DE69628352T2 - Zwischenwirbelfusionierungseinrichtung - Google Patents
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- A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
- A61L2430/38—Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of the spine, vertebrae or intervertebral discs
Description
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein künstliches Implantat zum Einsetzen in den Zwischenwirbelraum, der nach der Entfernung einer beschädigten Zwischenwirbelscheibe bleibt. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Implantat, das die Arthrodese oder Fusion zwischen benachbarten Wirbeln erleichtert, während es außerdem die normale Wirbelsäulenanatomie auf der bestimmten Wirbelebene erhält oder wiederherstellt.
- Die Zahl von Wirbelsäulenoperationen zur Korrektur der Ursachen von Schmerz im unteren Rücken hat in den letzten paar Jahren stetig zugenommen. Meist entsteht der Schmerz im unteren Rücken aus einer Beschädigung oder aus Defekten in der Zwischenwirbelscheibe zwischen benachbarten Wirbeln. Die Zwischenwirbelscheibe kann vorgefallen sein oder an einer Vielzahl von degenerativen Zuständen leiden, so daß in jedem Fall die anatomische Funktion der Zwischenwirbelscheibe gestört ist. Die am weitesten verbreitete chirurgische Behandlung für diese Arten von Leiden ist es bisher, die zwei Wirbel zu fusionieren, welche die betroffene Zwischenwirbelscheibe umgeben. In den meisten Fällen wird die gesamte Zwischenwirbelscheibe, mit Ausnahme des Faserrings, durch ein Diskektomie-Verfahren entfernt. Da das beschädigte Scheibenmaterial entfernt worden ist, muß etwas in den Intradiskalraum eingesetzt werden, weil der Raum sonst zusammenfallen kann, was zu einer Beschädigung der Nerven führt, die längs der Wirbelsäule verlaufen.
- Um dieses Zusammenfallen des Zwischenwirbelscheiben-Raums zu verhindern, wird der Intradiskaraum mit Knochen oder einem Knochenersatz gefüllt, um die zwei benachbarten Wirbel miteinander zu fusionieren. Bei frühen Techniken wurde Knochenmaterial einfach zwischen den benachbarten Wirbeln angeordnet, im typischen Fall an der Rückseite der Wirbel, und die Wirbelsäule wurde durch eine Platte oder einen Stab stabilisiert, die oder der die betroffenen Wirbel umspannt. Mit dieser Technik wurde das zur Erhaltung der Stabilität des Segments verwendete Material überflüssig, sobald die Fusion stattgefunden hatte. Darüber hinaus waren die erforderlichen chirurgischen Verfahren häufig langwierig und kompliziert, um zur Stabilisierung der Ebene während der Fusion einen Stab oder eine Platte zu implantieren.
- Daraus ergab sich, daß es eine optimalere Lösung für die Stabilisierung eines exzidierten Zwischenwirbelscheiben-Raums ist, die Wirbel zwischen ihren jeweiligen Wirbelplatten zu fusionieren, am optimalsten ohne die Notwendigkeit, eine vorder- oder rückseitige Platte einzusetzen. Es hat eine beträchtliche Zahl von Versuchen gegeben, ein annehmbares Intradiskalimplantat zu entwickeln, das verwendet werden könnte, um eine beschädigte Zwischenwirbelscheibe zu ersetzen und doch die Stabilität des Zwischenwirbelscheiben-Raums zwischen den benachbarten Wirbeln zu erhalten, wenigstens, bis eine vollständige Arthrodese erreicht ist. Diese „Zwischenkörperfusionsvorrichtungen" haben viele Formen angenommen. Beispielsweise hat eine der vorhenschenderen Ausführungen die Form eines zylindrischen Implantats. Diese Typen von Implantaten werden vertreten durch die Patente an Bagby, Nr. 4501269, Brantigan, Nr. 4878915, Ray, Nr. 4961740 und 5055104, und Michelson, Nr. 5015247. Bei diesen zylindrischen Implantaten kann der äußere Abschnitt des Zylinders mit einem Gewinde versehen sein, um das Einsetzen der Zwischenkörperfusionsvorrichtung zu erleichtern, wie das durch die Patente von Ray, Brantigan und Michelson vertreten wird. Als Alternative dazu sind manche der Fusionsimplantate dafür ausgelegt, in den Intradiskalraum und die Wirbelplatten eingeschlagen zu werden. Diese Typen von Vorrichtungen werden durch die Patente an Brantigan, Nr. 4743256, 4834757 und 5192327, vertreten.
- Bei jedem der oben aufgeführten Patente ist der transversale Querschnitt des Implantats über seine gesamte Länge konstant und hat typischerweise die Form eines geraden Kreisrylinders. Es sind andere Implantate für die Zwischenkörperfusion entwickelt worden, die keinen konstanten Querschnitt haben. Beispielsweise zeigt das Patent an McKenna, Nr. 4714469, ein halbkugelförmiges Implantat mit länglichen Vorsprüngen, die in die Wirbelplatte vorstehen. Das Patent an Kuntz, Nr. 4714469, zeigt eine geschoßförmige Prothese, die so gestaltet ist, daß eine Reibungspassung zwischen der Prothese und den benachbarten Wirbelkörpern optimiert wird. Schließlich hat das Implantat von Bagby, Nr. 4936848, die Form einer Kugel, die vorzugsweise zwischen dem Mitten der benachbarten Wirbel angeordnet wird.
- Zwischenkörperfusionsvorrichtungen können allgemein in zwei Kategorien eingeteilt werden, und zwar in massive Implantate und Implantate, die so gestaltet sind, daß sie ein Einwachsen von Knochen ermöglichen. Massive Implantate werden durch die US-Patente Nr. 4878915, 4743256, 4349921 und 4714469 vertreten. Die anderen oben erörterten Patente schließen einen Aspekt ein, der es ermöglicht, daß Knochen über das Implantat wächst. Es hat sich gezeigt, daß Vorrichtungen, die ein natürliches Einwachsen von Knochen fördern, eine schnellere und stabilere Arthrodese erreichen. Die Vorrichtung, die im Patent von Michelson abgebildet wird, ist repräsentativ für diesen Typ von hohlen Implantaten, der im typischen Fall vor dem Einsetzen in den Intradiskalraum mit autologem Knochen gefüllt wird. Dieses Implantat schließt eine Vielzahl von kreisförmigen Öffnungen ein, die mit dem hohlen Innern des Implantats verbunden sind, wodurch sie eine Bahn für das Gewebewachstum zwischen den Wirbelplatten und dem Knochen oder Knochenersatz im Implantat bereitstellen. Bei der Vorbereitung des Intradiskalraums werden die Wirbelplatten vorzugsweise auf den blanken Knochen reduziert, um dieses Einwachsen von Gewebe zu erleichtern. Während der Fusion hilft die durch das Michelson-Implantat bereitgestellte Metallstruktur, die Stärke und Stabilität des zu fusionierenden Bewegungssegments zu erhalten. Außerdem dient das Implantat selbst als eine Art Anker für die massive Knochenmasse, sobald die Arthrodese stattfindet.
- Es bleibt bei den vielen gegenwärtig erhältlichen Zwischenkörperfusionsvorrichtungen noch eine Zahl von Schwierigkeiten. Während anerkannt wird, daß hohle Implantate, die ein Einwachsen von Knochen in Knochen oder Knochenersatz innerhalb des Implantats ermöglichen, eine optimale Technik sind, um eine Fusion zu erreichen, haben die meisten der Vorrichtungen nach dem bekannten technischen Stand Schwierigkeiten, diese Fusion zu erreichen, wenigstens ohne die Hilfe einer zusätzlichen stabilisierenden Vorrichtung, wie beispielsweise eines Stabs oder einer Platte. Darüber hinaus sind einige dieser Vorrichtungen in ihrer Struktur nicht stark genug, um die schweren Lasten und Biegemomente zu tragen, die auf die am häufigsten fusionierten Wirbelebenen, nämlich diejenigen in der unteren Lendenwirbelsäule, ausgeübt werden.
- Es ist ein Bedarf vorhanden gewesen, eine hohle Zwischenkörperfusionsvorrichtung bereitzustellen, welche die Möglichkeiten zum Einwachsen von Knochen optimiert, aber dennoch stark genug ist, um das Wirbelsäulensegment zu tragen, bis die Arthrodese stattfindet. Die derzeitigen Erfinder haben herausgefunden, daß Öffnungen für das Einwachsen von Knochen dadurch eine wichtige Rolle spielen, daß sie eine Lastabschirmung des im Implantat impaktierten autologen Knochens vermeiden. Mit anderen Worten, wenn die Einwachsöffnungen nicht richtig bemessen oder konfiguriert werden, wird der autologe Knochen die Last nicht aushalten, die im typischen Fall für notwendig gehalten wird, um eine schnelle und vollständige Fusion zu sichern. In diesem Fall kann der im Implantat impaktierte Knochen resorbieren oder sich eher zu einfachem fibrösem Gewebe als zu einer knochigen Fusionsmasse entwickeln, was zu einem allgemein instabilen Aufbau führt. Andererseits dürfen die Knocheneinwachsöffnungen nicht so ausgedehnt sein, daß der Käfig eine unzureichende Unterstützung bereitstellt, um eine Absenkung in die benachbarten Wirbel zu vermeiden.
- Ein anderes Problem, das durch die obigen bekannten Vorrichtungen nicht behandelt wird, betrifft die Erhaltung oder Wiederherstellung der normalen Anatomie des fusionierten Wirbelsäulensegments. Natürlich ist die normale lordotische oder kyphotische Krümmung der Wirbelsäule beseitigt, sobald die Zwischenwirbelscheibe entfernt ist. Bei den bekannten Vorrichtungen wird die Notwendigkeit, diese Krümmung wiederherzustellen, vernachlässigt. Bei einem Typ einer kommerziellen Vorrichtung beispielsweise, der Vorrichtung BAK von SpineTech, wie sie durch das Patent von Bagby, Nr. 4501269, vertreten wird, werden die benachbarten Wirbelkörper mit einer zylindrischen Reibahle aufgebohrt, die zu dem bestimmten Implantat paßt. In einigen Fällen wird die normale Krümmung vor dem Aufbohren hergestellt und danach das Implantat eingesetzt. Dieser Konstruktionstyp wird in
1 illustriert, welche die Einsetztiefe des zylindrischen Implantats in die dem instrumentierten Zwischenwirbelscheiben-Raum benachbarten, im allgemeinen gesunden, Wirbel offenbart. Dieses übermäßige Aufbohren des hinteren Abschnitts wird jedoch allgemein aufgrund der Entfernung von lasttragendem Knochen aus den Wirbeln nicht gut angenommen, und, weil es im typischen Fall schwierig ist, durch den hinteren Abschnitt des unteren Lendensegments aufzubohren, wo die Lordose am größten ist. In den meisten Fällen, bei denen Implantate dieses Typs verwendet werden, wird kein Versuch unternommen, die lordotische Krümmung wiederherzustellen, so daß das zylindrische Implantat wahrscheinlich eine kyphotische Mißbildung hervorruft, da der Wirbel um das Implantat absinkt. Diese Erscheinung kann oft zu Revisionsoperationen führen, weil die Wirbelsäule aus dem Gleichgewicht gerät. - Angesichts der Beschränkungen der bekannten Vorrichtungen besteht weiterhin ein Bedarf an einer Zwischenkörperfusionsvorrichtung, die das Einwachsen von Knochen optimieren kann, während gleichzeitig ihre Stärke und Stabilität erhalten bleiben. Außerdem gibt es einen Bedarf an einem solchen Implantat, das in der Lage ist, die normale Wirbelsäulenanatomie am instrumentierten Segment zu erhalten oder wiederherzustellen. Diese Implantat muß stark genug sein, um die schweren Lasten zu tragen und auszuhalten, die an der Wirbelsäule auf der instrumentierten Ebene entstehen, wobei es während der gesamten Dauer stabil bleibt.
- Eine Fusionsvorrichtung, welche die im Oberbegriff von Anspruch 1 definierten Merkmale umfaßt, wird in EP-A-0637440 offengelegt.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Als Reaktion auf die durch die bekannten Vorrichtungen noch immer ungelösten Bedürfnisse sieht die vorliegende Erfindung eine hohle, mit Gewinde versehene Zwischenkörper-Fusionsvorrichtung vor, konfiguriert, um die normale Winkelbeziehung zwischen benachbarten Wirbeln wiederherzustellen. Im einzelnen schließt die Vorrichtung einen länglichen Körper ein, verjüngt entlang wesentlich seiner gesamten Länge, der ein hohles Inneres definiert und einen Außendurchmesser hat, der größer ist als die Größe des Raums zwischen den benachbarten Wirbeln. Der Körper schließt eine Außenfläche mit gegenüberliegenden verjüngten zylindrischen Abschnitten und ein Paar von gegenüberliegenden flachen verjüngten Seitenflächen zwischen den zylindrischen Abschnitten ein. Folglich hat die Fusionsvorrichtung in einer Rückansicht das Erscheinungsbild eines zylindrischen Körpers, bei dem die Seiten des Körpers längs einer Sehne des Außendurchmessers des Körpers abgeschnitten worden sind. Die zylindrischen Abschnitte sind für ein gesteuertes Einsetzen und Ineinandergreifen mit den Wirbelplatten der benachbarten Wirbel mit einem Gewinde versehen.
- In einem anderen Aspekt der Erfindung ist die Außenfläche über ihre Länge in einem Winkel verjüngt, der in einem Ausführungsbeispiel dem normalen lordotischen Winkel der unteren Lendenwirbel entspricht. Die Außenfläche ist außerdem mit einer Zahl von Vaskularisationsöffnungen, die in den flachen Seitenflächen definiert werden, und einem Paar von länglichen gegenüberliegenden Knocheneinwachsschlitzen, die in den zylindrischen Abschnitten definiert werden, versehen. Die Knocheneinwachsschlitze haben eine transversale Breite, die vorzugsweise etwa halb so groß ist wie die effektive Breite der zylindrischen Abschnitte, in denen die Schlitze definiert werden.
- Es wird ein Eindrehwerkzeug zum Einsetzen der Fusionsvorrichtung in den Intradiskalraum bereitgestellt. In einem Merkmal schließt das Eindrehwerkzeug einen Schaft mit einem Paar von gegenüberliegenden verjüngten Zungen ein, die sich an dem einen Ende befinden. Die Zungen werden mit Hilfe eines Gelenkschlitzes mit dem Schaft verbunden, der die Zungen gegeneinander vorspannt, um zwischen denselben eine Fusionsvorrichtung aufzunehmen. Das Eindrehwerkzeug wird außerdem mit einer Muffe versehen, die konzentrisch um den Schaft angeordnet und konfiguriert wird, um längs des Schafts zu gleiten und das Gelenk zusammenzudrücken, um die Zungen zueinander zu drücken, um die Fusionsvorrichtung zu ergreifen. Als Alternative dazu kann eine interne Spreizhülse verwendet werden, um die Fusionsvorrichtung während des Einsetzens intern sicher zu halten.
- In einem Aspekt des Eindrehwerkzeugs haben die verjüngten Zungen eine Außenfläche, welche die Form der verjüngten zylindrischen Abschnitte der Fusionsvorrichtung annimmt. Die Zungen haben außerdem eine flache nach innen zeigende Oberfläche, um den flachen Seitenflächen der Fusionsvorrichtung zu entsprechen. Folglich kontaktieren, wenn die Zungen gegen die Fusionsvorrichtung zusammengedrückt werden, die nach innen zeigenden Oberflächen der Zungen die flachen Seiten der Fusionsvorrichtung, und die Außenfläche der Zungen vervollständigt die konische Form der Fusionsvorrichtung, um das schraubende Einsetzen zu erleichtern. Die nach innen zeigende Oberfläche der Zungen kann außerdem mit Vorsprüngen versehen sein, die mit Öffnungen in der Fusionsvorrichtung ineinandergreifen, um das Einschrauben und Drehen der Vorrichtung im Intradiskalraum zu ermöglichen.
- Bei einem Verfahren zum Implantieren der Fusionsvorrichtung zwischen benachbarten Wirbeln ist der Zugang von vorn und schließt die Schritte des Weitens des Zwischenwirbelscheiben-Raums und des Bohrens der Wirbelplatten der benachbarten Wirbel auf den Flankendurchmesser der Gewindegänge der Fusionsvorrichtung ein. Es wird eine Muffe eingesetzt, um einen Arbeitskanal für den Bohrschritt und den anschließenden Schritt des Implantierens der Fusionsvorrichtung bereitzustellen. Das Implantat wird mit dem Eindrehwerkzeug zum Eingriff gebracht, durch die Muffe eingesetzt und in die vorbereitete Bohrung eingeschraubt. Die Einsetztiefe der konischen Fusionsvorrichtung bestimmt das Maß des Winkelabstands, das für die benachbarten Wirbel erreicht wird.
- Bei einem anderen Verfahren wird die Einsetzstelle von hinten vorbereitet, und zwar wird der Zwischenwirbelscheiben-Raum geweitet, und es wird ein Loch mit dem Flankendurchmesser in die Wirbelplatten gebohrt. Es wird auch eine Muffe angeordnet, um einen Arbeitskanal für die Schritte des Bohrens und Einsetzens bereitzustellen. Die Fusionsvorrichtung wird in das gebohrte Loch eingesetzt, wobei die flachen Seitenwände zum benachbarten Wirbel zeigen. Die Vorrichtung wird danach gedreht, so daß die Außengewindegänge am zylindrischen Abschnitt in die benachbarten Wirbel einschneiden und mit denselben ineinandergreifen. Zusätzlich wird, da die Fusionsvorrichtung konisch ist, die konische Außenfläche der Vorrichtung die benachbarten Wirbel im Winkelabstand halten, um die normale anatomische Lordose wiederherzustellen.
- BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
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1 ist ein Seitenaufriß in der Sagittalebene einer Fusionsvorrichtung nach dem bekannten technischen Stand. -
2 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer Zwischenkörperfusionsvorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
3 ist ein seitlicher Querschnitt der in2 gezeigten Zwischenkörperfusionsvorrichtung längs der Linie 3–3, in der Richtung der Pfeile gesehen. -
4 ist ein Stirnaufriß von der Vorderseite der in2 gezeigten Zwischenkörperfusionsvorrichtung. -
5 ist eine Draufsicht in2 gezeigten Zwischenkörperfusionsvorrichtung. -
6 ist eine Seitenansicht vorn – hinten von der Vorderseite der Wirbelsäule, die zwei Zwischenkörperfusionsvorrichtungen nach2 zeigt, die in den Zwischenkörperraum zwischen L4 und L5 implantiert wurden. -
7 ist eine Sagittalebenenansicht der zwischen L4 und L5 implantierten Zwischenkörperfusionsvorrichtung, die in6 gezeigt wird. -
8 ist eine perspektivische Ansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels der Zwischenkörperfusionsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung. -
9 ist eine Draufsicht eines Implantateindrehers nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung. -
10 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Endes des Implantateindrehers im Eingriff um die Zwischenkörperfusionsvorrichtung, wie sie in2 abgebildet wird. -
11 ist ein vergrößerter teilweiser seitlicher Querschnitt, der den Implantateindreher im Eingriff mit der Zwischenkörperfusionsvorrichtung zeigt, wie das in10 gezeigt wird. -
12 ist ein vergrößerter teilweiser seitlicher Querschnitt, der einen Implantateindreher eines alternativen Ausführungsbeispiels zeigt, der geeignet ist, mit der Zwischenkörperfusionsvorrichtung 10 ineinanderzugreifen. -
13(a) bis13(d) zeigen vier Schritte eines Verfahrens zum Implantieren der Zwischenkörperfusionsvorrichtung, wie beispielsweise der in2 gezeigten Vorrichtung. -
14(a) bis14(d) bildet die Schritte eines alternativen Verfahrens zum Implantieren der Zwischenkörperfusionsvorrichtung, wie beispielsweise der in2 gezeigten Vorrichtung, ab. - BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
- Zum Zweck der Förderung eines Verständnisses der Prinzipien der Erfindung wird nun Bezug auf die in den Zeichnungen illustrierten Ausführungsbeispiele genommen, und es wird eine spezifische Sprache verwendet, um dieselben zu beschreiben. Dennoch versteht es sich von selbst, daß damit keine Einschränkung 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 worden ist, einschließen soll, die einem Fachmann auf dem Gebiet, welches die Erfindung betrifft, normalerweise offensichtlich sein dürften.
- Eine Zwischenkörperfusionsvorrichtung
10 nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird in2 bis5 gezeigt. Die Vorrichtung wird aus einem massiven konischen Körper11 gebildet, der vorzugsweise aus einem biokompatiblen oder inerten Material geformt wird. Beispielsweise kann der Körper11 aus einem rostfreien Stahl medizinischer Güte oder Titan oder einen anderen geeigneten Material hergestellt werden, das geeignete hierin dargelegte Festigkeitsmerkmale hat. Die Vorrichtung kann sich auch aus einem biokompatiblen porösen Material, wie beispielsweise dem von der Implex Corp. bereitgestellten porösen Tantal, zusammensetzen. Für Referenzzwecke hat die Vorrichtung10 ein vorderes Ende12 und ein hinteres Ende13 , die der anatomischen Position der Vorrichtung10 entsprechen, wenn sie im Intradiskalraum implantiert ist. Der konische Körper11 definiert ein hohles Inneres15 , das durch eine Körperwand16 begrenzt und am hinteren Ende13 durch eine Rückwand17 geschlossen wird (siehe3 ). Das hohle Innere15 der Vorrichtung10 ist für die Aufnahme eines Knochen-Autotransplantats oder eines Knochenersatzmaterials konfiguriert, das dafür geeignet ist, eine feste Fusion zwischen den benachbarten Wirbeln und über den Intradiskakaum zu fördern. - Nach der Erfindung ist die Zwischenkörperfusionsvorrichtung
10 eine Gewindevorrichtung, die konfiguriert ist, um in die Wirbelplatten der benachbarten Wirbel eingeschraubt zu werden. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung definiert der konische Körper11 eine Reihe von unterbrochenen Außengewindegängen18 und einen vollständigen Gewindegang19 am Vorderende des Implantats. Der vollständige Gewindegang19 dient als ein „Startet"-Gewindegang, um das Implantat in die Wirbelplatten am Intradiskalraum einzuschrauben. Die Gewindegänge18 und19 können verschiedene, auf dem Gebiet bekannte, Formen für das Eingreifen in den Wirbelknochen annehmen. Zum Beispiel können die Gewindegänge einen dreieckigen Querschnitt oder einen abgestumpft dreieckigen Querschnitt haben. Vorzugsweise haben die Gewindegänge eine Höhe von 1,0 mm (0,039 Zoll), um einen angemessenen Halt im Wirbelknochen zu gewährleisten, so daß die Fusionsvorrichtung10 durch die hohen Lasten, denen die Wirbelsäule ausgesetzt ist, nicht aus dem Intradiskalraum herausgetrieben wird. Die Gewindesteigung bei bestimmten spezifischen Ausführungsbeispielen kann 2,3 mm (0,091 Zoll) oder 3,0 mm (0,118 Zoll) betragen, in Abhängigkeit von der Wirbelebene, in der die Vorrichtung10 implantiert werden soll, und vom Umfang des Gewindeeingriffs, der notwendig ist, um das Implantat in seiner Position zu halten. - Bei einem Aspekt der Erfindung schließt der konische Körper
11 und insbesondere die Körperwand16 parallele abgeschnittene Seitenwände22 ein, die am deutlichsten in4 gezeigt werden. - Die Seitenwände sind vorzugsweise flach, um das Einsetzen der Fusionsvorrichtung zwischen den Wirbelplatten benachbarter Wirbel zu erleichtern und dazwischen Fläche für die Knochenfusion bereitzustellen. Die abgeschnittenen Seitenwände verlaufen vom vorderen Ende
12 der Vorrichtung bis zu den vollständigen Gewindegängen19 am hinteren Ende13 . Folglich hat die Vorrichtung10 mit den abgeschnittenen Seitenwänden22 in ihrer Stirnansicht das Erscheinungsbild eines unvollständigen Kreises, bei dem die Seiten über eine Sehne des Kreises abgeschnitten sind. Bei einem spezifischen Beispiel hat die Zwischenkörperfusionsvorrichtung10 an ihrem vorderen Ende einen Durchmesser von 16,0 mm (0,630 Zoll). Bei diesem spezifischen Ausführungsbeispiel werden die abgeschnittenen Seitenwände22 längs paralleler Sehnenlinien mit annähernd 12,0 mm (0,472 Zoll) Zwischenraum gebildet, so daß der entfernte Bogenabschnitt des Kreises auf jeder Seite der Vorrichtung ungefähr 90° abschneidet. Weitere Vorzüge und Vorteile, die durch die abgeschnittenen Seitenwände22 der Fusionsvorrichtung10 bereitgestellt werden, werden hierin detaillierter beschrieben. - Der konische Körper
11 der Vorrichtung10 schließt ein Paar von Vaskularisationsöffnungen24 und25 ein, die durch jede der abgeschnittenen Seitenwände22 definiert werden. Diese Öffnungen24 und25 sind dafür geeignet, in einer seitlichen Richtung oder derart ausgerichtet zu sein, daß sie zur Sagittalebene zeigen, wenn die Fusionsvorrichtung in den Intradiskalraum implantiert ist. Die Öffnungen sollen einen Durchgang für die Vaskularisation bereitstellen, die zwischen dem Knochenimplantatmaterial im hohlen Innern15 und dem umgebenden Gewebe geschehen soll. Außerdem kann auch etwas Einwachsen von Knochen durch diese Öffnungen geschehen. Die Öffnungen 24 und 25 sind so bemessen worden, daß sie einen optimalen Durchlaß für die auftretende Vaskularisation bereitstellen, während im konischen Körper11 noch eine bedeutende Menge an Struktur erhalten bleibt, um die hohen axialen Lasten zu tragen, die über den Intradiskalraum zwischen benachbarten Wirbeln laufen. - Der konische Körper
11 definiert außerdem gegenüberliegende Knocheneinwachsschlitze27 , deren jeder um 90° zu den abgeschnittenen Seitenwänden22 ausgerichtet ist. Vorzugsweise grenzen diese Schlitze27 unmittelbar an die Wirbelplatten, wenn die Vorrichtung10 implantiert ist. Genauer gesagt, wird sich der Wirbelknochen teilweise in die Schlitze27 erstrecken, um das im hohlen Innern15 der Vorrichtung10 enthaltene Knochenimplantatmaterial zu kontaktieren, wenn die Gewindegänge18 und19 der Vorrichtung in die Wirbelplatten eingeschraubt sind. Wie das deutlicher in5 gezeigt wird, sind die Knocheneinwachsschlitze27 so konfiguriert, daß sie eine maximale Öffnung für das Einwachsen von Knochen bereitstellen, um eine vollständige Arthrodese und eine stabile Fusion zu sichern. Vorzugsweise haben die Schlitze eine seitliche Breite, die der effektiven Breite der Gewindeabschnitte des Körpers nahekommt. Es hat sich gezeigt, daß die bekannten Vorrichtungen, die eine Vielzahl von kleinen Öffnungen verwenden, eine schnelle und stabile Arthrodese des Knochenmaterials nicht fördern. Statt dessen führen die kleineren Öffnungen oft zu einer Pseudo-Arthrose und zur Erzeugung von fibrösem Gewebe. Da die Knocheneinwachsschlitze27 der vorliegenden Erfindung unmittelbar zu den Wirbeln zeigen, befinden sie sich nicht in einem Abschnitt der Vorrichtung, der hohe Lasten tragen muß. Statt dessen werden die abgeschnittenen Seitenwände22 die meiste Last tragen, die zwischen den Wirbelplatten durch die unterbrochenen Gewindegänge18 und über den Intradiskalraum läuft. - In einem weiteren Merkmal kann das vordere Ende
12 der Körperwand16 ein Paar diametral gegenüberliegender Kerben29 definieren, die für das Ineinandergreifen mit einem Implantat- Eindrehwerkzeug konfiguriert sind, wie es hierin beschrieben wird. Darüber hinaus kann die Rückwand17 am hinteren Ende13 des Implantats mit einem Werkzeug-Eingriffsmerkmal (nicht gezeigt) versehen sein. Zum Beispiel kann ein Sechskantschlitz bereitgestellt werden, um ein Sechskant-Eindrehwerkzeug aufzunehmen, wie es im weiteren hierin beschrieben wird. - In einem wichtigen Merkmal der Zwischenkörperfusionsvorrichtung der vorliegenden Erfindung schließt der Körper
11 eine verjüngte oder konische Form ein. Mit anderen Worten ist der Außendurchmesser der Vorrichtung an ihrem vorderen Ende12 größer als der Außendurchmesser am hinteren Ende13 . Wie das in3 abgebildet wird, verjüngt sich die Körperwand16 in einem Winkel A um die Mittellinie CL der Vorrichtung10 . Die Verjüngung der Körperwand16 ist dafür geeignet, den normalen relativen Winkel zwischen benachbarten Wirbeln wiederherzustellen. Im Lendenbereich, beispielsweise, ist der Winkel A dafür geeignet, den normalen lordotischen Winkel und die Krümmung der Wirbelsäule in diesem Bereich wiederherzustellen. Bei einem spezifischen Beispiel beträgt der Winkel A 8,794°. Es versteht sich von selbst, daß das Implantat nicht-verjüngte Abschnitte haben kann, vorausgesetzt, daß die Abschnitte die Funktion des verjüngten Körpers ansonsten nicht stören. - Der Verjüngungswinkel A des Implantats definiert, verbunden mit dem Außendurchmesser am vorderen und hinteren Ende der Fusionsvorrichtung
10 , das Maß der Winkelspreizung, die zwischen den benachbarten Wirbeln auftreten wird, wenn das Implantat in seine Position gebracht oder eingeschraubt ist. Dieses Merkmal wird deutlicher in6 und7 abgebildet, in denen eine bevorzugter Aufbau gezeigt wird, der ein Paar von Fusionsvorrichtungen10 verwendet. Beim dargestellten Aufbau werden die Vorrichtungen10 zwischen den unteren Lendenwirbeln L4 und L5 angeordnet, wobei die Gewindegänge18 und19 in die Wirbelplatten E der zwei Wirbel eingeschraubt werden. Wie das in7 gezeigt wird, rückt die Vorrichtung10 in der Richtung des Pfeils I zur Schwenkachse P der Wirbelebene vor, während sie in die Wirbelplatten E eingeschraubt wird. Die Schwenkachse P ist nominell die Mitte der relativen Drehung zwischen den benachbarten Wirbeln des Bewegungssegments. Während die konische Fusionsvorrichtung10 weiter in der Richtung des Pfeils I zur Schwenkachse P eingedreht wird, werden die benachbarten Wirbel L4 und L5 in der Richtung der Pfeile S winklig gespreizt. Die Einsetztiefe der Fusionsvorrichtung10 wird den endgültigen lordotischen Winkel L bestimmen, der zwischen den beiden Wirbeln erreicht wird. - Bei spezifischen Ausführungsbeispielen des Implantats
10 können der Außendurchmesser oder Gewindespitzendurchmesser am vorderen Ende 12 16, 18 oder 20 mm und die Gesamtlänge der Vorrichtung 26 mm betragen. Die Dimensionierung der Vorrichtung wird bestimmt durch die Wirbelebene, in welche die Vorrichtung implantiert wird, und das Maß des Winkels, das entwickelt werden muß. - Bei einem anderen Aspekt der Erfindung wird die Vorrichtung
10 so dimensioniert, daß zwei solcher zylindrischer Körper11 in einen einzigen Zwischenwirbelscheiben-Raum implantiert werden können, wie das in6 gezeigt wird. Dies ermöglicht das Anordnen von zusätzlichem Knochenimplantatmaterial zwischen den Vorrichtungen10 und um sie herum. Dieser Aspekt fördert außerdem die Fusion über den Intradiskalraum und dient auch zum festeren Verankern der Vorrichtungen zwischen den benachbarten Wirbeln, um ein Ausstoßen aufgrund der hohen axialen Lasten auf der bestimmten Wirbelebene zu verhindern. - Bei einem spezifischen Ausführungsbeispiel der Zwischenkörperfusionsvorrichtung
10 ist die Vaskularisationsöffnung24 allgemein von rechteckiger Form, wobei sie Abmessungen von 6,0 mm (0,236 Zoll) mal 7,0 mm (0,276 Zoll) hat. Ebenso ist die Vaskularisationsöffnung25 rechteckig, mit Abmessungen von 4,0 mm (0,157 Zoll) mal 5,0 mm (0,197 Zoll). Natürlich ist diese Öffnung kleiner, da sie sich am schmaleren hinteren Ende13 der Vorrichtung10 befindet. Die Knocheneinwachsschlitze27 sind ebenfalls von rechteckiger Form, mit einer Längenabmessung von 20,0 mm (0,787 Zoll) und einer Breite von 6 mm (0,236 Zoll). Es hat sich gezeigt, daß diese Abmessungen der Vaskularisationsöffnungen24 ,25 und Schlitze27 ein optimales Einwachsen von Knochen und eine optimale Vaskularisation gewährleisten. Außerdem sind diese Öffnungen nicht so groß, daß sie die strukturelle Integrität der Vorrichtung beeinträchtigen, oder daß sie ein leichtes Ausstoßen des im hohlen Innern15 enthaltenen Knochenimplantatmaterials während der Implantation ermöglichen. - Wie in
7 zu sehen ist, zeigen die Vaskularisationsöffnungen24 und25 zur Seite, um das hochgradig vaskularisierte Gewebe, das die Wirbel umgibt, zu kontaktieren, wenn die Vorrichtung in ihrer Position zwischen den Wirbeln L4 und L5 ist. Außerdem sind die Knocheneinwachsschlitze27 axial gerichtet, so daß sie die Wirbelplatten E kontaktieren, wie das in6 zu sehen ist. - Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in
8 gezeigt wird, wird eine Zwischenkörperfusionsvorrichtung30 aus einem konischen Körper31 gebildet. Die Körperwand34 definiert wie bei der Fusionsvorrichtung10 des vorherigen Ausführungsbeispiels ein hohles Inneres33 . Bei diesem Ausführungsbeispiel schließt die abgeschnittene Seitenwand38 jedoch keine Vaskularisationsöffnungen ein. Darüber hinaus sind die Knocheneinwachsschlitze39 an den gegenüberliegenden Seiten der Vorrichtung30 kleiner. Das bedeutet, daß sich die unterbrochenen Gewindegänge36 auf dem Äußeren der Vorrichtung30 über eine größere Länge um das Implantat erstrecken. Eine solche Gestaltung könnte verwendet werden, wenn ein poröses Material (z. B. poröses Tantal) eingesetzt würde, um zusätzliche Oberfläche für das Einwachsen von Gewebe und das Verankern am angrenzenden Knochen bereitzustellen. Außerdem kann diese Zwischenkörperfusionsvorrichtung30 des in8 gezeigten Ausführungsbeispiels auf bestimmten Wirbelebenen Anwendung finden, wo die Gefahr des Ausstoßens der Vorrichtung am größten ist. Folglich wird der Umfang des Gewindekontakts vergrößert, um ein solches Ausstoßen zu verhindern. Vor dem Einsetzen wird das hohle Innere15 der Fusionsvorrichtung10 vollständig mit Knochen oder einem Ersatz gefüllt, um dieses Vorspannen zu erleichtern. - Die Zwischenkörperfusionsvorrichtung
10 kann unter Verwendung eines, in9 gezeigten, Implantateindrehers50 nach einem Aspekt der Erfindung implantiert werden. Der Implantateindreher50 besteht aus einem Schaft51 und einer Muffe52 , die konzentrisch um den Schaft angeordnet ist. An einem Ende des Schafts werden Zungen54 zum Greifen der Zwischenkörperfusionsvorrichtung10 für das Implantieren gebildet. Die Zungen schließen eine verjüngte Außenfläche55 und eine gegenüberliegende flache Innenfläche56 ein, die geeignet ist, mit den abgeschnittenen Seitenwänden22 der Zwischenkörperfusionsvorrichtung ineinanderzugreifen. Die verjüngte Außenfläche55 paßt sich dem Fußkreisdurchmesser der unterbrochenen Gewindegänge18 derart an, daß die Zungen54 im wesentlichen die volle zylindrische Form der Körperwand16 vervollständigen. Die Anpassung der verjüngten Zungenaußenfläche55 erleichtert das schraubende Einsetzen der Zwischenkörperfusionsvorrichtung10 , da die Außenfläche55 innerhalb der Gewindebohrung in den Wirbelplatten gleiten wird. - Jede der Zungen ist mit Verriegelungsfingern
58 und einem Eindrehvorsprung59 versehen, die sich von der Innenfläche56 erstrecken. Die Funktion dieser Bestandteile wird deutlicher mit Bezug auf11 gezeigt. Zuerst mit Bezug auf9 definiert der Schaft51 einen Gelenkschlitz62 , der jede des Paars von Zungen54 trägt. Der Gelenkschlitz62 ist derart konfiguriert, daß die Zungen eine natürlich vorgespannte Position haben, mit einem ausreichenden Zwischenraum gespreizt, um die konische Zwischenkörperfusionsvorrichtung10 dazwischen aufzunehmen. Der Schaft51 definiert eine konische Verjüngung63 zwischen dem Gelenkschlitz62 und jeder der Zungen54 . Diese konische Verjüngung greift mit einer konischen Abschrägung67 ineinander, die an der Innenwand der Muffe52 definiert wird. Folglich gleitet die konische Abschrägung67 gegen die konische Verjüngung63 , um den Gelenkschlitz62 zu schließen oder zusammenzudrücken, wenn die Muffe52 auf die Zungen54 zu vorgerückt wird. Auf diese Weise werden die Zungen54 gegeneinandergeschoben und in einen klemmenden Eingriff mit der Zwischenkörperfusionsvorrichtung gedrückt, die sich zwischen den Zungen befindet. - Der Schaft
51 und die Muffe52 sind mit einer Gewindeschnittstelle65 versehen, die es ermöglicht, die Muffe52 längs des Schafts hinauf- und hinabzuschrauben. Im einzelnen schließt die Gewindeschnittstelle65 Außengewindegänge am Schaft51 und Innengewindegänge an der Muffe52 ein, welche die gleiche Steigung haben, so daß die Muffe leicht am Implantateindreher50 hinauf- und hinabbewegt werden kann. Der Schaft51 ist außerdem mit einem Paar von Anschlägen69 versehen, welche die Rückwärtsbewegung der Muffe52 auf den allein notwendigen Umfang einschränken, um zu ermöglichen, daß sich die Zungen54 um einen ausreichenden Abstand trennen, um die Zwischenkörperfusionsvorrichtung10 aufzunehmen. - Die Verwendung des Implantateindrehers
50 wird mit Bezug auf10 und11 gezeigt. Wie in10 zu sehen ist, liegt die Außenfläche55 der Zungen54 im allgemeinen bündig mit dem Fußkreisdurchmesser der unterbrochenen Gewindegänge18 . Wie in11 zu sehen, können die Verriegelungsfinger58 so angeordnet werden, daß sie in die Vaskularisationsöffnung24 an jeder der abgeschnittenen Seitenwände22 passen. Auf eine ähnliche Weise greifen die Eindrehvorsprünge59 mit den Eindrehwerkzeug-Schlitzen29 am vorderen Ende12 des konischen Körpers11 ineinander. Die Kombination der Verriegelungsfinger58 und der Eindrehvorsprünge59 greift mit der Zwischenkörperfusionsvorrichtung10 fest ineinander derart, daß die Vorrichtung schraubend in eine Öffnung mit oder ohne Gewinde im Wirbelknochen eingesetzt werden kann. - Ein alternatives Ausführungsbeispiel des Implantateindrehers wird in
12 gezeigt. Der Eindreher90 schließt einen Schaft91 mit einer Länge ein, die ausreicht, um von außerhalb des Patienten in den Intradiskalraum hineinzureichen. Mit dem Ende des Schafts91 ist ein Kopf verbunden, der ein Paar von gegenüberliegenden Zungen93 definiert, deren jede für einen bündigen Kontakt mit den flachen abgeschnittenen Seitenwänden22 der Fusionsvorrichtung10 konfiguriert ist. Wie bei den Zungen54 des zuvor beschriebenen Implantateindrehers50 ist die Außenfläche der Zungen zylindrisch, um dem zylindrischen Gewindeabschnitt der Vorrichtung zu entsprechen. - Anders als der Implantateindreher
50 verwendet der Eindreher90 des Ausführungsbeispiels in12 eine Spreizhülsen-Baugruppe, um die Fusionsvorrichtung10 für das Einsetzen in den Körper fest zu greifen. Im einzelnen definiert der Kopf92 eine Hülse94 mit einer durch dieselbe gebildeten Hülsenmittelbohrung95 . Die Hülse94 endet in einem Ringflansch96 , der wenigstens anfangs einen Durchmesser hat, der etwas kleiner ist als der Innendurchmesser der Fusionsvorrichtung10 an ihrem Ende12 . Ein Spreizschaft97 verläuft gleitfähig durch die Hülsenbohrung und schließt eine aufgeweitete Spitze98 ein, die sich angrenzend an den Ringflansch96 befindet und sich gerade über denselben hinaus erstreckt. Die aufgeweitete Spitze98 des Spreizschafts97 beginnt mit einem Durchmesser, der zum Gleiten innerhalb der Hülsenbohrung95 bemessen ist, und weitet sich allmählich auf zu einem Durchmesser größer als die Bohrung. - Der Implantateindreher
90 schließt einen Zugschaft99 ein, der gleitfähig in einer Bohrung100 angeordnet ist, die im Schaft91 definiert wird. Der Zugschaft99 hat an seinem Ende eine Sperrkammer101 , die mit einer Sperrnabe102 ineinandergreift, die am Ende des Spreizschafts97 gebildet wird. Der Zugschaft99 steht für den Zugang durch den Chirurgen über das Ende des Schafts91 vor. Wenn der Zugschaft99 gezogen wird, zieht er den Spreizschaft97 vom Ringflansch96 der Hülse94 weg, so daß die aufgeweitete Spitze98 zunehmend in der Hülsenbohrung95 zum Eingriff kommt. Wenn die Spitze98 weiter in die Bohrung95 vorrückt, spreizt sich der Flansch96 von seinem anfänglichen Durchmesser auf einen größeren zweiten Durchmesser, der für einen festen Greifkontakt mit dem Innern der Fusionsvorrichtung10 ausreicht. Wenn die Fusionsvorrichtung derart im Eingriff ist, kann der Implantateindreher verwendet werden, um die Vorrichtung10 in die Operationsstelle einzusetzen, wonach der Spreizschaft über die Hülsenbohrung hinaus vorgerückt werden kann, um die aufgeweitete Spitze und folglich die Fusionsvorrichtung freizugeben. - Es werden zwei Verfahren zum Implantieren der Zwischenkörperfusionsvorrichtung
10 betrachtet. Zuerst wird mit Bezug auf13(a) bis13(d) ein Zugang von vom gezeigt. Als ein vorbereitender Schritt ist es notwendig, geeignete Ausgangspunkte für das Implantieren der Fusionsvorrichtung zu lokalisieren, vorzugsweise beidseitig. Beim ersten Schritt des Zugangs von vorn wird ein Dilatator75 zwischen den Wirbelplatten E angeordnet, um den Zwischenwirbelscheiben-Raum zwischen den Wirbeln L4 und L5 zu weiten. (Es versteht sich natürlich von selbst, daß dieses Verfahren auf anderen Wirbelebenen angewendet werden kann.) Beim zweiten Schritt, der in13(b) gezeigt wird, wird eine Außenmuffe76 um den Zwischenwirbelscheiben-Raum angeordnet. Die Außenmuffe76 kann eine bekannte Gestalt haben, die konfiguriert ist derart, daß sie sicher mit der Vorderseite der Wirbelkörper ineinandergreift, um die Außenmuffe76 fest, aber zeitweilig, in ihrer Position zu verankern. Im wesentlichen dient diese Außenmuffe76 als ein Arbeitskanal für dieses Herangehen in der Art einer Laparoskopie. Bei diesem Schritt von13(b) wird ein Bohrer77 von bekannter Gestalt durch . die Außenmuffe gesteckt und verwendet, um Öffnungen in den benachbarten Wirbelkörpern auszubohren. Die Öffnungen können mit einem Gewinde versehen werden, um ein schraubendes Einsetzen der Fusionsvorrichtung zu erleichtern, obwohl dieser Schritt nicht notwendig ist. - Beim nächsten Schritt, der in
13(c) gezeigt wird, wird die Fusionsvorrichtung10 mit dem Implantateindreher50 zum Eingriff gebracht und durch die Außenmuffe76 gesteckt, bis der Starter-Gewindegang19 in Kontakt mit der Knochenöffnung kommt. Der Implantateindreher50 kann danach verwendet werden, um die Fusionsvorrichtung in die Öffnung mit oder ohne Gewinde einzuschrauben, die in der Wirbelplatte E gebildet wird. Es versteht sich von selbst, daß bei diesem Schritt andere geeignete Eindrehwerkzeuge, wie zum Beispiel eine Vorrichtung vom Schraubenziehertyp, verwendet werden könnten, um mit den Eindrehwerkzeug-Schlitzen29 am vorderen Ende12 der Vorrichtung10 ineinanderzugreifen. Wie zuvor erörtert wurde, bestimmt der Grad des Eindringens der Fusionsvorrichtung10 das Maß der auf der Wirbelebene hinzugefügten oder wiederhergestellten Lordose. Beim abschließenden Schritt wird der Implantateindreher entfernt und hinterläßt die Fusionsvorrichtung10 in ihrer Position. Es ist zu erkennen, daß die geschlossene Rückwand17 nach der Implantation zur Rückseite der Wirbel hin gerichtet ist. Das hohle Innere15 ist an seinem vorderen Ende offen, kann aber, wenn erforderlich, durch ein Material aus Kunststoff oder Metall verschlossen werden. - Bei einem zweiten Verfahren, wie es in
14(a) bis14(d) abgebildet wird, wird ein Zugang von hinten durchgeführt. Die ersten zwei Schritte des Zugangs von hinten sind denen des vorhergehenden Zugangs von vorn ähnlich, außer daß der Dilatator75 , die Außenmuffe76 und der Bohrer77 von hinten in den instrumentierten Bereich eingeführt werden. Diese Herangehen kann eine Dekortikation und eine Entfernung von Wirbelknochen erfordern, um die Außenmuffe76 aufzunehmen. Beim dritten Schritt dieses Verfahrens wird die Fusionsvorrichtung10 durch die Außenmuffe76 in den geweiteten Zwischenwirbelscheiben-Raum eingeführt. Es versteht sich von selbst, daß der Zwischenwirbelscheiben-Raum nur in dem Maß geweitet wird, das notwendig ist, um das Implantat aufzunehmen, wobei die abgeschnittenen Seitenwände22 unmittelbar zu den Wirbelplatten E zeigen. Folglich ist der Knocheneinwachsschlitz27 , wie das in14(c) gezeigt wird, eher seitlich als koronar gerichtet, wie das für seine implantierte Endposition zu erwarten ist. Es kann ein geeignetes Eindrehwerkzeug80 bereitgestellt werden, um die Fusionsvorrichtung10 durch die Außenmuffe76 und in den Intradiskalraum vorzuschieben. Bei einem Ausführungsbeispiel schließt das Eindrehwerkzeug80 einen Vorsprung81 ein, der zum Eingriff mit einer Schlitzöffnung konfiguriert ist, die in der Rückwand17 am hinteren Ende13 der Fusionsvorrichtung10 gebildet wird. Ein Innengewinde (nicht gezeigt) kann verwendet werden, um die Vorrichtung10 am Eindreher80 zu befestigen. - Sobald die Vorrichtung
10 bis zur angemessenen Tiefe im Verhältnis zur Schwenkachse P der Wirbel in den Intradiskalraum vorgeschoben worden ist, wird das Eindrehwerkzeug80 verwendet, um das Implantat in der Richtung des Rotationspfeils R in14(e) zu drehen. Wenn das Eindrehwerkzeug80 gedreht wird, dreht sich die Vorrichtung selbst derart, daß die unterbrochenen Gewindegänge18 beginnen, sich in den Wirbelknochen an den Wirbelplatten E einzuschneiden. Auf diese Weise dient das Implantat als ein Nocken, um die benachbarten Wirbel in der Richtung der Spreizrichtungspfeile S in14(c) zu trennen. Dieses Nockenverfahren gewährleistet ein etwas leichteres Einsetzverfahren insofern, als eine einzige Umdrehung erforderlich ist, um das Implantat im Wirbelknochen zu arretieren. Im Gegensatz dazu erfordert die vorher erörterte Technik des schraubenden Einsetzens ein kontinuierliches Einschrauben der Vorrichtung in ihre Position. - Bei beiden Techniken kann die Position der Fusionsvorrichtung
10 im Verhältnis zu den benachbarten Wirbeln durch eine Röntgenaufnahme oder andere geeignete Techniken überprüft werden, um die Winkelbeziehung zwischen den Wirbeln festzulegen. Als Alternative dazu kann die bevorzugte Einsetztiefe des Implantats im Voraus festgelegt und von außerhalb des Patienten gemessen werden, wenn das Implantat zwischen den Wirbeln positioniert wird. - Es ist zu erkennen, daß die Zwischenkörperfusionsvorrichtung
10 der vorliegenden Erfindung bedeutende Vorzüge gegenüber den bekannten Vorrichtungen bereitstellt. Im einzelnen stellt die Fusionsvorrichtung10 ein hohles Implantat mit Gewinde bereit, das die Fähigkeit zur Knochenfusion zwischen benachbarten Wirbeln auf ein Maximum erhöht, während die Integrität des Implantats selbst erhalten bleibt. Es versteht sich, daß die Wirbelsäule bedeutende Lasten über ihre axiale Länge aushält, welche Lasten durch die Fusionsvorrichtung10 getragen werden müssen, wenigstens, bis eine stabile Fusion erreicht ist. Die Vorrichtung10 stellt außerdem Mittel bereit, damit eine Vaskularisation und ein Einwachsen von Gewebe stattfinden, was die Fusionsgeschwindigkeit beschleunigt und die Festigkeit der sich daraus ergebenden fusionierten Knochenmasse verbessert. Ein anderer bedeutsamer Aspekt ist, daß die verjüngte Form des Implantats es dem Chirurgen ermöglicht, die richtige Krümmung oder den relativen Winkel zwischen Wirbelkörpern wiederherzustellen und zu erhalten. Dies verhindert die bedeutenden Probleme, die mit den bekannten Vorrichtungen verbunden sind, bei denen in der Folge Mißbildungen entstehen und die Wirbelsäule aus dem Gleichgewicht gerät. Ein weiterer Vorteil, der durch die Vorrichtung und ihren Implantateindreher erreicht wird, ist die Möglichkeit zum Einsetzen sowohl von vorn als auch von hinten, unter Verwendung eines laparoskopischen Zugangs. In Abhängigkeit von der Wirbelebene kann jeder Zugang bevorzugt werden, so daß es wichtig ist, daß das Implantat für das Einsetzen aus beiden Richtungen geeignet ist. Ein kontrolliertes Einsetzen der Vorrichtung wird durch die beim Einsetzen von vorn verwendete Einschraubtechnik (ggü. dem Einschlagen) und das beim Einsetzen von hinten verwendete Einschieb- und Nockenverfahren gewährleistet. - Während die Erfindung in den Zeichnungen und der vorstehenden Beschreibung detailliert illustriert und beschrieben worden ist, sollen dieselben als von erläuterndem und nicht einschränkendem Charakter betrachtet werden, wobei 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 gehören, geschützt werden sollen. Obwohl die Vorrichtung
10 für die Verwendung in der Wirbelsäule offengelegt worden ist, können die Struktur und die Verfahren der vorliegenden Erfindung beispielsweise ebenso in anderen Gelenkhöhlen, wie zum Beispiel dem oberen Sprunggelenk, dem proximalen Handgelenk und dem hinteren unteren Sprunggelenk verwendet werden. Darüber hinaus wird davon ausgegangen, daß ein nicht-verjüngter oder entgegengesetzt verjüngter Abschnitt hinzugefügt werden kann, wobei die sich daraus ergebende Vorrichtung noch immer in den Rahmen der Erfindung gehört, obwohl die Vorrichtung10 des bevorzugten Ausführungsbeispiels über ihre gesamte Länge verjüngt gezeigt wird.
Claims (17)
- Fusionsvorrichtung (
10 ,30 ) zur Erleichterung der Arthrodese im Zwischenwirbelscheiben-Raum zwischen benachbarten Wirbeln, die folgendes aufweist: einen länglichen Körper (11 ,31 ) mit einer Länge, einem ersten Ende (13 ) und einem zweiten Ende (12 ) und an dem ersten Ende (13 ) mit einem ersten Durchmesser, der so bemessen ist, daß er größer als der Raum zwischen den benachbarten Wirbeln ist, wobei der Körper (11 ) eine Außenfläche mit einem Paar von gegenüberliegenden zylindrischen Abschnitten und einem Paar von im wesentlichen flachen gegenüberliegenden Seitenwänden (28 ,38 ) zwischen den gegenüberliegenden zylindrischen Abschnitten hat, wobei sich die Seitenwände längs eines wesentlichen Abschnitts der Länge des Körpers erstrecken, wobei der Körper sich längs eines wesentlichen Abschnitts der Länge verjüngt und an dem zweiten Ende desselben einen zweiten Durchmesser einschließt, der größer ist als der erste Durchmesser, dadurch gekennzeichnet, daß Außengewindegänge (18 ,19 ,36 ,37 ) auf dem Paar von gegenüberliegenden zylindrischen Abschnitten der Außenfläche definiert werden und sich über im wesentlichen die gesamte Länge des Körpers (11 ) erstrecken. - Fusionsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die flachen Seitenwände (
22 ,38 ) nahe dem ersten Ende (13 ) enden und die zylindrischen Abschnitte und die Gewindegänge (18 ,36 ) durch die Seitenwände (22 ,38 ) unterbrochen werden und anschließend an dem ersten Ende (13 ) über den Umfang durchgängig (19 ,37 ) sind. - Fusionsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der die flachen Seitenwände (
22 ,38 ) an dem zweiten Ende (12 ) enden. - Fusionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die gegenüberliegenden Seitenwände (
22 ) an dem zweiten Ende (12 ) jeweils eine Kerbe (29 ) definieren, die für die Aufnahme eines Eindrehwerkzeugs zum Implantieren der Vorrichtung konfiguriert ist. - Fusionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Körper aus einem porösen, biokompatiblen Material gebildet wird, um das Einwachsen von Knochengewebe in die Vorrichtung zu ermöglichen.
- Fusionsvorrichtung nach Anspruch 5, bei der das Material ein Verbundstoff ist, der ein offenzelliges Substrat mit vermaschter Porosität aufweist, wobei das Substrat mit einem Metall infiltriert ist.
- Fusionsvorrichtung nach Anspruch 6, bei der das Substrat ein kohlenstoffhaltiges Material ist.
- Fusionsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der das Substrat ein Carbonschaumstoff ist.
- Fusionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei der das Metall ein Metall der Gruppe VB oder eine Legierung des Metalls der Gruppe VB ist.
- Fusionsvorrichtung nach Anspruch 9, bei der das Metall Tantal ist.
- Fusionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher der Körper (
11 ,31 ) ein hohles Inneres definiert, das für die Aufnahme von Knochentransplantatmaterial in demselben bemessen ist. - Fusionsvorrichtung nach Anspruch 11, die außerdem eine Anzahl von Öffnungen (
24 ,25 ) aufweist, die in den gegenüberliegenden Seitenwänden (22 ) definiert werden, um die Verbindung mit dem hohlen Inneren herzustellen. - Fusionsvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, die außerdem ein Paar von diametral entgegengesetzten Schlitzen (
27 ,39 ) umfaßt, die durchführend durch die zylindrischen Abschnitte definiert werden und mit dem hohlen Inneren in Verbindung stehen, wobei die Hohlschlitze (27 ,39 ) langgestreckt über die Länge des Körpers (10 ,30 ) verlaufen. - Fusionsvorrichtung nach Anspruch 13, bei der die entgegengesetzten Schlitze (
27 ,39 ) in der Konfiguration rechteckig sind und quer zu der Länge des Körpers (11 ,31 ) eine Breitenabmessung haben und die zylindrischen Abschnitte zwischen den gegenüberliegenden Seitenwänden (22 ,38 ) und den entgegengesetzten Schlitzen (27 ,39 ) eine effektive Breite haben, bei der die Breitenabmessung der entgegengesetzten Schlitze (27 ,39 ) größer als die effektive Breite der zylindrischen Abschnitte ist. - Fusionsvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, in Abhängigkeit von Anspruch 12, bei der die entgegengesetzten Schlitze (
27 ,39 ) größer als die Anzahl von Öffnungen (24 ,25 ) sind. - Fusionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, bei der das zweite Ende (
12 ) zum hohlen Inneren hin offen ist. - Fusionsvorrichtung nach Anspruch 16, bei welcher der Körper (
10 ,30 ) an dem ersten Ende (13 ) geschlossen ist.
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