DE60302595T2

DE60302595T2 - Wirbelzwischenstück mit schwenkbaren Endplatten

Info

Publication number: DE60302595T2
Application number: DE60302595T
Authority: DE
Inventors: François PAPONNEAU
Original assignee: Stryker Spine SAS
Current assignee: Stryker Spine SAS
Priority date: 2002-03-15
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2023-03-14
Also published as: US20030176925A1; JP2003305068A; DE60302595D1; EP1346709B1; ATE311837T1; JP4050640B2; EP1346709A2; US6808538B2; EP1346709A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft orthopädische Implantate und insbesondere spinale Implantate.
Es gab viele Bemühungen, die darauf gerichtet waren, verbesserte spinale Implantatvorrichtungen bereitzustellen. Zum Beispiel offenbart das U.S.-Patent 5,534,029 von Shima ein gewinkeltes Wirbelkörperzwischenstück mit einem Paar oberer und unterer Verbindungsstücke, die zwischen gegenüber liegenden Wirbeln eingesetzt sind. Das untere Verbindungsstück weist einen konvexen Teil, der an einem zentralen Teil seiner oberen Oberfläche ausgebildet ist und eine konvexe Gleitkontaktoberfläche aufweist, und eine Anschlagsoberfläche auf, die den konvexen Teil umgibt. Das obere Verbindungsstück weist einen konkaven Teil, der an einem zentralen Teil seiner unteren Oberfläche ausgebildet ist und eine konkave Gleitkontaktoberfläche aufweist, die sich in gleitendem Kontakt mit der konvexen Gleitkontaktoberfläche befindet, und eine Widerlageroberfläche auf, die den konkaven Teil umgibt und an die Anschlagsoberfläche angrenzt. Eine Kavität, um es dem oberen Verbindungsstück zu ermöglichen, in Antwort auf eine Bewegung der gegenüber liegenden Wirbelkörper zu verschwenken, ist zwischen der Widerlageroberfläche und der Anschlagsoberfläche ausgebildet.
DD 239 523 offenbart ein Implantat, das obere und untere konvexe Endplatten aufweist. Das Implantat weist ein zylindrisches Abstandsstück mit konkaven Oberflächen an oberen und unteren Enden desselben auf. Das zylindrische Abstandsstück ist von einer starren Abdeckung umgeben.
DE 3529761 offenbart in 1A und 1B derselben eine Prothese für eine Zwischenwirbelbandscheibe, die zwei Platten 1 mit einer Abstandsscheibe 4 dazwischen aufweist. Die zwei Platten 1 weisen jeweils ein konkaves Zentrum und einen flachen ringförmigen Rand 2 mit Spitzen 3 auf. Der Scheibenabstandshalter 4 weist ein konvexes Zentrum und einen flachen Rand mit einer ringförmigen Nut 6 auf. Die Prothese wird verwendet, um den Zwischenraum zwischen gegenüber liegenden Wirbelstirnflächen zu überbrücken, die fest an Ort und Stelle verbleiben, während eine natürliche Bewegung des Rückgrats zugelassen wird.
Das U.S.-Patent 4,997,432 von Keller offenbart eine Prothese mit zwei Anschlagsplatten 3 und einem dazwischen angeordneten Gleitkörper 4. Die äußeren Oberflächen der Anschlagsplatten 3 weisen eine im Wesentlichen planare Oberfläche 5 auf, die mit einem zahnähnlichen Vorsprung 6 ausgestattet ist, der in die Wirbelkörper eindringt, um die Anschlagsplatten 3 sicher an den Wirbelkörpern 1 zu fixieren. Die gegenüber liegenden Seitenflächen der Anschlagsplatten 3 weisen im Wesentlichen sphärisch schalenförmige Ausnehmungen 7 auf. Der Gleitkörper 4 weist einen sphärisch schalenförmigen Vorsprung 8 auf, der den sphärisch schalenförmigen Ausnehmungen 7 entspricht. Die Anschlagsplatten 3 sind aus Metall hergestellt und der Gleitkörper 4 ist aus einem synthetischen Material hergestellt.
DE 44117629 offenbart ein Implantat, das obere und untere konkave Endplatten aufweist. Das Implantat umfasst ein lasttragendes Bauteil, das an oberen und unteren Enden desselben konvexe Oberflächen aufweist. Das lasttragende Bauteil weist eine hohle Kammer auf.
Das U.S.-Patent 5,562,738 von Boyd et al. offenbart eine Implantatvorrichtung 110 mit einer ellipsoidförmigen Kugel 146 und einem Sockel 126, die so ausgerichtet, dass deren größten Längen entlang einer ersten Achse quer zu den vorderen und hinteren Enden 158 bzw. 160 angeordnet sind und deren kürzesten Längen entlang einer zweiten Achse angeordnet sind, die entlang einer Oberfläche 156 senkrecht zu der ersten Achse ist. Eine erste Verbindungsoberfläche 136 ist ausgehend von dem Sockel 126 weg geneigt, während eine zweite Verbindungsoberfläche 156 flach bleibt. Der Grad der Neigung bestimmt das Ausmaß einer relativen Drehung zwischen den Verbindungsoberflächen 136 bzw. 156 und die erste Verbindungsoberfläche 136 ist geneigt, um für eine laterale Biegung in jede Richtung von bis zu 5°, einer Streckung von bis zu 5° und einer Flexion von bis zu 5° zu sorgen.
WO 00/53127 offenbart eine intervertebrale prothetische Vorrichtung, die eine obere konkave Endplatte und eine untere planare Endplatte aufweist. Das Implantat umfasst ein Zwischenstück, das an einem oberen Ende eine konkave Oberfläche und an einem unteren Ende desselben eine planare Oberfläche aufweist.
Schließlich offenbart das U.S.-Patent 5,556,431 von Buttner-Janz eine intervertebrale Scheibenendoprothese, die zwischen zwei Wirbeln eingesetzt wird und eine untere Platte und eine obere Platte aufweist, die mit vertebralen Endplatten verbunden werden. Bezugnehmend auf 1 weist die Vorrichtung Prothesenplatten 1 und 2 und einen Prothesenkern 3 auf, die über sphärische Oberflächen 4 zusammenwirken. Der Kern 3 weist einen Kantenrand 5 auf, der seinen Bewegungsbereich begrenzt und auch unter extremen Bedingungen einen Zusammenhalt der Prothese gewährleistet. Die Endplatten 6 der Prothesenplatten 1, 2 liegen auf den Endoberflächen der Wirbel auf und sind mit Zähnen 7 ausgestattet, die unter Last in die Wirbel eindringen und somit die Prothese in-situ sichern. Bohrungslöcher 8 sind symmetrisch an jeder Seite der zentralen Ebene, die von Ventral nach Dorsal verläuft, der Wirbel und in dem Bereich der vorderen Kante der Prothesenplatten 1, 2 angeordnet, um Knochenschrauben 9 aufzunehmen.
Trotz der oben genannten Vorteile in der Technik bleibt ein Bedarf an einem verbesserten Wirbelkörperzwischenstück bestehen, das erhöhte Stabilisations- und Knochenverbindungscharakteristika aufweist. Es besteht auch Bedarf an einem Wirbelkörperzwischenstück, das ohne weiteres mit Knochenwachstumsmaterial beladen werden kann, um die Verbindung des Zwischenstücks mit Wirbelkörpern zu unterstützen. Zusätzlich be steht ein Bedarf an einem Wirbelkörperzwischenstück, das eine Verriegelungswirkung ohne die Erfordernis zusätzlicher Komponenten, wie z. B. Halteschrauben, zu erhalten vermag.
Zusammenfassung der Erfindung
Bei bestimmten bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung weist ein Wirbelkörperzwischenstück einen Hauptkörper mit einem oberen Ende, das einen ersten konkaven Sockel aufweist, und einem unteren Ende, das einen zweiten konkaven Sockel aufweist, auf. Eine erste Endplatte ist an dem oberen Ende des Hauptkörpers gesichert und weist eine untere Seite mit einem konvexen Vorsprung auf, der ausgelegt ist, zusammen mit dem ersten konkaven Sockel eine Kugel- und Sockelanordnung zu bilden. Eine zweite Endplatte ist an dem unteren Ende des Hauptkörpers gesichert und weist eine untere Seite mit einem konvexen Vorsprung auf, der ausgelegt ist, um mit dem zweiten konkaven Sockel eine Kugel- und Sockelanordnung zu bilden.
Der Hauptkörper weist einen Hohlraum auf, der sich zwischen dem ersten konkaven Sockel und dem zweiten konkaven Sockel erstreckt. Jede der Endplatten weist eine Öffnung auf, die sich von der oberen Oberfläche zu der Unterseite der Endplatte erstreckt, wobei die genannte Öffnung in Verbindung mit dem Hohlraum steht.
Bei bestimmten bevorzugten Ausführungsformen kann das obere Ende des Hauptkörpers einen oberen Rand aufweisen, der erste und zweite Ebenen definiert, die relativ zueinander gewinkelt sind, und kann das untere Ende des Hauptkörpers einen unteren Rand aufweisen, der erste und zweite Ebenen definiert, die relativ zueinander gewinkelt sind. Die ersten und zweiten Ebenen des oberen Rands schneiden sich vorzugsweise in einem oberen Endscheitel und die ersten und zweiten Ebenen des unteren Rands schneiden sich vorzugsweise in einem unteren Endscheitel.
Wünschenswerterweise weist der obere Scheitel wenigstens eine Halteklammer auf, die sich von diesem weg erstreckt, um die erste Endplatte an dem oberen Ende des Hauptkörpers zu sichern, und weist der untere Scheitel wenigstens eine Halteklammer auf, die sich von diesem weg erstreckt, um die zweite Endplatte an dem unteren Ende des Hauptkörpers zu sichern. Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen weist der obere Scheitel ein Paar von Halteklammern auf, die voneinander beabstandet sind, um die erste Endplatte schwenkbar zu sichern, und weist der untere Scheitel ein Paar von Halteklammern auf, die voneinander beabstandet sind, um die zweite Endplatte schwenkbar zu sichern. Vorzugsweise begrenzen die ersten und zweiten gewinkelten Ebenen des oberen Rands eine Schwenkbewegung der ersten Endplatte und begrenzen die ersten und zweiten gewinkelten Ebenen des unteren Rands eine Schwenkbewegung der zweiten Endplatte.
Bei bestimmten bevorzugten Ausführungsformen weist die erste Endplatte eine obere Seite mit Zähnen auf, um an einem Knochen, wie z. B. die Stirnfläche eines Wirbelkörpers, anzugreifen, und weist die zweite Endplatte eine obere Seite mit Zähnen auf, um an einem Knochen anzugreifen. Die erste Endplatte weist vorzugsweise auch eine zentrale Öffnung und einen peripheren Flansch auf, der die zentrale Öffnung umgibt, wobei der periphere Flansch wenigstens eine Öffnung aufweist, die ausgelegt ist, um eine Knochenverbindung zu unterstützen. Die zweite Endplatte, die hinsichtlich Größe und Form im Wesentlichen mit der ersten Endplatte vergleichbar sein kann, weist vorzugsweise ebenfalls eine zentrale Öffnung und einen peripheren Flansch auf, der die zentrale Öffnung umgibt, wobei der periphere Flansch wenigstens eine Öffnung aufweist, die ausgelegt ist, um eine Knochenverbindung zu unterstützen.
Vorzugsweise weist jede Endplatte wenigstens eine Halteklammerapertur auf, die ausgelegt ist, um eine der Halteklammern aufzunehmen, um die Endplatte mit dem Hauptkörper zu verbinden.
Bei bestimmten bevorzugten Ausführungsformen ist der Hauptkörper länglich und weist eine äußere Oberfläche auf, die gekrümmt ist. Bei anderen bevorzugten Ausführungsformen ist der Hauptkörper im Wesentlichen von zylindrischer Form. Der Hauptkörper kann auch elliptisch sein oder eine andere geometrische Form aufweisen. Bei einer speziellen bevorzugten Ausführungsform weist der Hauptkörper eine Längsachse auf und sind die ersten und zweiten konkaven Sockel bezüglich der Längsachse koaxial. Die ersten und zweiten gewinkelten Ebenen an dem oberen Ende des Hauptkörpers bilden einen Winkel von etwa 5–25 Grad und in höherem Maße bevorzugt einen Winkel von etwa 10–20 Grad. Wünschenswerterweise weist der Hauptkörper einen Querschnittsdurchmesser von etwa 10–30 mm auf und weisen die Endplatten einen Durchmesser 30–50 mm auf. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen weisen die Endplatten einen Durchmesser von etwa 35–40 mm auf.
Wünschenswerterweise sind der Hauptkörper und die ersten und zweiten Endplatten aus biokompatiblen Materialien hergestellt, wie z. B. Titan, rostfreier Stahl, Legierungen und Kombination derselben. Das biokompatible Material kann auch polymere Materialien umfassen.
Die zentrale Öffnung der ersten Endplatte stellt wünschenswerterweise eine Verbindung zwischen dem ersten Sockel und einer äußeren Umgebung des Zwischenstücks bereit. Die zentrale Öffnung der zweiten Endplatte stellt wünschenswerterweise eine Verbindung zwischen dem zweiten Sockel und einer äußeren Umgebung des Zwischenstücks bereit.
Im Betrieb wird das Zwischenstück zwischen den gegenüber liegenden Stirnflächen der Wirbel positioniert. Die Endplatten sind schwenkbar, wenn sich das Zwischenstück in einem ersten unbelasteten Zustand befindet, und sind hinsichtlich einer Schwenkbewegung verriegelt, wenn sich das Zwischenstück in einem zweiten belasteten Zustand befindet. Sobald Druck auf die Endplatten ausgeübt wird, werden die Kugel- und Sockelverbindungen aufgrund der Blockade der konvexen Vorsprünge der Endplatten in den konkaven Sockeln verriegelt. Wünschenswerterweise sind die Endplatten, nachdem sie zwischen zwei Wirbeln angeordnet sind, ausgerichtet, um in einer sagittalen Ebene eines Rückgrats zu schwenken.
Diese und andere bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind unten detaillierter beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Wirbelkörperzwischenstücks mit einem Hauptkörper, einer ersten Endplatte und einer zweiten Endplatte.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Hauptkörpers von 1 mit den von dem Hauptkörper entfernten ersten und zweiten Endplatten.
3 zeigt eine Aufsicht der ersten, in 1 gezeigten Endplatte.
4 zeigt eine Ansicht der in 3 gezeigten Endplatte von unten.
5 zeigt eine seitliche Aufsicht des Wirbelkörperzwischenstücks von 1.
6 zeigt eine Teilschnittansicht des Wirbelkörperzwischenstücks von 5.
7A zeigt die erste Endplatte von 1 in einem unbelasteten Zustand.
7B zeigen die erste Endplatte von 7A in einem belasteten Zustand.
8A–8C zeigen das Wirbelkörperzwischenstück von 5, wobei die ersten und zweiten Endplatten relativ zu dem Hauptkörper um verschiedene Winkel geschwenkt sind.
Detaillierte Beschreibung
1 zeigt ein Wirbelkörperzwischenstück gemäß bestimmter bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Das Zwischenstück 20 weist einen Hauptkörper 22 mit einer ersten Endplatte 24, die an einem oberen Ende des Hauptkörpers gesichert ist, und eine zweite Endplatte 26 auf, der an einem unteren Ende des Hauptkörpers gesichert ist. Das Zwischenstück 20 ist vorzugsweise aus einem biokompatiblen Material hergestellt, wie zum Beispiel ein polymeres Material, Titan oder rostfreier Stahl. Bevorzugte Materialien können auch Titanlegierungen oder Legierungen rostfreien Stahls umfassen.
Bezugnehmend auf 2 weist bei bestimmten bevorzugten Ausführungsformen der Hauptkörper 22 eine mit A-A angegebene Längsachse auf. Der Hauptkörper 22 ist vorzugsweise von im Wesentlichen zylindrischer Form und weist eine äußere Oberfläche auf, die zu der Längsachse A-A koaxial ist. Bei anderen bevorzugten Ausführungsformen kann der Hauptkörper 22 im Querschnitt polygonal sein. Der Hauptkörper 22 kann eine beliebige geometrische Form aufweisen, wie zum Beispiel die Form eines Ovals oder einer Ellipse. Der Hauptkörper 22 weist vorzugsweise ein oberes Ende 28 mit einem darin ausgebildeten, ersten, im Wesentlichen konkavförmigen Sockel 30 auf. Das obere Ende 28 weist einen oberen Rand 32 auf, der den ersten konkaven Sockel 30 umgibt. Der obere Rand 32 weist eine erste Ebene 34 und eine zweite Ebene 36 auf, die relativ zueinander gewinkelt sind. Die Ebenen 34, 36 schneiden sich an entsprechenden Scheiteln 38A und 38B. Der obere Rand 32 weist auch einander gegenüber liegende erste und zweite Halteklammern 40A und 40B auf. Die erste Halteklammer 40A weist einen sich nach Innen erstreckenden Teil 42A auf und die Halteklammer 40B weist einen nach Innen erstreckenden Vorsprung 42B auf. Wie unten detaillierter beschrieben ist, sind die Halteklammern 40A, 40B aus gelegt, um durch Halteklammeröffnungen hindurch zu gehen, die sich durch die in 1 gezeigten Endplatten erstrecken, um die Endplatten an den entsprechenden oberen und unteren Enden des Hauptkörpers 22 zu sichern.
Bezugnehmend auf 2 weist der Hauptkörper 22 auch ein unteres Ende mit einem im Wesentlichen konkaven Sockel 45 und einem unteren Rand 46 auf, der hinsichtlich Gestaltung und Form mit dem ersten Sockel 30 an dem oberen Ende 28 vergleichbar ist. Der untere Rand 46 weist eine erste geneigte Ebene 48 und eine zweite geneigte Ebene 50 auf, die relativ zueinander gewinkelt sind, wobei sich die geneigten Ebenen an gegenüber liegenden Halteklammern 54A und 54B schneiden, die ausgelegt sind, um durch die Halteklammeraperturen der zweiten Endplatte hindurch zu gehen. Der Hauptkörper 22 weist eine im Wesentlichen zylindrische Innenwand 53 auf, die einen Hohlraum 55 definiert, der sich zwischen der oberen Endkavität 30 und der unteren Endkavität 45 erstreckt. Bei anderen Ausführungsformen kann die Innenwand 53 eine flache Oberfläche sein oder kann eine beliebige geometrische Form aufweisen, die innerhalb des Hauptkörpers 22 einen Hohlraum definiert. Wie unten detaillierter beschrieben ist, ist der Hohlraum ausgelegt, um darin Knochenwachstumsmaterial aufzunehmen, um die Verbindung des Zwischenstücks 20 mit Wirbelknochen zu unterstützen.
3 zeigt eine Aufsicht der ersten Endplatte 24. Die erste Endplatte 24 weist eine zentrale Öffnung 56 auf, die von einem peripheren Flansch 58 umgeben ist: Bezugnehmend auf 3 und 4 weist der periphere Flansch 58 eine obere Oberfläche 60 und eine untere Oberfläche 62 auf, die der oberen Oberfläche 60 gegenüber liegt. Der periphere Flansch weist auch eine Reihe von Aperturen 64A–C und 66A–C auf. Die erste Endplatte 24 weist ebenfalls Halteklammeraperturen 68A und 68B auf, die sich zwischen oberen und unteren Oberflächen 60, 62 des Flansches 58 erstrecken. Die obere Oberfläche 60 weist auch eine Mehrzahl an Zähnen 70 auf, um in einem Knochen, wie z. B. die Stirnfläche eines Wirbelkörpers, eine Verankerung herzustellen oder sich in diesen einzugraben.
Bezugnehmend auf 4 weist die erste Endplatte 24 ebenfalls einen Vorsprung 72 auf, der sich ausgehend von einer Unterseite 62 derselben weg erstreckt. Der Vorsprung 72 umgibt die zentrale Öffnung 56 und weist eine äußere Oberfläche 74 auf, die im Wesentlichen gekrümmt oder konvex ist. Wie unten detaillierter beschrieben ist, unterstützt der im Wesentlichen konvexe Vorsprung 74 eine Schwenkbewegung der ersten und zweiten Endplatten 24, 26 relativ zu dem Hauptkörper 22 (1), wenn die Endplatten nicht belastet sind.
Bezugnehmend auf 1 und 5 wird das Wirbelkörperzwischenstück 20 zusammengebaut, indem die Endplatte 24 angrenzend an das obere Ende 28 des Hauptkörpers 22 und die zweite Endplatte 26 angrenzend an das untere Ende 44 des Hauptkörpers 22 angeordnet werden. Während des Zusammenbaus werden die gegenüber liegenden Halteklammern 40A, 40B durch die Halteklammeraperturen 68A, 68B (3) der ersten Endplatte 24 hindurch geführt. Bei bestimmten bevorzugten Ausführungsformen sind die Halteklammern 40A, 40B elastisch, um an Ort und Stelle einzurasten, um die erste Endplatte 24 mit dem oberen Ende 28 des Hauptkörpers 22 schwenkbar zu verbinden. Nachdem die erste Endplatte 24 an Ort und Stelle eingerastet ist, befindet sich die konvexe äußere Oberfläche 74 des Vorsprungs 72 vorzugsweise in enger Wirkverbindung mit dem ersten Sockel 30. Somit ist die erste Endplatte 24 in der Lage, um den Scheitel 38A zu schwenken, wobei die Wirkverbindung der konvexen äußeren Oberfläche 74 und des ersten Sockels 30 eine Bewegung der ersten Endplatte 24 führt. Die erste Endplatte 24 kann im Gegenuhrzeigersinn um etwa 10°, bis die untere Oberfläche 62 an der ersten Ebene des oberen Rands 34 angreift, und im Uhrzeigersinn um etwa 10° schwenken, bis die untere Oberfläche 62 an der zweiten Ebene des Rands 36 angreift. Somit liegt der Bereich einer Schwenkbewegung der ersten Endplatte 24 relativ zu dem oberen Ende 28 des Hauptkörpers 22 zwischen 15°–25°.
In vergleichbarer Weise ist die zweite Endplatte 26 an den Halteklammern 54A, 54B an dem unteren Ende 44 des Hauptkörpers 22 gesichert. Die zweite Endplatte 26 wird mit dem Hauptkörper 22 verbunden, indem die Halteklammern 54A, 54B durch Halteklammeraperturen (nicht gezeigt) hindurch geführt werden, die sich zwischen der oberen Oberfläche 60' und der unteren Oberfläche 62' erstrecken. Wenn die zweite Endplatte 26 mit dem unteren Ende 44 des Hauptkörpers 22 verbunden ist, greift die konvexe äußere Oberfläche 74' des Vorsprungs 72' eng an dem zweiten Sockel 30' an, um eine Schwenkbewegung der zweiten Endplatte 26 um den Scheitel 52A zu führen.
Die zweite Endplatte ist im Gegenuhrzeigersinn um etwa 10°, bis die untere Oberfläche 62' an der zweiten Ebene 50 angreift, und im Uhrzeigersinn um etwa 10° schwenkbar, bis die untere Oberfläche 62' an der ersten Ebene 48 angreift.
Bezugnehmend auf 5 kann Knochenwachstumsmaterial (nicht gezeigt) durch die zentralen Öffnungen der ersten und zweiten Endplatten 24, 26 hindurch geführt werden, um in dem Hohlraum 55 angeordnet zu werden. Bei bestimmten bevorzugten Ausführungsformen füllt das Knochenwachstumsmaterial den Hohlraum 55 vollständig aus und erstreckt sich über die oberen und unteren Enden 28, 44 des Hauptkörpers 22 hinaus. Bei in höherem Maß bevorzugten Ausführungsformen wird das Knochenwachstumsmaterial in den zentralen Öffnungen der Endplatten 24, 26 angeordnet, um eine Verbindung mit gegen überliegenden Wirbelkörpern zu unterstützen.
6 zeigt eine Teilschnittansicht des Wirbelkörperzwischenstücks 20 von 1. Wie oben beschrieben weist der Hauptkörper 22 ein oberes Ende 28, und, von diesem entfernt, ein unteres Ende 44 auf. Das obere Ende 28 des Hauptkörpers 22 weist darin ausgebildet einen ersten konkaven Sockel 30 auf und das untere Ende 44 weist darin ausgebildet einen zweiten konkaven Sockel 30' auf. Bei bevorzugten Ausführungsformen ist der Hauptkörper 22 im Wesentlichen hohl, wobei sich die hohle Öffnung zwischen dem ersten Sockel 30 und dem zweiten Sockel 30' erstreckt. Nachdem die ersten und zweiten Endplatten 24, 26 mit den entsprechenden oberen und unteren Enden 28, 44 des Hauptkörpers 22 verbunden worden sind, können die Endplatten relativ zu dem Hauptkörper frei schwenken, solange eine geringe oder keine Belastung auf die Endplatten ausgeübt wird. Wenn die Endplatten belastet werden, werden jedoch die äußeren Oberflächen 74, 74' der Vorsprünge in enge Wirkverbindung mit den Sockeln 30, 45 gedrängt, um die Endplatten an Ort und Stelle gegenüber weiterer Bewegung zu sichern.
7A zeigt eine Teilansicht von 6, bevor eine Belastung auf die erste Endplatte 24 ausgeübt wird. Auch wenn sich die konvexe Oberfläche 74 der ersten Endplatte 24 in unmittelbarem Kontakt mit dem ersten Sockel 30 befindet, kann die erste Endplatte weiterhin relativ zu dem ersten Sockel 30 frei schwenken. Bezugnehmend auf 7B wird, nachdem eine Belastung auf die obere Oberfläche 60 der ersten Endplatte 24 ausgeübt wird, die konvexe Oberfläche 74 in engere Wirkverbindung mit dem ersten Sockel 30 gedrängt, wodurch die erste Endplatte 24 an Ort und Stelle verriegelt wird und eine weitere Schwenkbewegung der ersten Endplatte 24 relativ zu dem Hauptkörper 22 verhindert wird. Auch wenn nicht durch eine spezielle Theorie hinsichtlich des Betriebs eingeschränkt, wird angenommen, dass, sobald eine Belastung auf die erste Endplatte 24 ausgeübt wird, Reibungskräfte die erste Endplatte gegenüber einer weiteren Schwenkbewegung relativ zu dem Hauptkörper 22 verriegeln. Die erste Endplatte 24 bleibt hinsichtlich einer weiteren Schwenkbewegung verriegelt, solange die erste Endplatte belastet bleibt. Die zweite Endplatte 26 (5) wird auch gegenüber einer weiteren Schwenkbewegung verriegelt, wenn sie belastet ist, in einer Weise, vergleichbar zu der, die oben für die erste Endplatte 24 beschrieben wurde. Die oben beschriebene Verriegelungswirkung kann ohne den Bedarf an zusätzlichen Teilen, wie z. B. Halteschrauben erreicht werden, die typischerweise bei Vorrichtungen des Standes der Technik benötigt werden.
Sobald eine Belastung von einer der Endplatten 24, 26 entfernt worden ist, kann die spezielle Endplatte wiederum relativ zu dem Hauptkörper 22 frei schwenken, solange sie nicht unter Last steht. Sobald erneut eine Belastung ausgeübt wird, wird die Endplatte jedoch erneut an Ort und Stelle gegenüber einer weiteren Schwenkbewegung verriegelt. Ein solcher Verriegelungs- und Entriegelungsvorgang wird während der Lebensdauer des Wirbelkörperzwischenstücks der vorliegenden Erfindung regelmäßig stattfinden.
8A–8C zeigen den Bereich einer Schwenkbewegung der ersten und zweiten Endplatten 24, 26 relativ zu dem Hauptkörper 22. In 8A dreht sich die erste Endplatte 24 im Uhrzeigersinn um den Scheitel 38A, bis die untere Oberfläche 62 an der zweiten Ebene 36 angreift. Die zweite Endplatte 26 ist um den Scheitel 52A schwenkbar, bis die untere Oberfläche 62' an der zweiten Ebene 50 angreift.
8B zeigt das Wirbelkörperzwischenstück 20 von 8A, wobei die erste Endplatte 24A vollständig im Uhrzeigersinn gedreht ist und die zweite Endplatte 26 äquidistant zwischen einer vollständigen Drehung im Uhrzeigersinn und einer vollständigen im Gegenuhrzeigersinn positioniert ist. 8C zeigt das Wirbelkörperzwischenstück 20 von 8B, wobei die erste Endplatte 24 vollständig in eine Position im Uhrzeigersinn gedreht ist und die zweite Endplatte 26 vollständig in eine Position im Uhrzeigersinn gedreht ist.
Auch wenn nicht durch eine spezielle Theorie hinsichtlich des Betriebs beschränkt, wird angenommen, dass das Wirbelkörperzwischenstück 20 der vorliegenden Erfindung ein wirksames Zwischenstück zwischen Endstirnflächen von Wirbelkörpern bereitstellt. Das Zwischenstück 20 der vorliegenden Erfindung kann einen Zwischenraum überbrücken, der vorliegt, nachdem eine oder mehrere Bandscheiben oder Wirbelkörper entfernt worden sind. Die Zähne 70 der ersten und zweiten Endplatten 24, 26 sind ausgelegt, um in die knöchernen Endstirnflächen der Wirbelkörper einzugreifen, um das Zwischenstück 20 an Ort und Stelle zu halten. In einem ersten unbelasteten Zustand, wenn keine Last auf die Endflächen 24, 26 ausgeübt wird, können die Endflächen relativ zu dem oberen Ende 28 und dem unteren Ende 44 des Hauptkörpers 22 frei schwenken. Sobald eine Belastung auf eine Endplatte 24, 26, ausgeübt wird, werden die Endplatten jedoch an Ort und Stelle gegenüber einer weiteren Schwenkbewegung aufgrund der Wirkverbindung ihrer konvexen äußeren Oberflächen 74, 74' mit den entsprechenden ersten und zweiten Sockeln 30, 30' verriegelt.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann nur eines der Enden des Hauptkörpers eine schwenkbare, damit verbundene Endplatte aufweisen, wohingegen das andere Ende steif oder unbewegbar sein kann.
Auch wenn die Erfindung hier unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist es verständlich, dass diese Ausführungsformen lediglich die Prinzipien und Anwendungen der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. Es ist daher berücksichtigt, dass viele Modifikationen der veranschaulichten Ausführungsformen vorgenommen werden können und dass weitere Anordnungen hergestellt werden können, ohne sich dabei von dem Umfang der vorliegenden Erfindung, wie sie von den beigefügten Ansprüchen definiert ist, zu entfernen.

Claims

Wirbelkörperzwischenstück (20) mit: einem Hauptkörper (22) mit einem oberen Ende (28), das einen ersten konkaven Sockel (30) aufweist, und einem unteren Ende (44), das einen zweiten konkaven Sockel (45) aufweist; einer ersten Endplatte (24), die an dem oberen Ende (28) des Hauptkörpers (22) gesichert ist, wobei die erste Endplatte (24) eine obere Oberfläche und eine Unterseite mit einem konvexen Vorsprung aufweist, der ausgelegt ist, zusammen mit dem ersten konkaven Sockel (30) eine Kugel- und-Sockel-Anordnung zu bilden; und einer zweiten Endplatte (26), die an dem unteren Ende (44) des Hauptkörpers (22) gesichert ist, wobei die zweite Endplatte (26) eine obere Oberfläche und eine Unterseite mit einem konkaven Vorsprung aufweist, der ausgelegt ist, zusammen mit dem zweiten konkaven Sockel eine Kugel-und-Sockel-Anordnung zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkörper (22) einen Hohlraum (55) aufweist, der sich zwischen dem ersten konkaven Sockel (30) und dem zweiten konkaven Sockel (45) erstreckt, und dass jede der Endplatten eine Öffnung aufweist, die sich von der oberen Oberfläche zu der Unterseite erstreckt, wobei die Öffnung in Verbindung mit dem Hohlraum steht.
Zwischenstück (20) nach Anspruch 1, bei dem das obere Ende (28) einen oberen Rand (32) aufweist, der erste und zweite Ebenen (34, 36) definiert, die relativ zu einander gewinkelt sind, und das untere Ende (44) einen unteren Rand (46) aufweist, der erste und zweite Ebenen (48, 50) definiert, die relativ zu einander gewinkelt sind.
Zwischenstück (20) nach Anspruch 2, bei dem sich die ersten und zweiten Ebenen (34, 36) des oberen Rands (32) einander an einem oberen Endscheitel schneiden und sich die ersten und zweiten Ebenen (48, 50) des unteren Rands (46) einander an einem unteren Endscheitel schneiden.
Zwischenstück (20) nach Anspruch 3, bei dem der oberen Scheitel wenigstens eine Halteklammer (40A, 40B) aufweist, die sich von diesem erstreckt, um die erste Endplatte (24) an dem oberen Ende (28) des Hauptkörpers (22) zu sichern, und der untere Scheitel wenigstens eine Halteklammer (54A, 54B) aufweist, die sich von diesem erstreckt, um die zweite Endplatte (26) an dem unteren Ende (44) des Hauptkörpers (22) zu sichern.
Zwischenstück (20) nach Anspruch 4, bei dem der obere Scheitel ein Paar von Halteklammern (40A, 40B) aufweist, die von einander beabstandet sind, um die erste Endplatte (24) zu sichern, und der untere Scheitel ein Paar von Halteklammern (54A, 54B) aufweist, die von einander beabstandet sind, um die zweite Endplatte (26) zu sichern.
Zwischenstück (20) nach Anspruch 4, bei die ersten und zweiten gewinkelten Ebenen (34, 36) des oberen Rands (32) eine Schwenkbewegung der ersten Endplatte (24) begrenzen und die ersten und zweiten gewinkelten Ebenen (48, 50) des unteren Rands (46) eine Schwenkbewegung der zweiten Endplatte begrenzen.
Zwischenstück (20) nach Anspruch 1, bei dem die erste Endplatte (24) eine obere Seite mit Zähnen aufweist, um an einem Knochen anzugreifen, und die zweite Endplatte (26) eine obere Seite mit Zähnen (70) aufweist, um an einem Knochen anzugreifen.
Zwischenstück (20) nach Anspruch 7, bei dem die Öffnung der ersten Endplatte eine zentrale Öffnung ist und ein peripherer Flansch die zentrale Öffnung umgibt, und bei dem der periphere Flansch wenigstens eine Öffnung aufweist, die ausgelegt ist, Knochenwachstumsmaterial aufzunehmen.
Zwischenstück (20) nach Anspruch 8, bei dem die Öffnung der zweiten Endplatte eine zentrale Öffnung ist und ein peripherer Flansch die zentrale Öffnung umgibt, und bei dem der periphere Flansch wenigstens eine Öffnung aufweist, die ausgelegt ist, Knochenwachstumsmaterial aufzunehmen.
Zwischenstück (20) nach Anspruch 4, bei dem jede Endplatte (24, 26) wenigstens eine Halteklammerapertur aufweist, die ausgelegt ist, eine der Halteklammern aufzunehmen, um die Endplatte mit dem Endkörper zu verbinden.
Zwischenstück (20) nach Anspruch 1, bei dem jede Endplatte (24, 26) Zähne aufweist, die ausgelegt sind, das Zwischenstück (20) in Knochen zu verankern.
Zwischenstück (20) nach Anspruch 1, bei dem der Hauptkörper (22) länglich ist und eine wenigstens zum Teil gekrümmte äußere Oberfläche aufweist.
Zwischenstück (20) nach Anspruch 1, bei der Hauptkörper (22) eine Längsachse aufweist und die ersten und zweiten konkaven Sockel bezüglich der Längsachse koaxial sind.
Zwischenstück (20) nach Anspruch 1, bei dem der Hauptkörper (22) und die ersten und zweiten Endplatten aus einem biokompatiblen Material hergestellt sind.
Zwischenstück (20) nach Anspruch 14, bei dem das biokompatible Material aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Titan, rostfreiem Stahl, Legierungen und Kombinationen derselben besteht.
Zwischenstück (20) nach Anspruch 14, bei dem das biokompatible Material polymere Materialien umfasst.
Zwischenstück (20) nach Anspruch 9, bei dem die zentrale Öffnung der ersten Endplatte (24) eine Verbindung zwischen dem ersten Sockel und einer äußeren Umgebung des Zwischenstücks bereitstellt.
Zwischenstück (20) nach Anspruch 9, bei dem die zentrale Öffnung der zweiten Endplatte (26) eine Verbindung zwischen dem zweiten Sockel und einer äußeren Umgebung des Zwischenstücks bereitstellt.
Zwischenstück (20) nach Anspruch 1, bei die Endplatten schwenkbar sind, wenn sich das Zwischenstück (20) in einem ersten, nicht belasteten Zustand befindet, und hinsichtlich einer Schwenkbewegung verriegelt sind, wenn sich das Zwischenstück (20) in einem zweiten, belasteten Zustand befindet.
Zwischenstück (20) nach Anspruch 2, bei dem die ersten und zweiten gewinkelten Platten an dem oberen Ende des Hauptkörpers (22) einen Winkel von näherungsweise 5–25 Grad bilden.
Zwischenstück (20) nach Anspruch 20, bei dem die ersten und zweiten gewinkelten Platten an dem oberen Ende des Hauptkörpers (22) einen Winkel von näherungsweise 10–20 Grad bilden.
Zwischenstück (20) nach Anspruch 1, bei dem die Endplatten ausgerichtet sind, um in einer Sagittalebene einer Wirbelsäule zu schwenken.
Zwischenstück (20) nach Anspruch 1, bei dem der Hauptkörper (22) einen Querschnittsdurchmesser von näherungsweise 10-30 mm aufweist.
Zwischenstück (20) nach Anspruch 1, bei dem die Endplatten einen Durchmesser von näherungsweise 30–50 mm aufweisen.
Zwischenstück (20) nach Anspruch 24, bei dem die Endplatten einen Durchmesser von näherungsweise 35–40 mm aufweisen.