CH624573A5

CH624573A5 - Intervertebral prosthesis

Info

Publication number: CH624573A5
Application number: CH107578A
Authority: CH
Inventors: Bernhard Georg Prof Dr M Weber
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1978-02-01
Filing date: 1978-02-01
Publication date: 1981-08-14
Also published as: NL7900195A; DE2804936A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Zwischenwirbel-Prothese, insbesondere für Halswirbel, bei der zwischen den einander zugewandten, benachbarten Endflächen zweier Wirbelkörper mindestens ein Zwischenkörper eingelegt ist. The invention relates to an intervertebral prosthesis, in particular for cervical vertebrae, in which at least one intermediate body is inserted between the mutually facing, adjacent end surfaces of two vertebral bodies.

Eine Zwischenwirbel-Prothese hat die Aufgabe, als Ersatz einer erkrankten Zwischenwirbelbandscheibe zu dienen. Sie soll in gewissen Fällen das übliche Operationsverfahren der Versteifung zwei benachbarter Wirbelkörper mit Hilfe von Knochenspänen ersetzen. Dort geht die Beweglichkeit zwischen den zwei Nachbarwirbeln verloren, was mit der neuen Prothese vermieden werden soll. The purpose of an intervertebral prosthesis is to replace a diseased intervertebral disc. In certain cases, it is intended to replace the usual surgical procedure of stiffening two adjacent vertebral bodies with the help of bone chips. There the mobility between the two neighboring vertebrae is lost, which should be avoided with the new prosthesis.

Es ist bekannt, zwischen einzelnen Wirbeln — nach Entfernen der Knorpel-Zwischenschicht — kissenartige Zwischenlagen oder kugelförmige Zwischenkörper aus Kunststoff einzulegen (FR-PS 1 122 634). Während die als elastische Dämpfungselemente dienenden Zwischenlagen die Einhaltung eines Mindestabstandes nicht gewährleisten, ergeben sich bei kugelförmigen Zwischenkörpern relativ hohe spezifische Auflagendrücke auf dem sie umgebenden knöcheren Gewebe, was zu Schädigungen dieses Gewebes führen kann. It is known to insert cushion-like intermediate layers or spherical intermediate bodies made of plastic between individual vertebrae - after removing the cartilage intermediate layer (FR-PS 1 122 634). While the intermediate layers serving as elastic damping elements do not guarantee compliance with a minimum distance, spherical intermediate bodies result in relatively high specific contact pressures on the bony tissue surrounding them, which can lead to damage to this tissue.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Prothese zu schaffen, bei der die Beweglichkeit zweier Wirbel gegeneinander erhalten bleibt, ein Mindestabstand zwischen den zwei Wirbeln gewährleistet ist und niedrige spezifische Auflagedrücke gewährleistet sind. Diese dreifache Aufgabe wird gemäss der Erfindung gelöst durch je in einer Endfläche verankerbare Lagerpfannen, deren Basis eine schalenförmige Ausnehmung hat, und durch einen Abstandskörper, der in den Hohlraum zwischen einander zugewandten Ausnehmungen zweier Lagerpfannen eingelegt ist. The object of the invention is therefore to create a prosthesis in which the mobility of two vertebrae against each other is maintained, a minimum distance between the two vertebrae is guaranteed and low specific contact pressures are guaranteed. This triple object is achieved according to the invention by bearing pans which can be anchored in one end face and the base of which has a cup-shaped recess, and by a spacer which is inserted into the cavity between mutually facing recesses of two bearing pans.

Die auf ihrer Verankerungsseite beispielsweise dachförmig ausgebildete Lagerpfanne bildet eine gegenüber einer Kugel stark vergrösserte Auflagefläche, mit der die Prothese in den Wirbelkörpern abgestützt ist; der Abstandskörper zwischen den Lagerpfannen gewährleistet einen Mindestabstand zwischen zwei Wirbelkörpern. The bearing socket, for example roof-shaped on its anchoring side, forms a bearing surface which is greatly enlarged compared to a ball and with which the prosthesis is supported in the vertebral bodies; the spacer between the bearing pans ensures a minimum distance between two vertebral bodies.

Besonders gute Gleiteigenschaften zwischen Pfanne und Abstandskörper erzielt man, wenn in an sich bekannter Weise der Abstandskörper aus Biokeramik und die Lagerpfanne aus Kunststoff, insbesondere aus High-Density-Polyäthylen (HDPE), bestehen. Für eine relativ weite und gleichmässige Verteilung der Auflagedrücke ist es weiterhin vorteilhaft, Particularly good sliding properties between the pan and the spacer are achieved if the spacer consists of bioceramics and the bearing pan is made of plastic, in particular high-density polyethylene (HDPE), in a manner known per se. For a relatively wide and even distribution of the contact pressures, it is also advantageous

wenn der Abstandskörper linsenförmig ausgebildet ist. if the spacer is lenticular.

Für eine zementfreie Veränderung in den Wirbelkörpern kann die Lagerpfanne vorteilhaft eine verbreiterte, Hinterschneidungen erzeugende Bodenplatte und Nuten aufweisen, wobei die Nuten mindestens teilweise unter einem Winkel zur Längsrichtung der Hinterschneidungen verlaufen. For a cement-free change in the vertebral bodies, the bearing socket can advantageously have a widened base plate and grooves which produce undercuts, the grooves running at least partially at an angle to the longitudinal direction of the undercuts.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments in conjunction with the drawing.

Fig. 1 zeigt in schematisch perspektivischer Darstellung — in Richtung frontal auf den Körper gesehen — eine Aufsicht auf einen Wirbelkörper eines unteren Hals- oder eines Brustwirbels, in den eine der neuen Lagerpfannen eingesetzt ist; Fig. 1 shows a schematic perspective view - seen in the direction from the front of the body - a plan view of a vertebral body of a lower cervical or thoracic vertebra, in which one of the new bearing pans is inserted;

Fig. 2 ist der Schnitt II-II von Fig. 1 und stellt zwei einander gegenüberliegende Flächen von in benachbarte Wirbelkörper eingesetzte Lagerpfannen dar; Fig. 2 is section II-II of Fig. 1 and shows two opposite surfaces of bearing pans inserted into adjacent vertebral bodies;

Fig. 3 gibt in gleicher Darstellung wie Fig. 1 eine zweite Ausführungsform einer in einem Wirbelkörper verankerten Pfanne wieder, während FIG. 3 shows, in the same representation as FIG. 1, a second embodiment of a pan anchored in a vertebral body, while

Fig. 4, ähnlich wie Fig. 2, ein Schnitt IV-IV durch zwei benachbarte Wirbelkörper ist, 4, similar to FIG. 2, is a section IV-IV through two adjacent vertebral bodies,

Fig. 5 und 6 schliesslich zeigen in gleicher Darstellung eine weitere Ausführungsform. 5 and 6 finally show another embodiment in the same representation.

In eine — beispielsweise mit einem Fräser hergestellte — Ausnehmung eines Wirbelkörpers 1, an dem auf beiden Seiten der Fig. 1 noch die Ansätze 3 für die Wirbelfortsätze angedeutet sind, ist eine Lagerpfanne 4 eingesetzt, die beispielsweise einen rechteckigen oder quadratischen Grundriss hat. A bearing pan 4, which has, for example, a rectangular or square outline, is inserted into a recess in a vertebral body 1, for example produced with a milling cutter, on which the projections 3 for the vertebral processes are still indicated on both sides of FIG. 1.

In die äussere, d.h. benachbarten Wirbel zugewandte, Oberfläche der Pfanne 4 ist eine schalenförmige Ausnehmung 7 eingelassen, die in Form und Grösse an einen Abstandskörper 8 (Fig. 2 und 4) angepasst ist, der zwischen die Lagerpfannen 4 zweier benachbarter Wirbelkörper 1 als Prothesenkörper eingelegt wird. Der Abstandskörper 8 ist im vorliegenden Beispiel linsenförmig ausgebildet, kann aber auch eine Kugel, ein kugelähnlicher oder ein elliptischer Körper sein. In the outer, i.e. adjacent vertebrae, surface of the cup 4, a bowl-shaped recess 7 is embedded, which is adapted in shape and size to a spacer 8 (FIGS. 2 and 4), which is inserted between the bearing pans 4 of two adjacent vertebral bodies 1 as a prosthesis body. The spacer 8 is lenticular in the present example, but can also be a sphere, a sphere-like or an elliptical body.

Die Ausführungsform nach Fig. 1 und 2, die für eine zementfreie Verankerung im Wirbelkörper 2 bestimmt ist, hat eine verbreiterte Bodenplatte 5, so dass in Richtung des Einschiebens eine mit Knochensubstanz gefüllte Hinterschneidung 6 entsteht. Als Sicherung gegen unbeabsichtigtes Ausschieben des Pfanne 4 aus dem Wirbelkörper 2 bei zementfreier Verankerung sind in den Boden 5 der Pfanne 4 Nuten 9 eingeschnitten, von denen mindestens eine einen Winkel, vorzugsweise von 90°, mit der Längsrichtung der Hinterschneidung 6 bildet. In diese Nut 9 wächst nach der Implantation Knochengewebe ein und verhindert so ein Verschieben der eingesetzten Pfanne 4 im Körper 2. Wird die Pfanne 4 quadratisch ausgebildet, so können durch Verbreiterung der Bodenplatte 5 Hinterschneidungen 6 auf allen vier Quadratseiten vorgesehen sein; in diesem Fall ermöglichen zwei senkrecht zueinander angeordnete Nuten 9 — wie sie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 gezeigt sind — ein Einsetzen des Pfannenkörpers in den Wirbelkörper, ohne dass auf eine Vorzugsrichtung geachtet werden müsste. The embodiment according to FIGS. 1 and 2, which is intended for cement-free anchoring in the vertebral body 2, has a widened base plate 5, so that an undercut 6 filled with bone substance is created in the direction of insertion. As a safeguard against inadvertent pushing out of the socket 4 from the vertebral body 2 with cement-free anchoring, grooves 9 are cut into the bottom 5 of the socket 4, at least one of which forms an angle, preferably 90 °, with the longitudinal direction of the undercut 6. Bone tissue grows into this groove 9 after implantation and thus prevents displacement of the inserted socket 4 in the body 2. If the socket 4 is square, 5 undercuts 6 can be provided on all four square sides by widening the base plate; in this case, two grooves 9 arranged perpendicular to each other - as shown in the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2 - allow the socket body to be inserted into the vertebral body without having to pay attention to a preferred direction.

Die Pfanne 4' gemäss Fig. 3 und 4 ist für eine Verankerung mittels eines Knochenzementbetts 10 vorgesehen. Ihre Verankerungsseite 5' ist im Querschnitt keilförmig ausgebildet und trägt für eine verbesserte Haftung in dem Zementbett 10, über ihre dachförmig ausgebildete äussere Oberfläche verteilt, schwalbenschwanzförmige Vorsprünge 11. The socket 4 'according to FIGS. 3 and 4 is provided for anchoring by means of a bone cement bed 10. Its anchoring side 5 'is wedge-shaped in cross section and, for improved adhesion in the cement bed 10, distributed over its roof-shaped outer surface, has dovetail-shaped projections 11.

Die Schalen 14 der dritten Ausführungsform sind uhrenglasartig ausgebildet; sie werden in operativ entsprechend vorbereitete, schalenförmige Ausnehmungen der Wirbelkörper 1 The shells 14 of the third embodiment are designed like watch glasses; they are made in operationally prepared, bowl-shaped recesses of the vertebral bodies 1

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

624 573 624 573

eingesetzt und stützen sich mit einem Rand 15 zusätzlich auf der Endfläche des Wirbelkörpers 1 ab. Ihre dem Wirbelkörper zugewandte Fläche 16 hat eine rauhe Struktur, um das Einwachsen im Gewebe und die Verankerung im Wirbelkörper zu erleichtern und zu verbessern. Der innere Krümmungsradius der Ausnehmung 7 entspricht der Wölbung des zwischengelegten Abstandskörpers 8. used and are supported with an edge 15 on the end face of the vertebral body 1. Its surface 16 facing the vertebral body has a rough structure in order to facilitate and improve ingrowth in the tissue and anchoring in the vertebral body. The inner radius of curvature of the recess 7 corresponds to the curvature of the interposed spacer 8.

Wie erwähnt, werden die Pfanne 4 bzw. 14 und der Abstandskörper 8 aus in der Implantat-Technik bewährten Werkstoffen hergestellt; insbesondere haben sich hochmolekulares Polyäthylen (HDPE) für die Pfannen und Biokeramik, vor al-s lem hochreines und dichtes A1203, für die Abstandskörper bewährt. As mentioned, the socket 4 or 14 and the spacer 8 are produced from materials which have been tried and tested in implant technology; In particular, high molecular weight polyethylene (HDPE) for the pans and bioceramics, especially highly pure and dense A1203, have proven their worth for the spacers.

s s

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

624 573

1.Intervertebral prosthesis, in particular for cervical vertebrae, in which at least one intermediate body is inserted between the mutually facing, adjacent end surfaces of two vertebral bodies, characterized by bearing pans (4, 4 '; 14) which can be anchored in one end surface and whose base has a bowl-shaped recess (7 ), and by a spacer (8) which is inserted into the cavity between mutually facing recesses (7) of two bearing pans (4, 4 '; 14).

2. Prosthesis according to claim 1, characterized in that

that the spacer body (8) is lenticular.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Prosthesis according to claim 1 or 2, characterized. that the spacer (8) made of bioceramic and the bearing pan (4,4 '; 14) made of plastic, in particular made of high-density polyethylene (HDPE).

4. A prosthesis according to claim 1, characterized in that

that the anchoring side (5 ') of the bearing socket (4') is roof-shaped and is provided with dovetail-shaped projections (11).

5. Prosthesis according to claim 1, characterized in

that the bearing socket (4) has a widened base plate (5) and grooves (9) which produce undercuts (6), the grooves (9) at least partially running at an angle to the longitudinal direction of the undercuts (6).