegenden Erfindung ein Implantat vom Typ eines intersomatischen Käfigs vorgeschlagen, der insbesondere für die Halswirbelsäule verwendet werden kann, und der einen Körper mit einer Oberseite und einer Unterseite aufweist, die an den darüber liegenden und den darunter liegenden Wirbelflächen anliegen und der außerdem mindestens eine durchgehende Öffnung aufweist, die in dieser Oberseite und dieser Unterseite münden, dadurch gekennzeichnet, dass er außerdem ein Verankerungsorgan aufweist, das so montiert ist, dass es sich in dieser durchgehenden Öffnung verschieben kann, wobei dieses Verankerungsorgan eine Auflagefläche enthält, die an eine erste Wirbelfläche angelegt werden kann, sowie mindestens ein hervorstehendes Verankerungselement, das sich ab dieser Auflagefläche in Richtung der gegenüberliegenden Wirbelfläche erstrecken kann, und das Implantat so zwischen den Wirbelflächen komprimiert werden kann, dass das Verankerungsorgan mit Hilfe der ersten Wirbelfläche an dieser Auflagefläche gespannt wird, um sich gegenüber dem Körper zu verschieben, und dadurch mindestens eines der hervorstehenden Elemente aus der Fläche des Körpers hervorsteht, die gegen die gegenüberliegende Wirbelfläche gerichtet ist, und in diesem verankert wird.
Bevorzugte aber nicht einschränkende Aspekte des Implantats nach der vorliegenden Erfindung werden nachstehend beschrieben:

– der Körper besitzt auf mindestens auf einer seiner Oberseiten und Unterseiten komplementäre Verankerungsmittel;
– das Verankerungselement besitzt eine Vielzahl von hervorstehenden Elementen;
– diese hervorstehendenden Elemente haben eine längliche Form und sind untereinander parallel angeordnet;
– das oder die hervorstehenden Verankerungselemente haben die Form einer Spindel mit einem freien spitzen Ende;
– die Öffnung des Körpers besitzt ein Widerlager für das Verankerungsorgan besitzt, um den Hub des Verankerungsorgans zu limitieren, welcher durch die erste Wirbelfläche bewirkt wird;
– diese Anordnung besteht aus einer Schulter zwischen zwei Teilen unterschiedlicher Größe dieser Öffnung;
– dieser Teil des Verankerungsorgans wird in engem Sitz in den größeren Teil der Öffnung eingesetzt;
– wenn das Verankerungsorgan an dem Widerlager zur Anlage kommt, befindet sich das anliegende Teil dieses Organs vollkommen in der Unterseite des Körpers;
– dieses Verankerungsorgan weist eine Vielzahl von hervorstehenden Verankerungselementen auf, die eng an den kleineren Teil der Öffnung angepasst sind;
– der Auflageteil des Verankerungsorgans hat die Form eines Ringes, dessen zentrale Öffnung die Kontinuität der Passage zwischen der Oberseite und der Unterseite des Körpers durch die Öffnung des Körpers gewährleistet;
– der Körper besitzt eine weitgehend abgerundete äußere Form, die Bereiche mit einer starken Krümmung und Bereiche mit einer geringeren Krümmung enthält;
– die Öffnung des Körpers weist ein ähnliches Profil auf, wie die äußere Form des Körpers;
– auf dem Verankerungsorgan ist eine Vielzahl von hervorstehenden Elementen in der Nähe der Bereiche mit der starken Krümmung der Öffnung angeordnet und sind in Verstärkungen eingesetzt, die in diesen Bereichen ausgebildet sind;
– eine der Oberseiten und der Unterseiten des Körpers hat eine konvexe Form;
– die Auflagefläche des Verankerungsorgans ist weitgehend flach ausgebildet;
– der Körper ist aus einem biokompatiblen Polymermaterial hergestellt, wie zum Beispiel einem Polyether-Ether-Keton;
– das Verankerungsorgan ist aus einer biokompatiblen Metalllegierung hergestellt.

Weitere Aspekte, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich deutlicher aus der Lektüre der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung, die als nicht einschränkendes Beispiel angegeben ist und in bezug auf die beigefügten Zeichnungen durchgeführt wird, in denen folgendes dargestellt ist:
Die 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Implantats nach der vorliegenden Erfindung;
Die 2 zeigt eine Vorderansicht der Fläche des Implantats, das in der 1 dargestellt ist;
Die 3 zeigt eine untere Ansicht des Implantats, das in den 1 und 2 dargestellt ist;
Die 4 zeigt eine obere Ansicht des Implantats, das in den 1 bis 3 dargestellt ist;
Die 5 zeigt einen Längsschnitt entlang der Linie V-V in der Darstellung der 4;
Die 6 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie VI-VI in der Darstellung der 4 in einer ersten Position des Implantats; und
Die 7 zeigt eine analoge Ansicht zu der Darstellung der 6 in einer zweiten Position des Implantats.
In der beigefügten Zeichnung ist ein Implantat dargestellt, welches einen intersomatischen Käfig zwischen zwei Wirbelflächen vorzugsweise in Höhe der Halswirbel bildet, und der aus zwei Teilen besteht, das heißt, aus einem Körper des äußeren Käfigs 10 und einer inneren Armatur 20.
Der Körper des Käfigs besitzt in diesem Fall von oben gesehen ein weitgehend dreieckiges Profil mit abgerundeten Ecken. Es sind aber auch andere Profile möglich, die ebenfalls alle abgerundete Ecken haben.
Der Körper 10 besitzt eine weitgehend flache Oberseite 14 mit dreieckigen Riefen 141, die im wesentlichen rechtwinklig zu der Richtung der Anordnung zwischen den Wirbelflächen verlaufen, und welche die Verankerung in der darunter liegenden Wirbelfläche unterstützen.
Die Unterseite 13 des Körpers besitzt eine konvexe Form, welche im wesentlichen die natürliche Konkavität der Oberseite der darunter liegenden Fläche des Halswirbels ergänzt. Diese Unterseite 13 ist ebenfalls mit Riefen 131 ausgestattet, welche die Verankerung in der darunter liegenden Wirbelfläche herstellt.
Die Unterseite 13 des Körpers hat eine konvexe Form, die sich weitgehend mit der natürlichen Konkavität der Oberseite der darunter liegenden Fläche des Halswirbels ergänzt. Diese Unterseite 13 ist ebenfalls mit Riefen 131 ausgestattet, mit deren Hilfe die Verankerung in der darunter liegenden Wirbelfläche bewerkstelligt wird.
Zwischen dieser Oberseite und dieser Unterseite verläuft eine weitgehend glatte periphere Fläche 12, in deren vorderem Bereich eine Öffnung 121 ausgebildet ist, die vorzugsweise mit einem Innengewinde ausgestattet ist, um dadurch bei dem Einsatz das Implantat am Ende eines per se klassischen Instrumentes zu montieren.
Der Körper 10 enthält einen Hohlraum 11, der an seiner Oberseite und seiner Unterseite mündet, wobei dieser Hohlraum aus einem oberen Teil 111 und einem unteren Teil 112 besteht, der etwas größer ist, als der obere Teil, um so am Übergang zwischen diesen Teilen eine Schulter zu bilden, deren Zweck später noch näher erklärt wird.
Man wird feststellen, dass die Wand 16, welche den Hohlraum 11 bildet, dieselbe hier weitgehend dreieckige Form mit abgerundeten Ecken hat, wie das äußere Profil des Körpers 10.
Die Armatur 20 besteht aus einem Teil, das so beschaffen ist, dass es in den Hohlraum 11 eingesetzt werden kann. Diese Armatur besitzt an ihrer Basis einen Ring 22, der weitgehend in einer horizontalen Ebene liegt und dessen Außenseite mindestens über einen großen Bereich seines Verlaufs die Form der Wand des unteren Teils 112 des Hohlraums 11 des Körpers 10 annimmt, damit er in diesem unteren Teil vertikal verschoben werden kann. Dieser Ring wird von einer zentralen Öffnung 221 durchquert.
Ab diesem Ring verlaufen in diesem Fall drei Zacken 21 in die obere Richtung, welche die Form von zylindrischen Spindeln haben, deren oberes Ende konisch ist, um eine nach oben gerichtete Spitze zu bilden. Diese Zacken verlaufen vorzugsweise aus drei Bereichen des Ringes, welche den drei „Ecken" des abgerundeten Dreiecks entsprechen, das durch den Hohlraum 11 des Körpers 10 gebildet wird, und werden so positioniert, dass sie weitgehend entlang der Innenwand verlaufen, welche den engeren oberen Teil 111 dieses Hohlraums bildet, um dadurch ebenfalls eine Führung für die genannte seitliche Verschiebung herzustellen.
Insbesondere sind in diesem Fall die Zacken 21 am äußeren Rand des Ringes 22 angeordnet, während die Wand 16 in Höhe des oberen Teils 111 des Hohlraums lokal an den Zacken 21 leichte Verstärkungen 161 aufweist, welche Aufnahmen für die jeweiligen Zacken bilden und die vorgenannte Führung gewährleisten.
Hier kann man feststellen, dass die zentrale Öffnung 221 des Ringes trotz der Anwesenheit der Armatur 20 erlaubt, die Kontinuität der Passage zwischen der Oberseite und der Unterseite des Körpers 10 zu erhalten, die durch ihren Hohlraum 11 definiert wird.
Die Anordnung des Implantats erfolgt dadurch, dass die Armatur 20 in den Körper 10 in der Position eingesetzt wird, die in den 2 und 6 dargestellt ist, das heißt so, dass die Zacken gegenüber der Oberseite 14 des Körpers 10 leicht nach hinten versetzt oder bündig angeordnet sind.
Der untere Bereich des Implantats, der durch den Hohlraum 11 definiert wird, wird ganz oder teilweise mit einem Knochenimplantat oder einer osteogenen Substanz befüllt. Nachdem die Abspreizung zwischen den Flächen der Halswirbel mit Hilfe eines klassischen Instrumentes durchgeführt worden ist, wird das Implantat zwischen diesen Wirbelflächen angeordnet. Nach der Lösung der Abspreizung wird das Implantat zwischen den Wirbelflächen komprimiert, und die untere Wirbelfläche, an deren natürliche Konkavität hiermit erinnert wird, spannt die Armatur 20 in der oberen Richtung, in dem sie auf den Ring 22 einwirkt, dessen Planheit bewirkt, dass im Augenblick des Einbaus einige seiner Bereiche in der unteren Richtung gegenüber der unteren konvexen Seite 13 des Körpers überstehen. Durch die Ausübung dieses Druckes drückt die untere Wirbelfläche die Armatur 20 nach oben, um dadurch zu bewirken, dass die Zacken 21 in der oberen Richtung über die Oberseite 14 des Körpers überstehen (siehe die Darstellung der 7), und die Spitzen der Zacken dringen in die obere Wirbelfläche ein, um dadurch eine besonders wirksame Verankerung zu bewirken. Die Riefen 131, 141 bewirken ihrerseits eine sekundäre Verankerung, welche die Hauptverankerung ergänzt, die mit Hilfe der Zacken 21 hergestellt wird.
In diesem Zusammenhang wird man feststellen, dass das durch die Schulter 113 gebildete Widerlager erlaubt, die Bewegung der Armatur 20 in der oberen Richtung zu begrenzen, und dadurch den Grad der Penetration der Zacken in die obere Wirbelfläche gut zu kontrollieren, da bekannt ist, dass eine zu starke Penetration die Gefahr birgt, dass der Wirbelkörper brüchig werden kann.
Man wird ebenfalls feststellen, dass sich in dieser Stellung des Widerlagers, wie sie in der 7 dargestellt ist, der Ring 22 der Armatur 20 weitgehend bündig gegenüber der Unterseite 13 des Körpers 10 angeordnet ist, so dass die Anlage des Körpers an der unteren Wirbelfläche auf einer maximalen Fläche unter guten Bedingungen erfolgen kann.
Aus der vorstehenden Beschreibung kann man erkennen, dass die Armatur 20 aufgrund ihrer ergänzenden Form mit der Innenseite des Körpers 10 die Funktion einer Verstärkung dieses Körpers erfüllt. Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Armatur 20 aus einem biokompatiblen Metall hergestellt wird, wie zum Beispiel einer Titanlegierung oder einem rostfreien Stahl, während der Körper 20 aus einem biokompatiblen Polymer hergestellt wird, wie zum Beispiel einem Polyether-Ether-Keton (PEEK), ohne dass die Robustheit des Implantats beeinträchtigt wird.
Auf diese Weise verfügt man über ein Implantat mit einem geringeren Gewicht, das einfacher und wirtschaftlicher hergestellt werden kann, wobei der Körper 10 mit Hilfe der Gießtechnik hergestellt werden kann.
Da das Polymer strahlendurchlässig ist, erlaubt die Tatsache, dass die Armatur 20 aus einem Metall besteht, eine postoperative Überprüfung der Haltbarkeit des Implantats mit Hilfe der Radiographie.
Daher besitzt die Armatur 20 in diesem Fall in ihren drei Hauptfunktionen, das heißt, eine Funktion der Hauptverankerung, eine Funktion der Verstärkung des Körpers und eine Funktion der Röntgenkontrolle.
Selbstverständlich können die Anzahl und die Anordnung der Zacken 21 ebenso wie die Größe und die Form des Hohlraums 10 verändert werden, in den die Armatur eingesetzt wird. Um jedoch eine solide Fusion der Knochen zu gewährleisten, nimmt der horizontale Querschnitt des Hohlraums 11 mindestens ein Viertel des horizontalen Querschnitts der Außenseite des Implantats ein.

Claims

Implantat von der Art einer intersomatischen Höhle, insbesondere für Zervikalwirbel, das einen Körper (10) mit einer oberen Fläche (14) und einer unteren Fläche (13) aufweist, die sich an die oben und unten liegenden Wirbelflächen anpassen können, und der mindestens eine durchgehende Öffnung (11.) aufweist, die an diesen oberen und unteren Flächen mündet, dadurch gekennzeichnet, dass er außerdem ein Verankerungsorgan (20) aufweist, das so montiert ist, dass es sich in dieser durchgehenden Öffnung verschieben kam, wobei dieses Verankerungsorgan einen Auflageteil (22) enthält, der an eine erste Wirbelfläche angelegt werden kann, sowie mindestens ein hervorstehendes Verankerungselement (21), das sich ab dieser Auflagefläche in Richtung der gegenüberliegenden Wirbelfläche erstrecken kann, und das Implantat so zwischen den Wirbelflächen komprimiert werden kann, dass das Verankerungsorgan (20) mit Hilfe der ersten Wirbelfläche an dieser Auflagefläche gespannt wird, um sich gegenüber dem Körper zu verschieben, und dadurch mindestens eines der hervorstehenden Elemente (21) aus der Fläche des Körpers hervorsteht, die gegen die gegenüberliegende Wirbelfläche gerichtet ist, und in diesem verankert wird.
Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper mindestens an einer seiner oberen und unteren Flächen (14, 13) Einsätze für eine zusätzliche Verankerung (141, 131) aufweist.
Implantat nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Verankerungsorgan (20) eine Vielzahl von hervorstehenden Elementen (21) aufweist.
Implantat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese hervorstehenden Elemente (21) eine längliche Form haben und weitgehend parallel zueinander angeordnet sind.
Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die hervorstehenden Verankerungselemente (21) die Form einer Spindel mit einem freien spitzen Ende haben.
Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (11) des Körpers einen Sitz (113) für das Verankerungselement (20) aufweist, um dessen Verschiebungshub zu begrenzen.
Implantat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Sitz aus einer Schulter (113) besteht, die zwischen zwei Teilen (111, 112) unterschiedlicher Größe der Öffnung (11) angeordnet sind.
Implantat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Auflageteil (22) des Verankerungsorgans im engen Sitz in dem größeren Teil (112) der Öffnung (11) angeordnet ist.
Implantat nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Verankerungsorgan an dem Sitz (113) abstützt, und der Auflageteil (22) dieses Organs vollkommen von der unteren Fläche (13) des Körpers (10) eingefasst wird.
Implantat nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verankerungsorgan (20) eine Vielzahl von hervorstehenden Verankerungselementen (21) aufweist, die zusammen in engem Sitz in den kleineren Teil (111) der Öffnung (11) eingesetzt sind.
Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Auflageteil (22) des Verankerungselementes (20) die Form eines Ringes hat, dessen Öffnung (221) den kontinuierlichen Durchgang zwischen den oberen und unteren Flächen des Körpers durch die Öffnung (11) des Körpers gewährleistet.
Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (10) eine weitgehend abgerundete Außenseite mit stark gekrümmten und weniger gekrümmten Bereichen aufweist.
Implantat nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass diese Öffnung des Körpers (11) ein Profil aufweist, das der äußeren Form des Körpers entspricht.
Implantat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Verankerungselement (20) eine Vielzahl von hervorstehenden Elementen (21) vorgesehen ist, die im Bereich starker Krümmungen der Öffnung (11) vorgesehen sind, und in Verstärkungen (161) eingesetzt sind, die in diesen Bereichen ausgebildet sind.
Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine (13) der oberen und unteren Flächen des Körpers (10) eine konvexe Form hat.
Implantat nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Auflageteil (22) des Verankerungsteils (20) weitgehend flach ausgebildet ist.
Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (10) aus einem biologisch abbaubaren Polymermaterial besteht, wie zum Beispiel einem Polyetherätherketon.
Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Verankerungselement (20) aus einer biologisch abbaubaren Legierung besteht.