DE19807236A1 - Zwischenwirbelimplantat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zwischenwirbelimplantat mit zwei einen Abstand zueinander aufweisenden Seitenwänden, einer diese an ihrem einen Ende verbindenden Vorderwand, einer diese an ihrem gegenüberliegenden anderen Ende verbindenden Rückwand und je einer Öffnung auf den sich quer zu den vorgenannten Wänden erstreckenden Boden- und Deckflächen.

Ein solches Implantat wird nach der Entfernung einer Band­ scheibe eingesetzt, um den Zwischenwirbelraum zu stabilisie­ ren, bis das gleichzeitig eingebrachte Knochenmaterial zu einer knöchernen Durchbauung und Versteifung geführt hat.

Ein Zwischenwirbelimplantat ist aus der DE 195 29 605 C2 bekannt. Das Implantat weist zwei zunächst in einen Hohlraum zurückgebogene hakenförmige Abschnitte auf, die durch Ein­ schrauben einer einen kegelförmigen Abschnitt aufweisenden Schraube nach Einsetzen des Implantates zwischen zwei Wirbel­ körper nach außen in eine Greifstellung bewegt werden. Ein Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß die die Greifer aufweisenden Arme nicht in ihre zurückgezogene Stellung zu­ rückbewegbar sind, so daß ein Verändern der Position des Implantates durch den Operateur nach dem ersten Ausfahren der Greifer nicht mehr möglich ist.

Aus der DE 195 49 426 C2 ist ein Zwischenwirbelimplantat be­ kannt, bei dem zwei Endabschnitte eines Hohlkörpers durch Ein­ setzen einer einen kegelstumpfförmigen Abschnitt aufweisenden Schraube diese aus einer zunächst zusammengebogenen Stellung in eine auseinandergedrückte Stellung bewegt werden. Auf der Außenseite vorgesehene Zacken greifen in der auseinanderge­ drückten Stellung in die benachbarten Wirbelkörper ein. Auch hier besteht der Nachteil, daß nach dem erstmaligen Auseinan­ derdrücken und Eingreifen der Zacken in die benachbarten Wir­ belkörper keine Rückführung zum Ersetzen oder Nachjustieren möglich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Zwischenwir­ belimplantat der eingangs beschriebenen Art zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch das im Patentanspruch 1 gekennzeich­ nete Zwischenwirbelimplantat gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Das erfindungsgemäße Zwischenwirbelimplantat hat den Vorteil, daß es in einem Zustand mit im wesentlichen glatten Außenflä­ chen in die Wirbelsäule eingebracht werden kann, um Verletzun­ gen der Weichteile zu verhindern und um leicht in die passende Stellung in dem Zwischenwirbelraum geführt werden zu können. Wenn das Implantat eingesetzt ist, können Elemente mit Zacken bzw. Spitzen in kontrollierter Art und Weise vom Operateur aus dem Implantatkörper herausgefahren werden, um sich in den End­ platten der Wirbelkörper zu verkrallen und somit das Implantat zu fixieren.

Das bezüglich des Hubes justierbare Ausfahren und Einfahren der Zacken ermöglicht ein individuelles Anpassen an die jeweilige anatomische Form der Wirbelendplatten. Zudem kann durch die Justierung der Zackenhöhe der Abstand der Wirbel zueinander kontrolliert werden. Das Implantat hat ferner den Vorteil, daß es nachträglich wieder entfernt werden kann, falls dies erforderlich ist.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Zwischenwirbelim­ plantates in Explosionsdarstellung;

Fig. 2 einen Teil einer Wirbelsäule mit dem eingesetzten Zwischenwirbelimplantat in Seitenansicht;

Fig. 3 ein Detail aus Fig. 2 in vergrößertem Maßstab;

Fig. 4 eine Draufsicht auf das Zwischenwirbelimplantat;

Fig. 5 eine Seitenansicht des Zwischenimplantats;

Fig. 6 eine stirnseitige Ansicht des Zwischenwirbelimplan­ tats;

Fig. 7 eine Schnittansicht durch das Zwischenwirbelimplan­ tat entlang der Linie IV-IV von Fig. 6 mit den Zacken in zurückgezogener Position; und

Fig. 8 eine Schnittansicht durch das Zwischenwirbelimplan­ tat entlang der Linie IV-IV von Fig. 6 mit den Zacken in hervorstehender Position.

Wie am besten aus den Fig. 1 und 4 bis 6 ersichtlich ist, weist das Implantat eine erste Seitenwand 1, eine dieser in einem Abstand gegenüberliegende zweite Seitenwand 2 und eine die beiden Seitenwände 1, 2 an ihrem einen Ende verbindende Vorderwand 3 sowie eine dieser gegenüberliegende Rückwand 4 zum Verbinden der beiden Seitenwände an ihren gegenüberliegenden Enden auf. Die Boden- und Deckflächen sind, wie am besten aus Fig. 1 ersichtlich ist, offen, so daß die vier Wände einen oben und unten offenen Hohlraum 5 umschließen. Die beiden Seitenwände 1 und 2 weisen, wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich ist, eine Mehrzahl von über die Wandflächen verteilte Ausnehmungen 6 auf, die vorzugsweise rhombenartig ausgeführt sind.

Wie am besten aus den Fig. 1 und 6 bis 8 ersichtlich ist, ist in der Vorderwand 3 und der Rückwand 4 in der Mitte zwi­ schen den Seitenwänden jeweils eine koaxial zu der jeweils anderen Bohrung ausgerichtete Bohrung 7, 7' vorgesehen. Der Mittelpunkt 8 der Bohrung 7, 7' befindet sich jeweils in gleichem Abstand von dem oberen bzw. unteren Rand 9, 9' des Implantats und somit im Zentrum der Vorder- bzw. Rückwand. Die Bohrung 7, 7' weist einen ersten an der Außenseite der Vorder- bzw. Rückwand gelegenen Bereich 10 mit einem ersten Durchmesser auf und einen daran angrenzenden in den Hohlraum 5 mündenden zweiten Bereich 11 mit einem zweiten Durchmesser auf, wobei der zweite Durchmesser etwas kleiner ist als der erste Durchmesser. Dadurch bildet der zweite Bereich 11 eine Schulter.

Jede Seitenwand 1, 2 weist in etwa mittig zwischen der Vorder- und Rückwand angeordnet und in einem Abstand von dem oberen und unteren freien Rand 9, 9' des Implantats vorgesehene Boh­ rungen 12, 13 bzw. 12', 13' auf, wobei jeweils gegenüberlie­ gende Bohrungen 12, 12' bzw. 13, 13' der Seitenwände 1, 2 ko­ axial zueinander sind.

In das Paar koaxialer Bohrungen 7, 7' ist, wie am besten aus den Fig. 1 und 7 und 8 ersichtlich ist, eine Gewindespindel 15 eingesetzt. Die Gewindespindel 15 weist ein erstes Ende 16 und ein diesem gegenüberliegendes zweites Ende 17 auf. Zwi­ schen dem ersten Ende 16 und dem zweiten Ende 17 ist ein sich jeweils von in einem Abstand von dem ersten Ende 16 bis knapp zur Mitte 20 der Gewindespindel erstreckender erster Gewinde­ abschnitt 18 und ein sich in einem Abstand vom zweiten Ende 17 bis knapp zur Mitte 20 der Gewindespindel erstreckender zwei­ ter Gewindeabschnitt 19 vorgesehen. Die Gewindesteigung des ersten Gewindeabschnittes 18 ist entgegengesetzt zu der Gewin­ desteigung des zweiten Gewindeabschnittes 19. Angrenzend an das erste Ende 16 bzw. das zweite Ende 17 weist die Gewinde­ spindel jeweils einen ersten Sechskant 21 bzw. einen zweiten Sechskant 22 auf.

Wie insbesondere aus den Fig. 6 bis 8 ersichtlich ist, ist jedes Ende 16, 17 der Gewindespindel 15 in ein entsprechendes Lagerelement (bzw. einen Lagerzapfen) 25, 26 drehfest eingeführt, welches seinerseits jeweils in den Bohrungen 7, 7' drehbar gelagert ist und dessen Außenfläche mit der Vorder- bzw. Rückwand bündig abschließt. Jedes Lagerelement 25, 26 ist als Teil mit einem ersten zylinderförmigen Abschnitt 27, 27' mit einem ersten Außendurchmesser und einem daran angrenzenden zylinderförmigen zweiten Abschnitt 29, 29' mit einem zweiten Außendurchmesser, wobei der zweite Außendurchmessern größer als der erste Außendurchmesser ist, ausgebildet. Dadurch bildet der zweite Abschnitt 29, 29' jeweils einen über den ersten Abschnitt 27, 27' hervorstehenden ringförmigen Ansatz. Die Durchmesser der ersten und zweiten Abschnitte sind so gewählt, daß das Lagerelement 25 bzw. 26 in die Bohrung 7, 7' der Vorder- bzw. Rückwand einschiebbar ist, und daß in eingeschobenem Zustand der durch den zweiten Bereich gebildete Ansatz des Lagerteils auf der Schulter der Bohrung 7, 7' aufliegt. Der erste Abschnitt 27 bzw. 27' des Lagerteiles 25 bzw. 26 weist eine sich von dem dem zweiten Abschnitt 29 bzw. 29' gegenüberliegenden Ende in das Innere des zylinderförmigen Abschnittes 27 bzw. 27' erstreckende Sechskantbohrung 34 bzw. 34' auf, deren Längsabmessung der Abmessung des Endabschnittes 21 bzw. 22 der Gewindespindel 15 entspricht und in die auch die Endbereiche 21 bzw. 22 der Gewindespindel 15 jeweils paßgenau eingeführt sind. Von dem jeweils gegenüberliegenden Ende eines jeden Lagerteils 25, 26 erstreckt sich eine koaxiale Sechskantbohrung 38, 38' in Richtung des ersten Abschnittes 27, 27' zum Ineingriffbringen mit einem Sechskant- Schraubendreher. Dadurch wird ermöglicht, daß ein Operateur von beiden Seiten an das Implantat herankommt und dieses justieren kann.

Wie insbesondere aus den Fig. 1, 7 und 8 ersichtlich ist, befindet sich auf jedem Gewindeabschnitt 18, 19 der Gewinde­ spindel 15 ein keilförmiges Element 45 bzw. 46. Das keilför­ mige Element 45 bzw. 46 ist jeweils begrenzt von einer Vorder­ fläche 47, 47' und einer Rückfläche 48, 48' mit rechteckigem Querschnitt, die parallel zueinander und senkrecht zur Spin­ delachse verlaufen, wobei die Vorderfläche 47, 47' einen klei­ neren Querschnitt aufweist als die Rückfläche 48, 48'. Vorder­ fläche und Rückfläche sind über zwei einander gegenüberlie­ gende trapezförmige Seitenflächen 49, 49' und jeweils eine Deck- bzw. Bodenfläche 51, 51' bzw. 52, 52' mit rechteckigem Querschnitt verbunden, wodurch ein Keil gebildet ist.

Das keilförmige Element 45 weist eine jeweils durch die Mitte der Vorder- und Rückfläche hindurchgehende Gewindebohrung 55 mit einem dem Außengewinde des Gewindeabschnitts 18 der Gewin­ despindel 15 entsprechenden Innengewinde auf. Das keilförmige Element 46 weist ebenfalls eine durch die Mitte der Vorder- und Rückfläche hindurchgehende Gewindebohrung 55 mit einem dem Außengewinde des Gewindeabschnitts 19 der Gewindespindel 15 entsprechenden Innengewinde auf. Die keilförmigen Elemente 45 und 46 sind so auf die jeweiligen Gewindeabschnitte 18 bzw. 19 der Gewindespindel 15 aufgeschraubt, daß ihre jeweiligen Deck­ flächen 51, 51' und ihre jeweiligen Bodenflächen 52, 52' gegeneinander zugeneigt sind.

Zwischen die gegeneinander geneigten Deckflächen 51, 51' bzw. zwischen die gegeneinander geneigten Bodenflächen 52, 52', im folgenden als Keilflächen bezeichnet, der keilförmigen Ele­ mente 45, 46 ist jeweils ein Eingriffsteil 60 bzw. 61 einge­ setzt, welches an seiner den Keilflächen zugewandten Seite in Form eines Dachgiebels mit zwei schräg aufeinander zulaufenden Flächen 63, 64 bzw. 63', 64' ausgebildet ist. Der Neigungswin­ kel der Flächen 63, 64 bzw. 63', 64' entspricht dem Keilwinkel der Keilflächen. An seiner der Gewindespindel 15 abgewandten Seite weist jedes Eingriffsteil 60 bzw. 61 eine Oberfläche mit rechteckigem Umriß auf, in der eine quer zu den Längsseiten und mittig angeordnete zylinderabschnittsförmige Ausnehmung 67 vorgesehen ist. Zu beiden Seiten der zylinderabschnitts­ förmigen Ausnehmung 67, 67' erstrecken sich in die der Gewindespindel 15 abgewandten Richtung Zacken 68, die jeweils auf dem Umriß eines Quadrates angeordnet sind, wie insbesondere aus Fig. 1 und Fig. 4 ersichtlich ist. Zwischen den Zacken befindet sich jeweils eine in etwa kreisförmige Vertiefung 69, so daß die auf dem Umriß eines Quadrates angeordneten Zacken jeweils einen Zackenkranz bilden.

In eingesetztem Zustand ist über jedem Eingriffsteil 60, 61 ein Stab 70, 71 mit einem Durchmesser, der etwas geringer ist als der Durchmesser der zylinderabschnittsförmigen Ausnehmung 67, 67' vorgesehen, der jeweils durch gegenüberliegende Boh­ rungen 12, 12' bzw. 13, 13' der Seitenwände 1, 2 des Implan­ tats hindurchgeführt und in diesen vernietet ist. Das Ein­ griffsteil 60, 61 wird somit am Herausfallen aus dem Hohlraum 5 gehindert, da der Stab 70, 71 jeweils in die zylinderab­ schnittsförmige Ausnehmung 67, 67' des jeweiligen Eingriffstei­ les 60, 61 eingreift. Damit bildet jeder Stab 70, 71 einen An­ schlag für eine Bewegung des Eingriffsteiles 60, 61 aus dem Hohlraum 5 heraus und bildet gleichzeitig eine Achse, um die das Eingriffsteil in der ausgefahrenen Stellung drehbar gelagert ist.

Die Abmessungen der keilförmigen Elemente 45, 46 der Gewinde­ abschnitte 18, 19 der Spindel 15 und der Eingriffsteile 60, 61, sowie die Steigung der Gewinde ist so gewählt, daß die Eingriffsteile 60, 61 von einer ersten Stellung, die in Fig. 8 gezeigt ist, in der die Zacken über den jeweiligen Rand 9, 9' des Implantats hinausragen in eine zweite Stellung, die in Fig. 7 dargestellt ist, in der sich die Zacken 68 unterhalb des Randes 9, 9' befinden, und vice versa bewegt werden kön­ nen.

Das Implantat ist bevorzugt aus einem körperfreundlichen Mate­ rial wie beispielsweise Titan gefertigt.

Im Betrieb werden mit einem Sechskant-Schraubendreher zunächst die keilförmigen Elemente 45, 46 durch Drehen der Gewindespin­ del 15 in die in Fig. 7 gezeigte Stellung gebracht, bei der die Rückflächen 48 an der dem Hohlraum 5 zugewandten Seite der Vorder- bzw. Rückwand 3, 4 des Implantates anliegen. Dadurch befindet sich jedes Eingriffsteil 60, 61 in seiner tiefsten Stellung, in der die Zacken 68 nicht über den Rand des Implan­ tates hinausragen. Damit ist das Implantat leicht in den Raum zwischen die Wirbel einführbar und es besteht keine Gefahr von Verletzungen der Weichteile oder der Wirbelendplatten. Wenn das Implantat in seiner Stellung zwischen den Wirbeln richtig positioniert ist, werden durch Drehen der Gewindespindel 15 mittels eines Sechskant-Schraubendrehers die beiden keilförmi­ gen Elemente 45, 46 aufeinander zu bewegt, wodurch über die keilförmig gegeneinander geneigten Flächen jeweils eine Kraft auf die schrägen Flächen 63, 64 bzw. 63', 64' des jeweiligen Eingriffsteiles ausgeübt wird und dieses angehoben wird, bis die Zacken 68 über den Rand des Implantates hervorstehen und sich dadurch in dem Wirbelkörper verkrallen können, wie insbe­ sondere in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt ist. Das Ausfahren der Eingriffsteile 60, 61 ist durch den über den Stab 70, 71 gebildeten Anschlag auf eine in Fig. 8 dargestellte Hubhöhe begrenzt, in der die Zacken 68 des jeweiligen Eingriffsteiles über den Rand des Implantates hervorstehen.

Durch das Übersetzen der Drehbewegung des Werkzeugs mittels der Gewindespindel und den keilförmigen Elementen ist eine feindosierte Einstellung des Hubes der Eingriffsteile und da­ mit ein individuelles Anpassen des Implantats an die anatomische Form der Wirbelendplatten des einzelnen Patienten möglich.

Die Ausbildung des Anschlages für die Eingriffsteile 60, 61 in Form des in die zylinderabschnittsförmige Ausnehmung 67 eingreifenden Stabes 70, 71 sind die Eingriffsteile 60, 61 in ihrer obersten Stellung drehbar um den jeweilige Stab 70, 71 gelagert. Dies ermöglicht eine selbständige Zentrierung der Eingriffsteile, indem die mit Zacken 68 besetzte Oberfläche der anatomischen Form der jeweiligen Endplatte des Wirbelkör­ pers folgt. Ein selbständiges Lösen der Eingriffsteile ist aufgrund der Gewindespindel nicht möglich. Nur durch Zurück­ drehen mittels des Instrumentes können die Eingriffsteile 60, 61 zurückgefahren werden, wobei der Druck, der von den Wirbeln auf die Eingriffsteile ausgeübt wird, diese in den Implantat­ hohlraum 5 drückt. Damit können die Zacken wieder aus der Wir­ belkörperendplatte gelöst werden.

Abwandlungen der Vorrichtung sind möglich. Beispielsweise können anstatt der Zacken 68 Spitzen oder jede andere Oberflä­ chenstruktur, die ein Eingreifen in Knochenmaterial erlaubt, vorgesehen sein.

Claims (13)

1. Zwischenwirbelimplantat mit zwei einen Abstand zueinander aufweisenden Seitenwänden (1, 2), einer diese an ihrem einen Ende verbindenden Vorderwand (3), einer diese an ihrem gegenüberliegenden anderen Ende verbindenden Rückwand (4) und je einer Öffnung auf den sich quer zu den vorgenannten Wänden erstreckenden Boden- und Deckflächen, gekennzeichnet durch wenigstens ein in dem von den vorgenannten Wänden umschlossenen Raum (5) vorgesehenen Element (60, 61) mit einer zur Deckfläche bzw. Bodenfläche gerichteten Oberfläche, welches zwischen einer ersten Endstellung, in der die Oberfläche über die Boden- bzw. Deckfläche wenigstens teilweise nach außen hervorsteht und einer zweiten Endstellung, in der die Oberfläche nicht über die Boden- bzw. Deckfläche hervorsteht, hin- und herbewegbar ist.

2. Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Teiles (60, 61) eine Struktur (68) aufweist, die ein Eindringen in benachbartes Knochenmaterial ermöglicht.

3. Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Oberfläche Zacken (68) aufweist, die in der ersten Endstellung über die Boden- bzw. Deckfläche hervorstehen und in der zweiten Endstellung nicht darüber hervorstehen.

4. Zwischenwirbelimplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlag (70, 67; 71, 67') für die Bewegung des Teiles vorgesehen ist, der die erste Endstellung definiert.

5. Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag durch eine quer durch die Öffnung in der Boden- bzw. Deckfläche vorgesehene Welle (70, 71) gebildet wird, um die das Teil (60, 61) in der ersten Endstellung drehbar gelagert ist.

6. Zwischenwirbelimplantat nach einem der Ansprüche 1-5, da­ durch gekennzeichnet, daß zwei Teile (60, 61) vorgesehen sind, die derart miteinander gekoppelt sind, daß sie beim Verstellen in die erste Endstellung voneinander wegbewegt werden, so daß die Oberfläche des einen Teiles (60) durch die Öffnung in der Bodenfläche und die Oberfläche des anderen Teiles (61) durch die Öffnung in der Deckfläche bewegt werden.

7. Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem von den Wänden umschlossenen Raum (5) eine Gewindespindel (15) mit zwei Abschnitten (18, 19) mit entgegengesetzter Gewindesteigung vorgesehen ist, die mit ihrem einen Ende (16) in der Vorderwand und mit dem anderen Ende (17) in der Rückwand drehbar gelagert ist und auf der zwei keilförmige Elemente (45, 46) derart gelagert sind, daß beim Drehen der Gewindespindel in eine Richtung die gegen­ einander geneigten Keilflächen (51, 51'; 52, 52') der Elemente aufeinander zu bewegt werden und beim Drehen der Gewindespindel in eine entgegengesetzte Richtung die Keilflächen voneinander weg bewegt werden.

8. Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile an ihrer der Oberfläche abgewandten Seite jeweils zwei dachgiebelförmig sich schneidende Flächen (63, 64; 63', 64') aufweisen mit einem Neigungswinkel, der dem Keilwinkel der Keilelemente entspricht, und daß beim Bewegen der Keilelemente die schrägen Flächen des jeweiligen Teils in Eingriff mit den Keilflächen der Keilelemente stehen.

9. Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der Vorder- und der Rückwand jeweils eine Ausnehmung (38, 38') vorgesehen ist, über die die Gewindespindel mit einem Werkzeug drehbar ist.

10. Zwischenwirbelimplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände jeweils eine Ausnehmung (6) aufweisen.

11. Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl über die Wandflächen verteilte, rautenförmige Ausnehmungen (6) vorgesehen sind.

12. Zwischenwirbelimplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (1, 2) im wesentlichen trapezförmig ausgebildet sind, so daß ein keilabschnittsförmiger Körper gebildet ist.

13. Zwischenwirbelimplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Implantat aus einem körperver­ träglichen Material gebildet ist.