DE69434013T2

DE69434013T2 - Arthroplastische Vorrichtung für Zwischenwirbelscheiben

Info

Publication number: DE69434013T2
Application number: DE69434013T
Authority: DE
Inventors: Lawrence M. Boyd; Richard M. Salib; Kenneth A. Pettine
Original assignee: SDGI Holdings Inc
Current assignee: Warsaw Orthopedic Inc
Priority date: 1992-01-06
Filing date: 1994-06-10
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2014-06-11
Also published as: DE69434929T2; EP1752117A2; JP4001859B2; US5258031A; JPH10501705A; EP1188423A1; WO1995026697A1; ATE217778T1; EP1421922B1; ATE354325T1; ATE275897T1; EP1421922A1; JP3514765B2; EP0754018A4; DE69434013D1; EP1188423B1; DE69434929D1; JP2004136100A; PT1421922E; EP1752117A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist auf eine chirurgische Gelenkersatzvorrichtung, insbesondere einen Ersatz für eine degenerierte oder zerrissene Bandscheibe zwischen aufeinanderfolgenden Wirbeln in der Wirbelsäule, gerichtet.
Gegenwärtig werden jedes Jahr ungefähr 60 000 Lumbalspondylodesen in den Vereinigten Staaten durchgeführt und 30 000 Lumbalspondylodesen in Kanada durchgeführt. Die Spondylodese wird häufig als Behandlung für Kreuzschmerz und Zwischenwirbelscheibendegeneration angewendet, und die Anwendung der internen Fixation hat die Fähigkeit eines Chirurgen gesteigert, eine stabile Fusion zu erreichen. Es gibt jedoch eine gesteigerte Besorgnis, daß die biomechanische Steifigkeit der Fusion und der internen Fixation angrenzende Wirbelsäulenbewegungssegmente zu einer schnellen Degeneration veranlassen können. Langfristige Nachsorge von Patienten, die sich einer erfolgreichen Fusion unterzogen haben, zeigt, daß 50 Prozent weiter Schmerzbeschwerden haben. Wie bei anderen Gelenken haben Alternativen zum Fusion eines Wirbelsäulenbewegungssegments eigene Vorteile.
Forscher haben seit Jahren versucht, eine erfolgreiche Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung zu konstruieren. Das US-Patent 4 946 378 legt eine künstliche Bandscheibe offen, die ein Paar von Endkörpern mit einem zwischen dem Endkörpern gehaltenen Zwischenelement aus einem medizinischen synthetischen Polymer hat. Das Zwischenelement gewährleistet anscheinend etwas Flexibilität. Ziemlich ähnlich legt das US-Patent 5 002 576 eine künstliche Bandscheibe offen, die Endabdeckplatten hat, die durch ein geschlossenes Wellrohr getrennt werden, das mit einem viskoelastischen Material, wie einem körperverträglichen Silikon, gefüllt wird. Auch das US-Patent Nr. 4 932 975 zeigt eine Wirbelprothese, die ein Paar von Endelementen hat, die von einem elastomeren Medium umgebene Aufbängungsplatten aufnehmen. Die Endgehäuse werden mit flexiblen und ausdehnbaren Balgen miteinander verbunden.
Andere Herangehensweisen werden in den US-Patenten Nr. 4 349 921, 4 714 469, 4 759 769, 4 863 476, 4 936 848, 4 997 432, 5 047 055, 5 071 437 und im PCT-Patent WO 92/14423 gezeigt. Das US-Patent Nr. 4 349 921 legt eine künstliche Bandscheibe offen, die konvexe obere und untere Flächen hat, die den angrenzenden Wirbelflächen entsprechen, und aus zwei Bestandteilen geformt wird, um ein Beugen und Strecken zwischen den zwei Bestandteilen zu ermöglichen. Das US-Patent Nr. 4 714 469 legt eine künstliche Einelement-Bandscheibe mit einer vorher festgelegten Dicke offen. Das US-Patent Nr. 4 759 769 legt eine künstliche Bandscheibe offen, die ein oberes und ein unteres Element hat, an einem hinteren Abschnitt gelenkig miteinander verbunden und an einem vorderen Abschnitt durch steife Schraubenfedern auseinander vorgespannt. Das US-Patent Nr. 4 863 476 legt ein Wirbelsäulenimplantat aus zwei Abschnitten offen, das ausgedehnt werden kann, um so den Zwischenraum zwischen den benachbarten Wirbeln zu steigern. Das US-Patent Nr. 4 936 848 zeigt eine künstliche Bandscheibe, die eine Kugelform hat, die hohl und starr ist. Die Kugelwand enthält Fensterungen, offen zum Kugelhohlraum, um Knochenfragmente darin unterzubringen. Das US-Patent Nr. 4 997 432 zeigt eine künstliche Bandscheibe, die durch einen verschiebbaren Kernkörper, der normalerweise aus einem synthetischen Material besteht, getrennte Platten hat. Das US-Patent Nr. 5 047 055 legt eine aus einem Hydrogelmaterial mit einer spezifizierten Kompressionsfestigkeit hergestellte künstliche Bandscheibe offen, die im hydratisierten Zustand die Form einer menschlichen Bandscheibe hat. Das US-Patent Nr. 5 071 437 zeigt eine künstliche Bandscheibe, die zwei starre Endplatten hat, getrennt durch ein elastomeres Kernmaterial und mit demselben verbunden, das Beugungseigenschaften ähnlich denen einer menschlichen Bandscheibe hat.
Schließlich legen die US-Patente 4 595 663, Re. 32 449 und 5 037 438 die Verwendung von keramischem Material, einschließlich Zirkonia, für Anwendungen wie beispielsweise einen Gelenkersatz offen.
Es gibt bestimmte Grundkriterien, die eine erfolgreiche Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung erfüllen muß. Die Zeitfestigkeit der Materialien ist von äußerster Wichtigkeit. Da das Durchschnittsalter der Patienten, die sich einer Spondylodese unterziehen, 42 Jahre beträgt, sollte die Lebensdauer der Vorrichtung 40 Jahre übersteigen. Vorausgesetzt, die durchschnittliche Person erlebt 2 Millionen Schritte pro Jahr und 125 000 bedeutende Biegungen in der Wirbelsäule, ergäbe eine konservative Schätzung der Zahl von Wirbelsäulenbelastungszyklen über den Zeitraum von 40 Jahren 85 Millionen Zyklen. Um einen Sicherheitsfaktor zu gewährleisten, sollte die Vorrichtung auf eine Dauerfestigkeit von wenigstens 100 Millionen Zyklen ausgelegt werden.
Zusätzlich zu einer solchen Haltbarkeit müssen die Materialien für eine erfolgreiche Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung bioverträglich sein. Das Ausmaß des Verschleißes des Implantats muß auf einem Minimum gehalten werden. Obwohl das Implantat klein genug sein sollte, um innerhalb der anatomischen Grenzen eines normalen Bandscheibenraums aufgenommen zu werden, ist zu erkennen, daß es vorteilhaft sein kann, die Höhe der Prothesenbandscheibe zu steigern, um den Bandscheibenraum übermäßig zu distrahieren, um die Facettengelenke posterior zu entlasten.
Die vorliegende Erfindung erfüllt nicht nur diese Kriterien, sondern es ist zu erwarten, daß sie eine erfolgreiche Arthroplastik an Stelle von 90 Prozent der gegenwärtig ausgeführten Fusionen sein könnte.
Eine Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung, wie sie im Oberbegriff von Anspruch 1 definiert wird, wird in US-A-5 258 031 offengelegt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist auf eine Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung gerichtet, wie sie in Anspruch 1 definiert wird. In Bezug auf einen durch eine resezierte Bandscheibe geschaffenen Raum zwischen dem ersten und dem zweiten Wirbel paßt das erste Element angrenzend an den ersten Wirbel, und das zweite Element paßt angrenzend an den zweiten Wirbel, so daß der Kugelabschnitt in den Pfannenabschnitt paßt.
Bei einem Ausführungsbeispiel wird eine erste Grundplatte, die eine erste Lasche hat, am ersten Element befestigt, und eine zweite Grundplatte, die eine zweite Lasche hat, wird am zweiten Element befestigt. Schrauben werden durch die erste und die zweite Lasche gesteckt, um die Grundplatten und deren entsprechendes erstes und zweites Element an den benachbarten Wirbeln zu befestigen.
Die Einsatzschalen werden vorzugsweise aus Titan hergestellt. Die Verwendung von Titan-Einsatzschalen bietet mehrere Vorteile, die einschließen, (1) der Struktur eine Zugstütze bereitzustellen und das Material des ersten und des zweiten Elements in Kompression zu halten, (2) zu gewährleisten, daß an den anterioren Enden der Außenfläche einer Einsatzschale durch bekannte Verfahren, wie beispielsweise Spanen, Löten, Schweißen oder Kleben, Widerstandsrippen befestigt werden, um einer axialen Drehung weiter zu widerstehen, (3) eine Oberfläche bereitzustellen, an der Beschichtungen, wie beispielsweise eine Titanperlen-Beschichtung zum Fördern der Knocheneinwachsfixation, unter Anwendung bekannter Technologien, wie beispielsweise Sintern oder Spritzen, gut haften können, und (4) eine Struktur bereitzustellen, bei der das erste und das zweite Element eine einzige Größe behalten können, während die Einsatzschalengrößen, entweder durch Hinzufügen oder durch Verringern der Metalldicke, leichter und preiswerter verändert werden können.
Die Erfindung erwägt ebenfalls Fälle, in denen eine anfängliche Schraubenfixation nicht erforderlich sein mag. Es ist gezeigt worden, daß ein Knocheneinwachsen in Keramik stattfinden kann. Folglich ist in einem Aspekt der Erfindung eine Zirkoniumoxid-Keramik oder Aluminiumoxid-Keramik ein bevorzugtes Material für das erste und das zweite Element. Die angegebene Keramik ist bioverträglich, und es ist zu erwarten, daß die Zeitfestigkeit die notwendige Zahl von geplanten Zyklen für die angegebene Verwendung gewährleistet. Der Verschleiß wäre minimal, und das Implantat kann klein genug hergestellt werden, um in die anatomischen Grenzen eines normalen Bandscheibenraums zu passen. Obwohl Zirkoniumoxid-Keramik oder Aluminiumoxid-Keramik gegenwärtig bevorzugt werden, versteht es sich von selbst, daß andere Materialien gefunden werden können, die ebenfalls die Leistungsanforderungen erfüllen.
In jedem Fall gewährleistet die Erfindung, wenn die Materialkriterien erfüllt sind, dann eine Bewegung mit bis zu 3 Freiheitsgraden und ahmt die normale Zwischenwirbelscheibenbewegung, mit Ausnahme der Kompression, nach. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Bandscheiben-Arthroplastikvorrichtung so geformt, daß sie bis zu 15 Beugungsgraden, 5 Streckungsgraden, 5 Graden seitlicher Biegung bietet, während sie Anterior-Posterior-Schub-, axiale Drehungs- und axiale Kompressionsbewegungen einschränkt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel wird die Vorrichtung so geformt, daß sie die 3 oben beschriebenen Bewegungsgrade gewährleistet, und daß sie eine unbegrenzte axiale Drehung gewährleistet. Die erfindungsgemäße Arthroplastikvorrichtung wird so konstruiert, daß sie nicht zusammendrückbar ist, um die Distraktion der Facettengelenke posterior zu erhalten, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Quelle möglichen Schmerzes verringert wird.
Die Arthroplastikvorrichtung wird in einem distrahierten Bandscheibenraum untergebracht, so daß das umgebende weiche Gewebe, d. h., der Faserring, unter Spannung ist, um zu verhindern, daß sich die Arthroplastikvorrichtung verschiebt. In diesem Umfeld beseitigen der Kugel- und der Pfannenabschnitt, wie sie durch die Erfindung definiert werden, alle losen beweglichen Teile, während sie doch die größte verfügbare Flexibilität der Bewegung gewährleisten.
Folglich sind die durch die vorliegende Erfindung erreichten Vorteile und Ziele zahlreich. Eine weitere Erläuterung und ein Verständnis sind zu erhalten unter Bezugnahme auf die hiernach kurz beschriebenen Zeichnungen und auf die detaillierte Beschreibung danach.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Frontdarstellung einer Lendenwirbelsäule, die gesunde Bandscheiben zwischen den Wirbelkörpern zeigt.
2 ist ähnlich wie 1, mit der Ausnahme, daß eine Bandscheibe durch eine Arthroplastikvorrichtung nach dem bekannten technischen Stand ersetzt worden ist.
3 ist eine seitliche Querschnittsansicht einer Arthroplastikvorrichtung nach dem bekannten technischen Stand.
4 ist eine Vorderansicht der Vorrichtung von 3.
5 ist eine perspektivische Ansicht einer Arthroplastikvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, wobei die Konfiguration von Kugel und Pfanne als Phantom gezeigt wird.
6 ist eine anteriore Ansicht von zwei Wirbeln, die das Ersetzen einer menschlichen Bandscheibe durch eine Bandscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 ist eine Seitenansicht von 5.
8 ist eine perspektivische Ansicht des unteren Elements einer Bandscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
9 ist eine perspektivische Ansicht des oberen Elements einer Bandscheiben-Arthroplastikvorrichtung mit einer Pfannenkonfiguration, die der als Phantom gezeigten Kugelkonfiguration von 8 entspricht.
10 ist eine perspektivische Ansicht des unteren Elements einer Bandscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Kugelkonfiguration als Phantom gezeigt wird.
11 ist eine perspektivische Ansicht einer Bandscheiben-Arthroplastikvorrichtung mit einer Pfannenkonfiguration, die der Kugelkonfiguration von 10 entspricht.
12 zeigt einen Aufriß einer Bandscheiben-Arthroplastikvorrichtung mit einer anderen Kugelkonfiguration nach der vorliegenden Erfindung.
13 ist ein Querschnitt der Bandscheiben-Arthroplastikvorrichtung von 12 längs der Schnittlinien 13–13.
14 ist ein Querschnitt der Bandscheiben-Arthroplastikvorrichtung von 12 längs der Schnittlinien 14–14.
15 ist eine perspektivische Draufsicht einer Einsatzschale nach der vorliegenden Erfindung.
16 ist ein seitlicher Aufriß der Einsatzschale von 15.
17 ist ein seitlicher Aufriß der Einsatzschale von 15 mit dem in derselben angebrachten unteren Element einer Bandscheiben-Arthroplastikvorrichtung.
18 ist eine perspektivische Draufsicht einer anderen Einsatzschale nach der vorliegenden Erfindung.
19 ist ein seitlicher Aufriß der Einsatzschale von 18.
20 ist eine Querschnittsansicht einer innerhalb eines Paars von Einsatzschalen von 18 angebrachten Bandscheiben-Arthroplastikvorrichtung und zeigt eine Schraubenbefestigung der Arthroplastikvorrichtung an einer der Einsatzschalen.
21 ist eine vergrößerte Fassung des eingekreisten Bereichs von 20, die eine Schraubenbefestigung eines Bandscheiben-Arthroplastikelements an der Einsatzschale von 18 zeigt.
22 zeigt eine perspektivische Draufsicht einer Einsatzschale, die Reihen von Widerstandszähnen und eine Perlentasche einschließt.
BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
Zum Zweck der Förderung eines Verständnisses der Prinzipien der Erfindung wird nun Bezug auf das in den Zeichnungen illustrierte Ausführungsbeispiel genommen, und es wird eine spezifische Sprache verwendet, um dasselbe zu beschreiben. Es wird sich jedoch von selbst verstehen, daß dadurch keine Begrenzung des Rahmens der Erfindung beabsichtigt ist, der die Änderungen und weiteren Modifikationen in der dargestellten Vorrichtung und die weiteren Anwendungen der Prinzipien der Erfindung, wie sie darin dargestellt wird, einschließen soll, die Fachleuten auf dem Gebiet dieser Erfindung normalerweise offensichtlich sein dürften.
Unter Bezugnahme auf 1 bis 4, in denen gleiche Referenzzahlen in den verschiedenen Ansichten identische oder entsprechende Teile bezeichnen, und insbesondere auf 2 wird eine Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach dem bekannten technischen Stand allgemein durch die Zahl 10 bezeichnet. Die Vorrichtung 10 wird implantiert zwischen einem ersten Wirbelkörper 12 über ihr und einem zweiten Wirbelkörper 14 unter ihr gezeigt, die alle Teil einer repräsentativen Lendenwirbelsäule 16 sind. In 1 wird gezeigt, daß die Lendenwirbelsäule 16 eine gesunde Bandscheibe 18 einschließt. Die Vorrichtung 10 ist ein prothetischer Bandscheibenersatz in dem durch die resezierte Bandscheibe 18 geschaffenen Raum.
Wie in 3 und 4 gezeigt wird, schließt die Bandscheiben-Arthroplastikvorrichtung 10 eine obere Baugruppe 20 und eine untere Baugruppe 22 ein. Die obere Baugruppe 20 schließt ein erstes Element 24 ein, das in demselben eine Pfanne 26 hat. Eine Grundplatte 28 mit einer von derselben nach oben vorstehenden Lasche 30 wird am ersten Element 24 befestigt. Das erste Element 24 hat eine Oberseite 32, die mit einer angrenzenden Seite 34 der Grundplatte 28 zusammenpaßt und an derselben befestigt wird. Eine Seite 36 gegenüber der Oberseite 32 schließt die in derselben geformte Pfanne 26 ein. Die Seite 36 wird so geformt, daß sie an allen Seiten der Fassung 26 schräg nach oben verläuft, so daß die Abschrägung vom Eingang in die Pfanne 26 weg und zur Oberseite 32 hin verläuft.
Die Grundplatte 28 ist im wesentlichen eine flache Platte, die mit einem biokompatiblen Klebstoff oder einem anderen, Fachleuten auf dem Gebiet bekannten, Befestigungsmechanismus längs der Seite 34 an der Seite 32 des ersten Elements 24 befestigt wird. Die Oberseite 38 der Grundplatte 28 wird so geformt, daß sie mit dem Wirbelkörper 12 zusammenpaßt. Allgemein ist die Seite 38 flach, und die passende Seite des Wirbelkörpers 12 wird während der Operation flach gemacht. Die Lasche 30 erstreckt sich nach oben und ist integriert mit der Grundplatte 28. Die Lasche 30 schließt eine Öffnung 40 durch dieselbe ein, so daß eine Schraube 42 (gezeigt in Bezug auf die untere Grundplatte 48) verwendet werden kann, um die Baugruppe 20 am Wirbelkörper 12 zu befestigen.
Die untere Baugruppe 22 schließt ein zweites Element 44 ein, das eine an demselben geformte Kugel 46 hat, die lose in die Pfanne 26 paßt. Eine Grundplatte 48 mit einer Lasche 50 ist ähnlich der oberen Grundplatte 28 mit der Lasche 30 und muß nicht weiter beschrieben werden. Das zweite Element 44 hat eine Unterseite 52, die auf eine ähnliche Weise, wie zuvor in Bezug auf das erste Element 24 und die obere Grundplatte 28 beschrieben, an einer angrenzenden Seite 54 der Grundplatte 48 gefestigt wird. Eine Seite 56 gegenüber der Unterseite 52 schließt eine von derselben nach oben vorstehende Kugel 46 ein. Die Seite 56 verläuft an allen Seiten der Kugel 46 schräg von der Kugel 46 weg, um so einen Raum zwischen dem ersten und dem zweiten Element 24, 44 zu schaffen, außer dort, wo sie an der Kugel 46 und der Pfanne 26 zusammenpassen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel verlaufen die Seiten 56 und 36 längs einer geneigten Ebene in vier verschiedenen Richtungen schräg von der Kugel 46 und der Pfanne 26 weg. Die Kugel 46 und die Pfanne 26 haben allgemein eine ovale Form oder eine längliche Form mit Viertelkugelformen an den Enden.
Ein Bewegungssegment in Bezug auf die vorliegende Erfindung umfaßt eine Bandscheiben-Arthroplastikvorrichtung 10 und die benachbarten oberen und unteren Wirbelkörper. Die genauen Umrisse der Kugel 46 und der Pfanne 26 und die umgehenden Oberflächen der Seiten 36 und 56 bestimmen den bei Beugung und Streckung, Seitenbiegung, Schub und Drehung des Bewegungssegments erlaubten Bewegungsbereich.
Die bei einem gesunden Lendenzwischenwirbelgelenk zu beobachtende Hauptbewegung ist die Beugung/Streckung. Eine typische L4–L5-Zwischenwirbelscheibe ermöglicht 13 Beugungsgrade, 3 Streckungsgrade, 3 Grade lateraler Seitenbiegung, 1 Grad axialer Drehung und ein kleines Maß an Schub. Der Drehungsmittelpunkt für Beugung/Streckung befindet sich im posterioren Abschnitt des Zwischenwirbelscheibenraums. Die vorliegende Erfindung beruht auf einem Konzept loser Einschränkung. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ermöglicht 3 Freiheitsgrade und ahmt die normalen Zwischenwirbelscheibenbewegungen von Beugung, Streckung und seitlicher Biegung nach. Axiale Drehung, Anterior-Posterior-Schub und axiale Kompression werden durch die Bandscheiben-Arthroplastikvorrichtung 10 eingeschränkt, um die posterioren Facettengelenke zu schützen. Außerdem wird sie eingesetzt durch eine Distraktion des Bandscheibenraums, was die umgehenden Beschränkungen durch weiches Gewebe unter Spannung setzen wird. Dies trägt dazu bei, zu verhindern, daß sich die Arthroplastikvorrichtung verschiebt. Die Vorrichtung wird so geformt, daß sie 15 Beugungsgrade, 5 Streckungsgrade, 5 Grade seitlicher Biegung, 5 Drehungsgrade und 2 Millimeter Schub bietet. Die Gelenkflächen sind die konkave aufnelmende Pfannenfläche, die gelenkig mit der konvexen (i. Orig. hier: concave. Anm. d. Ü.) Kugel-Steckfläche ineinandergreift. Eine solche Konstruktion beseitigt lose bewegliche Teile.
Die vorliegende Erfindung sieht für das erste und das zweite Element 24 und 44 die Verwendung eines Materials vor, das zu einer niedrigen Teilchenerzeugung führen wird, und das eine axiale Bewegung in Kompression verhindern wird. Diese Anwendung scheint gut für keramische Werkstoffe geeignet zu sein, und ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel verwendet Zirkoniumoxid als Keramikwerkstoff während ein anderes bevorzugtes Ausführungsbeispiel Aluminiumoxid verwendet. Die Materialangaben zeigen ideale Verschleißeigenschaften und Bioverträglichkeit. Der Elastizitätsmodul ist geringer als bei zuvor verfügbaren Keramiken, und es ist weniger anfällig für Reißen. Es könnte scheinen, daß dieses Material die erforderlichen 40 Jahre als eine Ersatz-Bandscheibenarthroplastik überdauern könnte.
Bei der in 1 bis 4 gezeigten Vorrichtung nach dem bekannten technischen Stand werden die Keramikelemente 24 und 44 an Grundplatten befestigt, die vorzugsweise entweder aus Chromkobalt oder aus Titan hergestellt werden. Der Zweck dieser Metallgrundplatten ist, für eine Langzeitfixation das Knocheneinwachsen zu steigern und mit Schraubenbefestigungen an benachbarten Wirbelkörpern eine Kurzzeitfixation zu gewährleisten. Es versteht sich jedoch von selbst, daß eine anfängliche Schraubenfixation nicht notwendig sein mag, weil die Vorrichtung 10 im distrahierten Bandscheibenraum untergebracht wird, wobei die umgebenden Beschränkungen durch weiches Gewebe unter Spannung stehen. Darüber hinaus ist gezeigt worden, daß Knocheneinwachsen in Keramik stattfindet. Es ist daher zu erwarten, daß es möglich ist, die gesamte Bandscheiben-Arthroplastikvorrichtung nur aus dem ersten und dem zweiten Element 24 und 44, nämlich den zwei Gelenkelementen aus Keramik, herzustellen.
Eine geeignete chirurgische Technik zum Einbringen der vorliegenden Erfindung wird in einem Aufsatz, der hierin als Referenz einbezogen wird, unter dem Titel „Femoral Cortical Ring Plus Cancellous Dowel: An Alternative in an Anterior Lumbar Interbody Fusion", erhältlich von Richard M Salib, M. D., Institute for Low Back Care, 2800 Chicago Avenue South, Minneapolis, Minnesota 55407, beschrieben.
5 bis 14 zeigen Ausführungsbeispiele einer Bandscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 5 wird eine Bandscheiben-Arthroplastikvorrichtung 110, ähnlich der in 1 bis 4 gezeigten, gezeigt. Die Bandscheiben-Arthroplastikvorrichtung 110 umfaßt eine Kugel 146 und eine Pfanne 126, ellipsoidisch geformt, so ausgerichtet, daß ihre größten Längen längs einer ersten Achse quer zu dem anterioren und dem posterioren Ende 158 bzw. 160 angeordnet werden und ihre kürzesten Längen längs einer zweiten Achse, die senkrecht zur ersten Achse ist, längs der Oberfläche 156 angeordnet werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt der Radius der ellipsoidischen Kugel- und Pfannenkonfigurationen 0,818 ein (0,322 Zoll) längs der ersten Achse und 0,439 ein (0,173 Zoll) längs der zweiten Achse. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel beträgt der Radius der Kugel- und Pfannenkonfigurationen 1,095 ein (0,431 Zoll) längs der ersten Achse und 0,650 ein (0,256 Zoll) längs der zweiten Achse. Allgemein ist der Widerstand gegen Kompressions-, Drehungs- und Axialschubbelastungen um so größer, je größer die Kugelradien sind.
Der Drehungsmittelpunkt 165 der Arthroplastikvorrichtung 110 wird posterior, bei 65 Prozent der Länge zwischen dem anterioren Ende 158 und dem posterioren Ende 160, angeordnet, um zum normalen Drehungsmittelpunkt der Lendenwirbelsäule zu passen. Die vorliegende Erfindung sieht ebenfalls vor, den Drehungsmittelpunkt der Vorrichtung 110 woanders anzuordnen, um zu Drehungsmittelpunkten in anderen Bereichen der Wirbelsäule zu passen.
Wie in 5 und 7 zu sehen ist, wird die erste Gelenkfläche 136 von der Pfanne 126 weg abgeschrägt, während die zweite Gelenkfläche 156 flach bleibt. Das Ausmaß der Abschrägung bestimmt das Maß der relativen Drehung zwischen den Gelenkflächen 136 bzw. 156, und die erste Gelenkfläche 136 wird abgeschrägt, um bis zu 5 Graden seitlicher Biegung in jeder Richtung, bis zu 5 Streckungsgraden und bis zu 15 Beugungsgraden zu gewährleisten. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die erste Gelenkfläche 136 so abgeschrägt, daß sie 5 Grade seitlicher Biegung in jeder Richtung, 5 Streckungsgrade und 15 Beugungsgrade gewährleistet. Bei diesem Ausführungsbeispiel können die Kugel 146 und die Pfanne 126 so konfiguriert werden, daß sie eine vorher festgelegte Passung haben, um eine axiale Drehung von bis zu 5 Graden in jeder Richtung zu gewährleisten, wie es in 5 bei 190 gezeigt wird. Jede weitere Drehung wird auf Grund der länglichen Beschaffenheit der Kugel 146 und der Pfanne 126 gehemmt.
6 und 7 zeigen die Arthroplastikvorrichtung 110 von 5 angeordnet zwischen einem ersten und einem zweiten Wirbel 12 bzw. 14. 6 zeigt eine anteriore Ansicht der Bandscheiben-Arthroplastikvorrichtung 110 an der Stelle einer natürlichen Bandscheibe, und 7 zeigt eine Seitenansicht derselben. Sowohl 6 als auch 7 zeigen die Arthroplastikvorrichtung 110 von 5 im Querschnitt.
Unter Bezugnahme auf 8 und 9 wird nun ein anderes Ausführungsbeispiel der Arthroplastikvorrichtung der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Kugel 246 der Vorrichtung 210 von 8 und die Pfanne 226 von 9 sind sphärisch geformt, mit teilweise zylindrischen Formen an den Querenden.
Der Drehungsmittelpunkt 265 der Arthroplastikvorrichtung 210 wird posterior, bei 65 Prozent der Länge zwischen dem anterioren Ende 258 und dem posterioren Ende 260, angeordnet, um zum normalen Drehungsmittelpunkt der Lendenwirbelsäule zu passen. Die vorliegende Erfindung sieht ebenfalls vor, den Drehungsmittelpunkt der Vorrichtung 210 woanders anzuordnen, um zu Drehungsmittelpunkten in anderen Bereichen der Wirbelsäule zu passen.
Wie in 9 zu sehen ist, wird die erste Gelenkfläche 236 von der Pfanne 226 weg abgeschrägt, während die zweite Gelenkfläche 256 flach bleibt. Das Ausmaß der Abschrägung bestimmt das Maß der relativen Drehung zwischen den Gelenkflächen 236 bzw. 256, und die erste Gelenkfläche 236 wird abgeschrägt, um bis zu 5 Graden seitlicher Biegung in jeder Richtung, bis zu 5 Streckungsgraden und bis zu 15 Beugungsgraden zu gewährleisten. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die erste Gelenkfläche 236 so abgeschrägt, daß sie 5 Grade seitlicher Biegung in jeder Richtung, 5 Streckungsgrade und 15 Beugungsgrade gewährleistet. Bei diesem Ausführungsbeispiel können die Kugel 246 und die Pfanne 226 so konfiguriert werden, daß sie eine vorher festgelegte Passung haben, um eine axiale Drehung von bis zu 5 Graden in jeder Richtung zu gewährleisten, wie es für die Arthroplastikvorrichtung 110 bei 170 gezeigt wird. Jede weitere Drehung wird auf Grund der teilweise zylindrischen Formen der Kugel 246 und der Pfanne 226 gehemmt.
Unter Bezugnahme auf 10 und 11 wird nun ein anderes Ausführungsbeispiel der Arthroplastikvorrichtung 310 der vorliegenden Erfindung gezeigt, bei welcher der Kugelabschnitt 346 von 10 und der Pfannenabschnitt 326 von 11 aus drei sphärischen Formen 346(a), 346(b), 346(c), 326(a), 326(b) bzw. 326(c) bestehen. Die Kugel 346(a) und die Pfanne 326(a) werden so bemessen, daß sie im Radius größer sind als die jeweiligen Kugeln und Pfannen (b) und (c). Außerdem werden die Kugel- und Pfannenabschnitte 346(b), 346(c), 326(b) und 326(c) so bemessen, daß sie gleiche Radien haben und mit gleichem Zwischenraum von dem Kugel- und dem Pfannenabschnitt 346(a) und 326(a) in Querrichtung angeordnet werden, wie es in 10 und 11 gezeigt wird.
Der Drehungsmittelpunkt 365 der Arthroplastikvorrichtung 310 wird posterior, bei 65 Prozent der Länge zwischen dem anterioren Ende 358 und dem posterioren Ende 360, angeordnet, um zum normalen Drehungsmittelpunkt der Lendenwirbelsäule zu passen. Die vorliegende Erfindung sieht ebenfalls vor, den Drehungsmittelpunkt der Vorrichtung 310 woanders anzuordnen, um zu Drehungsmittelpunkten in anderen Bereichen der Wirbelsäule zu passen.
Wie in 11 zu sehen ist, wird die erste Gelenkfläche 336 von der Pfanne 326 weg abgeschrägt, während die zweite Gelenkfläche 356 flach bleibt. Das Ausmaß der Abschrägung bestimmt das Maß der relativen Drehung zwischen den Gelenkflächen 336 bzw. 356, und die erste Gelenkfläche 336 wird abgeschrägt, um bis zu 5 Graden seitlicher Biegung in jeder Richtung, bis zu 5 Streckungsgraden und bis zu 15 Beugungsgraden zu gewährleisten. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die erste Gelenkfläche 336 so abgeschrägt, daß sie 5 Grade seitlicher Biegung in jeder Richtung, 5 Streckungsgrade und 15 Beugungsgrade gewährleistet. Bei diesem Ausführungsbeispiel können der Kugelabschnitt 346 und der Pfannenabschnitt 326 so konfiguriert werden, daß sie eine vorher festgelegte Passung haben, um eine axiale Drehung von bis zu 5 Graden in jeder Richtung zu gewährleisten, wie es allgemein für die Arthroplastikvorrichtung 110 bei 170 gezeigt wird. Jede weitere Drehung wird auf Grund der Anordnung der Kugel 346(b) und der entsprechenden Pfanne 326(b) und der Kugel 346(c) und der entsprechenden Pfanne 326(c) gehemmt.
Die Konstruktion von 10 und 11 gewährleistet die größte Berührungsfläche zwischen dem Kugelabschnitt 346 und dem Pfannenabschnitt 326, während sie die erforderliche Einschränkung der axialen Drehung aufrechterhält.
Unter Bezugnahme auf 12 bis 14 wird nun ein anderes bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Arthroplastikvorrichtung 410 gezeigt, bei dem die Kugel 446 und die Pfanne 426 sphärisch geformt sind. Dieses Ausführungsbeispiel ermöglicht eine praktisch unbeschränkte Drehung um die Längsachse der Wirbelsäule. Unter normalen Umständen sollte die Drehung eingeschränkt werden, um die Facetten zu schützen. Falls jedoch nur ein kleiner Abschnitt des Faserrings entfernt wird, um die Bandscheiben-Arthroplastikvorrichtung 410 einzusetzen, ist anzunehmen, daß der verbleibende Faserring einen beträchtlichen Widerstand gegen eine Drehung gewährleistet, wodurch mit dieser Konstruktion nur eine normale physiologische Belastung der Facetten erlaubt wird. Eine Einschränkung der axialen Drehung ist daher nicht mehr notwendig, und daher kann die Bandscheiben-Arthroplastikvorrichtung 3 Freiheitsgrade ermöglichen und die normalen Zwischenwirbelscheibenbewegungen von Beugung/Streckung, seitlicher Biegung und axialer Drehung nachahmen. Anterior-Posterior-Schub, seitlicher Schub und axiale Kompression werden bei diesem besonderen Ausführungsbeispiel eingeschränkt.
Der Drehungsmittelpunkt 465 der Arthroplastikvorrichtung 410 wird posterior, bei 65 Prozent der Länge zwischen dem anterioren Ende 458 und dem posterioren Ende 460, angeordnet, um zum normalen Drehungsmittelpunkt der Lendenwirbelsäule zu passen. Die vorliegende Erfindung sieht ebenfalls vor, den Drehungsmittelpunkt der Vorrichtung 410 woanders anzuordnen, um zu Drehungsmittelpunkten in anderen Bereichen der Wirbelsäule zu passen.
Wie in 13 und 14 zu sehen ist, wird die erste Gelenkfläche 436 von der Pfanne 426 weg abgeschrägt, während die zweite Gelenkfläche 456 flach bleibt. Das Ausmaß der Abschrägung bestimmt das Maß der relativen Drehung zwischen den Gelenkflächen 436 bzw. 456, und die erste Gelenkfläche 436 wird abgeschrägt, um bis zu 5 Graden seitlicher Biegung in jeder Richtung, bis zu 5 Streckungsgraden und bis zu 15 Beugungsgraden zu gewährleisten. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die erste Gelenkfläche so abgeschrägt, daß sie 5 Grade seitlicher Biegung in jeder Richtung, 5 Streckungsgrade und 15 Beugungsgrade gewährleistet.
Unter Bezugnahme auf 15 bis 22 kann jedes Ausführungsbeispiel der Bandscheiben- Arthroplastikvorrichtung der vorliegenden Erfindung vor der chirurgischen Implantation an Einsatzschalen befestigt werden. 15 bis 17 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Einsatzschale 70. Die Einsatzschale 70 wird konfiguriert, um, wie es in 17 gezeigt wird, an ihrer Fläche 72 durch Preßpassung eines Bandscheiben-Arthroplastikelements innerhalb der Einsatzschale entweder an der Oberseite des ersten Elements, wie beispielsweise des Elements 324, oder an der Unterseite des zweiten Elements, wie beispielsweise des Elements 344, befestigt zu werden. Die vorliegende Erfindung sieht ebenfalls andere Mittel zum Befestigen der Einsatzschale 70 an einer Fläche der Bandscheiben-Arthroplastikvorrichtung vor, wie beispielsweise mit einem körperverträglichen Klebstoff, einem Klebeband, einer Lötbefestigung oder einem Klemm-Mechanismus. Die Einsatzschale 70 wird mit einer Eingriffsfläche 76 versehen, um eine von zwei Wirbelflächen in Eingriff zu nehmen, wie es in 5 und 6 gezeigt wird. Die Eingriffsfläche 76 wird allgemein konvex um eine Achse senkrecht zur Wirbelsäule geformt, wie es in 5 gezeigt wird. Diese Konfiguration folgt den natürlichen Umrissen der oberen und der unteren Wirbelfläche und dient zum Stabilisieren der Vorrichtung gegenüber einer axialen Drehung und einem Anterior-Posterior-Schub.
18 bis 21 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel einer Einsatzschale 170 mit einer Aufnahmefläche 172 und Flanschen 174 zum gleitenden Aufnehmen der Außenfläche eines ersten Elements, wie beispielsweise des Elements 324, oder der Außenfläche eines zweiten Elements, wie beispielsweise des Elements 344, wie es in 20 gezeigt wird. Die Einsatzschale 170 wird mit einer konvexen Eingriffsfläche 176 versehen, um eine von zwei Wirbelflächen in Eingriff zu nehmen, identisch mit dem durch die Einsatzschale 70 gezeigten Ausführungsbeispiel. Ein Bandscheiben-Arthroplastikelement wird durch Anschrauben der Schale 170 an ein Element, wie beispielsweise das Element 344, wie es in 20 gezeigt wird, an der Einsatzschale 170 befestigt. Wie es in 21 detailliert gezeigt wird, wird die Schraube 78 durch die Öffnung 80 in der Einsatzschale 170 versenkt und nimmt eine andere Öffnung 82 im Element 344 in Eingriff.
Das bevorzugte Material für jede der Einsatzschalen 70 oder 170 ist ein Metall, wie beispielsweise Titan. Die Einsatzschalen können durch eine Vielzahl von bekannten Verfahren, wie beispielsweise Spanen oder Formen, hergestellt werden, und bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden die Einsatzschalen geformt. Die Verwendung von Titan-Einsatzschalen mit einer Bandscheiben-Arthroplastikvorrichtung der vorliegenden Erfindung bietet mehrere Vorteile, wie beispielsweise der Struktur eine Zugstütze bereitzustellen und das Material des ersten und des zweiten Elements in Kompression zu halten und eine Struktur bereitzustellen, bei der das erste und das zweite Element eine einzige Größe behalten können, während die Einsatzschalengrößen, entweder durch Hinzufügen oder durch Verringern der Metalldicke, leichter und preiswerter verändert werden können.
Ein anderer Vorteil der Verwendung von Titan-Einsatzschalen mit einer Bandscheiben-Arthroplastikvorrichtung ist, daß die Einsatzschalen eine Oberfläche bereitstellen, an der Widerstandsrippen, -dorne oder -zähne leichter befestigt werden können als an Keramik. 6 zeigt die Befestigung von Widerstandrippen 92 an den anterioren Enden der Außenfläche einer Einsatzschale. Diese Rippen dienen dazu, den Widerstand einer Arthroplastikvorrichtung gegen eine axiale Drehung zu steigern, und können durch bekannte Verfahren, wie beispielsweise Spanen, Löten, Schweißen oder Kleben, an den Einsatzschalen befestigt werden. Bei einem Ausführungsbeispiel werden die Rippen an die Einsatzschalen geschweißt. 22 zeigt Reihen von an der Oberfläche der Einsatzschale 70 befestigten Zähnen 94, die ein leichtes Einsetzen der Arthroplastikvorrichtung in einen Bandscheibenraum ermöglichen, aber einem Austreiben in der entgegengesetzten Richtung widerstehen. Obwohl jedes der zuvor erwähnten Befestigungsverfahren angewendet werden kann, um die Reihen von Zähnen 94 an den Einsatzschalen zu befestigen, werden diese Zähne bei einem Ausführungsbeispiel während des Spanverfahrens der Einsatzschalen hergestellt.
Noch ein anderer Vorteil der Verwendung von Titan-Einsatzschalen mit einer Bandscheiben-Arthroplastikvorrichtung ist, daß die Einsatzschalen eine Oberfläche bereitstellen, an der Beschichtungen gut haften können. 6 und 7 zeigen das Ausbringen einer Titanperlen-Beschichtung 90 auf die Außenflächen der Einsatzschalen, um die Knocheneinwachsfixation zu fördern. Es kann eine Vielzahl bekannter Technologien, wie beispielsweise Sintern oder Spritzen, angewendet werden zur Beschichtung, und bei einem Ausführungsbeispiel wird die Titanperlen-Beschichtung 90 auf die Außenflächen der Einsatzschalen gespritzt. 22 zeigt eine Perlentasche 96, die zwischen den Sätzen von Zahnreihen 94 bereitgestellt wird, um eine Beschichtung aus Titanperlen aufzunehmen. Bei dem Ausführungsbeispiel von 22 widerstehen die Zahnreihen einem Austreiben der Bandscheiben-Arthroplastikvorrichtung entgegengesetzt zur Einsetzrichtung der Vorrichtung. Die innerhalb der Perlentasche 96 angeordnete Titanperlen-Beschichtung fördert dann die Knocheneinwachsfixation, die dazu dient, die Außenfläche der Einsatzschalen an ihrem Platz zu halten und den Widerstand gegen eine Bewegung der Einsatzschalen in irgendeine Richtung zu steigern.
Während die Erfindung in den Zeichnungen und der vorstehenden Beschreibung detailliert illustriert und beschrieben worden ist, sind diese als illustrativ und von nicht einschränkendem Charakter zu betrachten, wobei es sich von selbst versteht, daß nur das bevorzugte Ausführungsbeispiel gezeigt und beschrieben worden ist, und daß alle Veränderungen und Modifikationen, die in den Rahmen der Erfindung fallen, geschützt werden sollen.

Claims

Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung (110, 210, 310, 410), geeignet zum Ersetzen einer Bandscheibe zwischen einem ersten Wirbel und einem zweiten Wirbel in der Wirbelsäule, wobei die Arthroplastikvorrichtung folgendes umfaßt: ein erstes Element zum Eingriff mit dem ersten Wirbel, das eine erste Gelenkfläche, ein erstes posteriores Ende und ein erstes anteriores Ende hat, wobei die Enden eine Querhalbierende zwischen denselben definieren, wobei die Halbierende gleich weit von dem ersten posterioren Ende und dem ersten anterioren Ende entfernt ist, ein zweites Element zum Eingriff mit dem zweiten Wirbel, das eine zweite Gelenkfläche, die der ersten Gelenkfläche gegenüberliegt, und ein zweites posteriores und ein zweites anteriores Ende hat, die neben einem entsprechenden ersten posterioren und ersten anterioren Ende angeordnet werden, und ein Kugelgelenk (146, 126; 246, 226; 346, 326; 446, 426) zwischen dem ersten und dem zweiten Element, definiert in der ersten und der zweiten Gelenkfläche und angeordnet zwischen der Halbierenden und dem ersten posterioren Ende, wobei das Kugelgelenk so konfiguriert wird, daß es eine relative Drehung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element um eine erste Achse parallel zur Querhalbierenden und eine zweite Achse senkrecht zur ersten Achse und in einer Sagittalebene der Wirbelsäule liegend ermöglicht, wobei eine (136, 236, 336, 436) der ersten und der zweiten Gelenkflächen um das gesamte Gelenk herum von dem Kugelgelenk weg zu der jeweiligen ersten oder zweiten Gelenkfläche hin geneigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die andere (156, 256, 356, 456) der ersten und der zweiten Gelenkflächen um das Gelenk wesentlich flach ist.
Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die geneigte Oberfläche eine erste geneigte Fläche, die in einem ersten Winkel von der ersten Achse zum anterioren Ende verläuft, eine zweite geneigte Fläche, die in einem zweiten Winkel von der ersten Achse zum posterioren Ende verläuft, eine dritte und eine vierte geneigte Fläche, die in einem dritten bzw. vierten Winkel von der zweiten Achse in entgegengesetzten Richtungen von der zweiten Achse weg und parallel zur ersten Achse verlaufen, wobei der erste, der zweite, der dritte und der vierte Winkel im Verhältnis zu der anderen der ersten und der zweiten Gelenkflächen gemessen werden.
Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher der dritte und der vierte Winkel so bemessen werden, daß sie eine relative Drehung bis zu einem ersten vorher festgelegten Winkel zwischen dem ersten und dem zweiten Element um die zweite Achse ermöglichen, bevor die erste Gelenkfläche die zweite Gelenkfläche berührt.
Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher der zweite Winkel so bemessen wird, daß er eine relative Drehung zwischen dem ersten und dem zweiten Element bis zu einem zweiten vorher festgelegten Winkel in der Richtung der posterioren Enden um die erste Achse ermöglicht, bevor die erste Gelenkfläche die zweite Gelenkfläche berührt.
Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher der erste Winkel so bemessen wird, daß er eine relative Drehung zwischen dem ersten und dem zweiten Element bis zu einem dritten vorher festgelegten Winkel in der Richtung der anterioren Enden um die erste Achse ermöglicht, bevor die erste Gelenkfläche die zweite Gelenkfläche berührt.
Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach Anspruch 5, bei der das Kugelgelenk einen an der ersten Gelenkfläche des ersten Elements längs der ersten Achse definierten Kugelabschnitt und einen entsprechend in der zweiten Gelenkfläche des zweiten Elements zum Aufnehmen des Kugelabschnitts in demselben definierten Pfannenabschnitt einschließt.
Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach Anspruch 6, bei welcher der Kugelabschnitt länglich und von kreisförmigem Querschnitt längs der ersten Gelenkfläche ist.
Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Kugelgelenk länglich ist und folgendes einschließt: einen Kugelabschnitt, definiert an der ersten Gelenkfläche des ersten Elements und länglich längs der ersten Achse, und einen Pfannenabschnitt, entsprechend definiert in der zweiten Gelenkfläche des zweiten Elements zum Aufnehmen des länglichen Kugelabschnitts in demselben mit einer vorher festgelegten Passung, um eine vorher festgelegte relative Drehung zwischen dem ersten und dem zweiten Element um die zweite Achse zu ermöglichen, bevor der längliche Kugelabschnitt den entsprechenden Pfannenabschnitt berührt.
Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach Anspruch 8, bei welcher der längliche Kugel- und der Pfannenabschnitt in einer Ebene parallel zur ersten Gelenkfläche einen ellipsenförmigen Querschnitt haben.
Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach Anspruch 8, bei welcher der längliche Kugel- und der Pfannenabschnitt in einer Ebene parallel zur ersten Gelenkfläche einen teilweise kreisförmigen Querschnitt haben und gegenüberliegende Enden einschließen, die in einer teilweise zylindrischen Gestalt geformt werden.
Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach Anspruch 8, bei der das längliche Kugelgelenk eine Vielzahl von gesonderten Kugelabschnitten und entsprechenden Pfannenabschnitten einschließt.
Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Vielzahl von Kugel- und Pfannenabschnitten folgendes einschließt: einen ersten Kugel- und Pfannenabschnitt und einen zweiten und einen dritten Kugel- und Pfannenabschnitt, mit Zwischenraum an entgegengesetzten Seiten des ersten Kugelabschnitts und in gleicher Entfernung vom ersten Kugelabschnitt angeordnet.
Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach Anspruch 12, bei welcher der erste, der zweite und der dritte Kugelabschnitt in einer Ebene parallel zur ersten Gelenkfläche einen kreisförmigen Querschnitt haben, wobei der erste Kugelabschnitt einen Radius hat, der größer ist als die Radien des zweiten und des dritten Kugelabschnitts.
Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach Anspruch 13, bei welcher der zweite und der dritte Kugelabschnitt gleiche Radien haben.
Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das erste Element eine obere Fläche gegenüber der ersten Gelenkfläche hat und das zweite Element eine untere Fläche gegenüber der zweiten Gelenkfläche hat und die Vorrichtung außerdem folgendes umfaßt: eine erste Einsatzschale mit einer ersten Aufnahmefläche zum Aufnehmen der oberen Fläche in derselben und einer ersten Eingriffsfläche gegenüber der ersten Aufnahmefläche zum Eingriff mit dem ersten Wirbel, und eine zweite Einsatzschale mit einer zweiten Aufnahmefläche zum Aufnehmen der unteren Fläche in derselben und einer zweiten Eingriffsfläche gegenüber der zweiten Aufnahmefläche zum Eingriff mit dem zweiten Wirbel, wobei die erste und die zweite Eingriffsfläche um die Sagittalebene der Wirbelsäule konvex sind.
Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach Anspruch 15, die außerdem folgendes einschließt: Mittel zum einspannbaren Festhalten der oberen und der unteren Fläche innerhalb der ersten bzw. der zweiten Aufnahmefläche.
Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach Anspruch 16, bei der das Mittel zum einspannbaren Festhalten eine Preßpassung umfaßt.
Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach Anspruch 16, bei der die obere, die untere, die erste Aufnahme- und die zweite Aufnahmefläche dafür konfiguriert werden, daß sie ermöglichen, daß das erste und das zweite Element verschiebbar innerhalb der ersten bzw. der zweiten Einsatzschale aufgenommen werden.
Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach Anspruch 18, bei der das Mittel zum einspannbaren Festhalten folgendes einschließt: eine erste Schraube, die in einer Richtung senkrecht zur oberen Fläche von der ersten Einsatzschale zum ersten Element hin ausgerichtet wird und die erste Einsatzschale mit dem ersten Element in Eingriff bringt, und eine zweite Schraube, die in einer Richtung senkrecht zur unteren Fläche von der zweiten Einsatzschale zum zweiten Element hin ausgerichtet wird und die zweite Einsatzschale mit dem zweiten Element in Eingriff bringt.
Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach Anspruch 15, die außerdem folgendes einschließt: eine Vielzahl von Widerstandsmitteln, um einer Drehung der Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung in Axialrichtung zu widerstehen, wobei sich die Widerstandsmittel von den anterioren Enden der ersten und der zweiten Eingriffsfläche und senkrecht zu der oberen und der unteren Fläche erstrecken.
Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach Anspruch 20, die außerdem folgendes einschließt: einen auf der ersten und der zweiten Eingriffsfläche angeordneten Überzug, bei welcher der Überzug ein biologisch annehmbares Material ist, geeignet zum Fördern der Knocheneinwachsfixation.
Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach Anspruch 21, bei der das Material aus Titanperlen besteht.
Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das erste Element eine obere Fläche gegenüber der ersten Gelenkfläche hat und das zweite Element eine untere Fläche gegenüber der zweiten Gelenkfläche hat und die Vorrichtung außerdem folgendes umfaßt: eine erste Einsatzschale mit einer ersten Aufnahmefläche zum Aufnehmen der oberen Fläche in derselben und einer ersten Eingriffsfläche gegenüber der ersten Aufnahmefläche zum Eingriff mit dem ersten Wirbel, eine zweite Einsatzschale mit einer zweiten Aufnahmefläche zum Aufnehmen der unteren Fläche in derselben und einer zweiten Eingriffsfläche gegenüber der zweiten Aufnahmefläche zum Eingriff mit dem zweiten Wirbel, und Halterippen, die an der oberen und der unteren Fläche angeordnet werden und parallel zu den anterioren und den posterioren Enden der ersten und der zweiten Einsatzschale längs der oberen und der unteren Fläche verlaufen, wobei die Halterippen so konfiguriert werden, daß sie eine Bewegung der Bandscheiben-Arthroplastikvorrichtung in der ersten Richtung ermöglichen und einer Bewegung der Bandscheiben-Arthroplastikvorrichtung in einer entgegengesetzten Richtung widerstehen.
Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach Anspruch 23, die außerdem folgendes einschließt: einen ersten ausgesparten Kanal in der oberen Fläche, wobei der erste Kanal parallel zu den Halterippen längs der oberen Fläche verläuft, wobei der erste Kanal eine erste vorher festgelegte Breite hat, zentriert in gleichem Abstand von dem anterioren und dem posterioren Ende der ersten Einsatzschale, und einen zweiten ausgesparten Kanal in der unteren Fläche, wobei der zweite Kanal parallel zu den Halterippen längs der unteren Fläche verläuft, wobei der zweite Kanal eine zweite vorher festgelegte Breite hat, zentriert in gleichem Abstand von dem anterioren und dem posterioren Ende der zweiten Einsatzschale.
Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach Anspruch 24, die außerdem folgendes einschließt: einen zwischen dem ersten und dem zweiten ausgesparten Kanal angeordneten Überzug, bei welcher der Überzug ein biologisch annehmbares Material ist, geeignet zum Fördern der Knocheneinwachsfixation.
Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach Anspruch 15 oder 23, bei der die erste und die zweite Einsatzschale aus Titan hergestellt werden.
Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das erste und das zweite Element aus Zirkoniumoxid hergestellt werden.
Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das erste und das zweite Element aus Aluminiumoxid hergestellt werden.
Zwischenwirbelscheiben-Arthroplastikvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Kugelgelenk folgendes umfaßt: einen ersten, einen zweiten und einen dritten Kugelabschnitt, definiert in der ersten Gelenkfläche des ersten Elements, wobei die Kugelabschnitte längs einer Achse parallel zur Querhalbierenden einen kreisförmigen Querschnitt haben, wobei der erste Kugelabschnitt einen größeren Radius hat als der zweite und der dritte Kugelabschnitt und der zweite und der dritte Kugelabschnitt gleiche Radien haben und auf entgegengesetzten Seiten des ersten Kugelabschnitts angeordnet werden, wobei die Kugelabschnitte in Radialrichtung um die erste Achse angeordnet werden, und einen Pfannenabschnitt, definiert in der zweiten Gelenkfläche wesentlich komplementär zu den Kugelabschnitten in der ersten Gelenkfläche und konfiguriert zum Aufnehmen der Kugelabschnitte in denselben, eine erste Einsatzschale zum Einsetzen einer Fläche des ersten Elements gegenüber der ersten Gelenkfläche des ersten Elements in dieselbe und eine zweite Einsatzschale zum Einsetzen einer Fläche des zweiten Elements gegenüber der zweiten Gelenkfläche des zweiten Elements in dieselbe, wobei jede der Einsatzschalen eine Fläche zum Eingriff mit einem entsprechenden Wirbel des ersten und des zweiten Wirbels hat und die Eingriffsflächen konvex um die zweite Achse angeordnet werden.