DE4128332A1 - Wirbelknochenersatz - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wirbelknochenersatz, bestehend aus im we­ sentlichen zwei annähernd zylindrischen Teilen, die axial mittels eines Drehme­ chanismus miteinander verbindbar sind, derart, daß die axiale Gesamtlänge der zusammengesetzten Teile veränderbar ist.

Aus der US 45 54 914 ist ein Wirbelknochenersatz dieser Art bekannt, der aus ei­ nem ersten schraubenartigen Element und einem zweiten hohlzylindrischen Ele­ ment mit Innengewinde besteht. Die ineinandergeschraubten Elemente bilden eine stiftartige Stütze, deren freie Enden spitz zu laufen und in die angrenzenden Wirbelknochen eindringen. Als Wirbelkörperersatz werden zwei derartiger Stifte nebeneinander als Abstandshalter zwischen zwei gesunde Wirbelknochen einge­ setzt. Um Scherbewegungen bei der bekannten Ausführung zu vermeiden, wer­ den die angrenzenden Wirbel zusätzlich mit Platten verankert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wirbelknochenersatz der ein­ gangs genannten Art zu entwickeln, der mit einfachen Handhabungen implan­ tierbar ist und keiner zusätzlichen Verankerungsmittel bedarf.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Die wendelförmigen Teile werden mit einem Durchmesser ausgelegt, der sich dem Wirbelknochendurchmesser annähert, wodurch Verkantungen oder Scher­ bewegungen ausgeschlossen werden.

Die erfindungsgemäße Ausführung hat den weiteren Vorteil, daß sie fertigungs­ technisch leicht, sowohl aus Metall als auch Kunststoff oder einem faserverstärk­ ten Kunststoff, hergestellt werden kann.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung werden die wendelförmigen Teile aus einem mit Matrixmaterial imprägnierten Faserstrang hergestellt. Vorzugsweise werden Kohlenstoffasern verwendet.

Um die axiale Auflage der zusammengesetzten wendelförmigen Teile zu sichern, ist es vorteilhaft, den Querschnitt des Stranges bzw. Faserstranges rechteckig aus­ zubilden. Bei dieser Ausführung und entsprechender Auslegung des Querschnitts und der Windungssteigung ist es möglich, nach Zusammensetzen der beiden Tei­ le einen Hohlzylinder zu erhalten, der eine durchgehende Wandung mit zylindri­ schem Innen- und Außenmantel bildet. Die beiden Enden können jeweils so aus­ gebildet werden, daß sie einen elastischen Bereich bilden, um die Elastizität des Knochens nachzubilden.

Für die axiale Verankerung der ineinandergedrehten, wendelförmigen Teile kann eine Stützhülse vorgesehen werden, die nach dem Zusammenbau des Im­ plantats in den durch die Teile gebildeten Hohlzylinder eingesetzt wird. Diese Funktion kann auch durch einen aushärtbaren Knochenzement erfüllt werden, mit dem der Hohlraum des Implantats gefüllt wird.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist mindestens eines der beiden Teile Stützelemente auf, mit denen die beiden Teile im ineinandergedreh­ ten Zustand radial verankert werden. Dieses kann beispielsweise durch eine Nut- und Federausführung oder eine Ringschulter oder dergleichen geschehen. Diese Stützelemente können in einer einfachen Weise entlang des gesamten, wendel­ förmigen Stranges verlaufen oder nur abschnittsweise vorgesehen sein.

Das erfindungsgemäße Implantat hat den weiteren Vorteil, daß lediglich ein Sor­ timent der wendelförmigen Teile bezüglich deren Durchmesser auf Vorrat gehal­ ten werden muß. Die Implantathöhe wird durch Ablängen der zusammengesetz­ ten Wendelteile für den jeweiligen Bedarf geschaffen. Die Enden werden ab­ schließend mit Endplatten abgedeckt, die eingeklemmt oder eingeklebt werden und die an ihrer äußeren Fläche mit dem angrenzenden Wirbelknochen zusam­ menwirkende Verankerungsmittel aufweisen.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung schematisch dargestellten Aus­ führungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 und 3 je ein Detail aus Fig. 1 und

Fig. 4a bis c jeweils weitere Ausführungsbeispiele im Querschnitt.

In Fig. 1 ist ein Wirbelknochenersatz 10 gezeigt, der zwischen zwei Wirbelkör­ per 11 und 12 eingesetzt ist. Das Implantat 10 ist, wie in Fig. 3 näher gezeigt, aus zwei Teilen 13 und 14 gebildet, wobei jedes Teil einen wendelförmig gebogenen Strang 13 bzw. 14 darstellt und wie eine Schraubenfeder aussieht. Beide wendel­ förmigen Teile 13, 14 haben den gleichen mittleren Durchmesser D. Der Durch­ messer richtet sich nach der Dimension der angrenzenden Wirbelkörper 11 und 12. Für die unterschiedlichen Wirbelkörperdimensionen eines sowie unterschied­ licher Patienten wird ein Sortiment von wendelförmigen Teilen mit entsprechen­ den, unterschiedlichen Durchmessern auf Vorrat zu halten sein.

Zur Bildung eines Wirbelknochenersatzes werden zwei wendelförmige Teile 13, 14 gleichen Durchmessers ineinandergedreht, wie es in Fig. 3 mit den Pfeilen ge­ zeigt ist. Durch entsprechende Auslegung des Querschnittes 15 eines Stranges und der Wendelsteigung liegen die Stränge der beiden Teile 13, 14 annähernd lückenlos ineinander, so daß das Implantat einer zusammengedrückten Schrau­ benfeder gleicht. Die beiden Teile 13 und 14 werden soweit ineinandergedreht, bis die erforderliche Länge L erreicht ist, worauf die Stränge abgelängt werden. Bei dem so gebildeten Knochenersatz liegen die Stränge 13, 14, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, jeweils aufeinander. Für die radiale Verankerung wird in den Hohl­ raum 16 des Implantats ein Zylinder 17 eingesetzt. Die Enden bilden jeweils eine Endplatte 18, die nach dem Ablängen der Stränge 13, 14 eingeklemmt, eingesetzt oder eingeklebt werden. Bei der hier beschriebenen Ausführung mit dem einge­ setzten Zylinder 17 kann der Zylinder 17 als Anschlag für die Endplatten 18 die­ nen, so daß weder Einklemm- noch Einklebvorgänge erforderlich sind. Die äußere Stirnseite der Endplatten 18 ist mit Verankerungsmitteln 19, wie z. B. Spitzen, Rauhigkeiten, Dornen versehen, die zur Fixierung des Implantats 10 zwischen den angrenzenden Wirbelkörpern 11 und 12 dienen.

Für die Implantierung werden die beiden entsprechend abgelängten wendelför­ migen Teile 13 und 14 vollständig ineinandergedreht bzw. geschraubt, die End­ platten 18 eingesetzt und das Implantat 10 zwischen die Wirbelkörper 11 und 12 gebracht. Anschließend werden die beiden wendelförmigen Teile 13 und 14 zu­ rückgedreht. Letzeres, um das Implantat 10 auf den endgültigen Zwischenab­ stand zu bringen. Dabei entsteht an den Enden, wie in Fig. 4a gezeigt, jeweils ein Spalt 21 zwischen angrenzenden Strangwindungen. Diese Spalten können zur Einführung von Knochenzement in den Hohlraum 16 des Implantats 10 genutzt werden. Bei der Verwendung von Knochenzement oder Knochenmaterial kön­ nen die Endplatten 18 auch weggelassen werden. Der Spalt 21 im Implantat kann in Zusammenwirkung mit Knochenzement dem Implantat eine Elastizität einbrin­ gen, die der des Knochens entspricht. Eine axiale Elastizität kann auch dadurch erreicht werden, daß der Querschnitt der Stränge mindestens eines der wendel­ förmigen Teile an den Enden geringer ist, so daß zwischen angrenzenden Wen­ deln an den Implantatenenden Spalte verbleiben. Diese Endbereiche wirken dann als Schraubenfedern.

Der Querschnitt 15 der wendelförmig gebogenen Stränge 13, 14 ist vorzugsweise rechteckig, jedoch ist dessen Konfiguration beliebig wählbar. So können insbe­ sondere Formen oder Vorsprünge gewählt werden, die eine radiale Verankerung der beiden wendelförmigen Teile 13, 14 bewirken.

Fig. 4b und c zeigen zwei Ausführungsbeispiele dazu. Gemäß Fig. 4b besteht das radiale Verankerungsmittel in einer Feder 29 am wendelförmig gebogenen Strang des einen Teiles 25 und einer Nut 28, die im Strang des zweiten Teiles 24 eingebracht ist. Beim Zusammendrehen der beiden Teile 24 und 25 ragt die Feder 29 in die Nut 28 hinein, so daß die beiden wendelförmigen Teile 24 und 25 radial gegeneinander fixiert sind.

Das Verankerungsmittel kann auch nur in einem Teil 26, wie Fig. 4c zeigt, vor­ gesehen sein. Dieses Mittel besteht beispielsweise in einer Schulter 30, die am Außenumfang des Stranges des zweiten Teiles 27 angreift.

Die wendelförmigen Teile 13, 14 bzw. 22, 23, 24, 25, 26, 27 können aus für Endo­ prothesen üblichen Metallen hergestellt werden. Vorzugsweise bestehen sie aus Faserverbundwerkstoff, wobei sowohl die Fasern als auch die Matrix biokompati­ ble Materialen sind. Besonders gut eignen sich Kohlenstoffasern, die imprägniert im Bündel durch eine Form gezogen und im teilgehärtetem Zustand in die Wen­ delform gebracht und anschließend ausgehärtet werden. Die Form entspricht dem Querschnitt des Faserstranges, wobei die radialen Verankerungselemente 28 bis 30 direkt einbezogen werden können. Auch werden auf diese Weise Endlos­ stränge zu langen wendelförmigen Teilen geformt, die als Vorrat mit unter­ schiedlichen Querschnitten gehalten werden und von denen jeweils nach Bedarf ein Teilstück abgetrennt wird.

Claims (8)

1. Wirbelknochenersatz, bestehend aus im wesentlichen zwei annähernd zy­ lindrischen Teilen, die axial mittels eines Schraubmechanismus miteinander verbindbar sind, derart, daß deren axiale Gesamthöhe veränderbar ist, da­ durch gekennzeichnet, daß die beiden Teile (13, 14; 22, 23; 24, 25; 26, 27) je­ weils aus einem wendelförmig gebogenen Strang gebildet sind, wobei die beiden wendelförmigen Teile annähernd gleichen Durchmesser (D) haben und unter Bildung eines Hohlzylinders (10) ineinander drehbar sind.

2. Wirbelknochenersatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wendelförmigen Teile (13, 14; 22, 23; 24, 25; 26, 27) aus Faserverbundwerk­ stoff bestehen.

3. Wirbelknochenersatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt (15) des Stranges der wendelförmigen Teile (13, 14) an­ nähernd rechteckig ist.

4. Wirbelknochenersatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendelform der beiden Teile (13, 14) so ausgelegt ist, daß die beiden Teile im zusammengesetzten Zustand (10) eine annä­ hernd lückenlose Hohlzylinderwand bilden.

5. Wirbelknochenersatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang mindestens eines der beiden Teile (24 bis 27) Stützelemente (28 bis 30) aufweist, die die beiden ineinandergedrehten, wendelförmigen Teile radial zueinander verankern.

6. Wirbelknochenersatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß innerhalb des aus den beiden wendelförmigen Teilen (13, 14) geformten Hohlzylinders (10) eine Hülse (17) als Radialstütze einsetzbar ist.

7. Wirbelknochenersatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem angrenzenden Wirbelkörper (11, 12) zusam­ menwirkbare Endplatten (18) vorgesehen sind, die jeweils an ein freies Ende des zusammengesetzten Knochenersatzes (10) anbringbar sind.

8. Wirbelknochenersatz, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Einführung von Knochenzement oder Knochensubstanz in den Hohlraum (16) des hohl­ zylindrischen Knochenersatzes (10) vorgesehen sind.