DE60030233T2 - Anteriorer lumbaler Zwischenwirbelfusionskäfig mit Befestigungsplatte - Google Patents
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Description
- Die Erfindung betrifft medizinische Geräte und insbesondere eine implantierbare Struktur zur Unterstützung der Fusion von benachbarten Wirbelkörpern.
- Mit fortschreitendem Alter sowie bei Verletzungen kann es zu Veränderungen an den Knochen, den Bandscheiben und den Gelenken sowie den Ligamenten der Wirbelsäule kommen, wodurch Schmerzen aufgrund von eingeklemmten Nervenwurzeln auftreten können. Unter bestimmten Umständen kann eine Linderung der Schmerzen mit Hilfe der Durchführung einer Wirbelsäulenfusion erreicht werden. Dies ist ein Verfahren, bei dem zwei oder mehrere benachbarte Wirbelkörper miteinander verbunden werden, sodaß sie nicht länger gegeneinander beweglich sind.
- Es sind viele Prothesengeräte bekannt, die die Fusion von Wirbelkörpern unterstützen, und diese Geräte können zum Teil basierend auf der vom Chirurgen gewählten Zugangsart (von vorne, von hinten, seitlich usw.) zur Wirbelsäule klassifiziert werden. Keines der bekannten Geräte ist absolut zufrieden stellend, und Verbesserungen sind daher wünschenswert.
- WO-A-97/200526 offenbart ein vorderes Stabilisationsgerät, welches einen Abstandshalter und eine Halteplatte umfaßt. Die Platte ist in Bezug zu dem Abstandshalter fixiert. Die Platte bildet eine Zunge mit einer Öffnung zur Aufnahme einer Stellschraube, um die Platte auf dem Abstandshalter zu halten.
- US-A-5,713,899 offenbart einen Halswirbel-Käfig, der dazu dient, eine intersomatische Arthrodese durchzuführen. Die Platte ist in Bezug auf den Käfig fixiert. Die Platte bildet zwei Zungen, die jeweils eine Öffnung für eine Knochenschraube aufweisen, und welche jeweils parallel zur vorderen Fläche des Fusionskäfigs sind.
- FR-A-2747034 offenbart ein intersomatisches Einstell- und Fusionssystem, welches einen Fusionskäfig und eine Platte umfaßt, welche mit der vorderen Fläche des Fusionskäfigs gleitend verbunden ist, sodaß sie in Bezug auf den Fusionskäfig in eine Oben-Unten-Richtung bewegbar ist. Die Platte bildet zwei Zungen, die jeweils eine Öffnung für eine Knochenschraube aufweisen, und welche jeweils parallel zur vorderen Fläche des Fusionskäfigs sind.
- Die Erfindung verbessert bekannte Wirbelsäulenfusionsgeräte, insbesondere Geräte, die für eine innere Zugangsart zur Wirbelsäule gedacht sind. In einer beispielhaften Ausführungs form umfaßt eine Wirbelsäulenfixierungsanordnung einen Fusionskäfig, an dem eine Platte befestigt ist. Die Platte ist so konfiguriert, daß sie Knochenschrauben aufnimmt, festhält und ausrichtet, wobei sie den Fusionskäfig und die benachbarten Wirbelkörper in einer stabilen Verbindung hält, um die Fusion zu unterstützen.
- Demgemäß stellt die Erfindung in einer Ausführungsform eine Wirbelsäulenfixierungsanordnung bereit, welche umfaßt: einen Fusionskäfig, der eine hintere Fläche, eine vordere Fläche, eine obere Fläche und eine untere Fläche aufweist; eine Platte, welche mit der vorderen Fläche des Fusionskäfigs gleitend verbunden ist, sodaß sie in Bezug auf den Fusionskäfig in eine Oben-Unten-Richtung bewegbar ist, wobei die Platte mindestens eine Zunge mit einer Öffnung zum Aufnehmen einer Knochenschraube aufweist, wobei mindestens eine Zunge in Bezug auf den Fusionskäfig in einer Richtung nach vorne zur vorderen Fläche des Fusionskäfigs angewinkelt ist; und eine Knochenschraube, die einen Kopf und einen Schaft aufweist, wobei der Schaft dimensioniert ist, um durch die Öffnung in der Platte hindurchzugehen, und wobei der Kopf zum Halten der Platte dimensioniert ist, um ein Durchgehen des Kopfes durch die Öffnung in der Platte zu verhindern.
- Der Fusionskäfig kann konvexe obere und untere Flächen aufweisen und kann sich von der vorderen Fläche zur hinteren Fläche verjüngen. Sowohl der Fusionskäfig als auch die Platte können eine Einführwerkzeugführung und Haltemerkmale aufweisen, wie beispielsweise Bohrungen und Einkerbungen. An einer Stelle oder an mehreren Stellen an der unteren und oberen Fläche des Fusionskäfigs können Vorsprünge bereitgestellt sein.
- Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen
- Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Figuren einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen.
-
1 eine Draufsicht auf einen Fusionskäfig gemäß der Erfindung; -
2 eine Ansicht der vorderen Fläche des Fusionskäfigs aus1 ; -
3 eine Seitenansicht des Fusionskäfigs aus1 mit Knochenschrauben; -
4 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Fusionskäfigs gemäß der Erfindung, welche Vorsprünge auf der oberen Fläche des Käfigs aufweist; -
5 eine Ansicht der vorderen Fläche des Fusionskäfigs aus4 ; -
6 eine Seitenansicht des Fusionskäfigs aus4 ; -
7 benachbarte Wirbelkörper, die bei der Vorbereitung für die Einsetzung eines Fusionskäfigs getrennt werden. -
8 einen Abschnitt der Wirbelsäule im Anschluss an die Positionierung des Fusionskäfigs aus1 ; -
9 einen Abschnitt der Wirbelsäule im Anschluss an die Positionierung des Fusionskäfigs aus4 ; -
10 eine Seitenansicht eines Knochenhalterungsvorsprungs gemäß der Erfindung; und -
11 eine Aufsicht auf ein Beispiel für einen Knochenhalterungsvorsprungs. - Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zeigt
1 einen Fusionskäfig gemäß der Erfindung. Der Käfig weist einen Körper10 auf, der in Form und Größe etwa dem Ring- bzw. Annulusanteil einer Bandscheibe entspricht, welche normalerweise zwei Wirbelkörper trennt. Der Körper10 weist Flächen auf, die nach ihrer Ausrichtung in Bezug auf den Patienten benannt sind. Speziell der Körper10 weist eine vordere Fläche12 , eine hintere Fläche14 , eine obere Fläche16 und eine untere Fläche18 (sichtbar in2 ) auf. Der Begriff „Fläche", wie hierin benutzt, dient, außer an Stellen, an denen dies speziell bemerkt wird, nicht dazu, die äußerste Fläche („Stirnfläche" wird dann benutzt) oder eine bestimmte Geometrie (z.B. planar) zu beschreiben. Der Ausdruck „Fläche" bezieht sich eher auf einen allgemeinen Bereich auf verschiedenen Seiten des Körpers10 . Ein Kohlenstofffaserverbundwerkstoff oder anderes strahlendurchlässiges Material ist für die Herstellung des Körpers gut geeignet. - Der Käfig umfaßt weiter eine Platte
20 , welche mit dem Körper10 verbunden sein kann. Titan- oder Kohlenstofffaserverbundwerkstoffe sind gut geeignete Materialien für die Platte20 . Wie in den1 ,2 und3 gezeigt, ist die Platte20 mit der vorderen Fläche12 des Körpers10 für eine vordere Zugangsart zur Wirbelsäule verbunden. Andere Ausführungsformen des Fusionskäfigs sind jedoch so konfiguriert, daß die Platte20 mit dem Körper10 an anderen Stellen verbunden ist als an der vorderen Fläche12 , wie es für eine Zugangsart zur Wirbelsäule von vorne und seitlich oder seitlich erforderlich. ist. - Obwohl die Platte
20 fest mit dem Körper10 verbunden sein kann, sodaß die Platte und der Körper sich in Bezug zueinander nicht bewegen können, so können sie auch so befestigt sein, um eine Bewegung in Bezug zueinander zu ermöglichen. Beispielsweise weist die Platte20 in der erläuterten Ausführungsform einen Zapfen24 auf, der innerhalb einer Nut26 angelegt ist, welche durch den Körper10 gebildet wird, wobei der Zapfen innerhalb der Nut in Ober-Unter-Richtung gleiten kann. - Unter weiterer Bezugnahme auf
1 kann der Fusionskäfig auch ausgestattet sein mit einem ersten und einem zweiten transversalen Element28 beziehungsweise30 , welche die hintere Fläche14 mit der vorderen Fläche12 verbinden. Die transversalen Elemente28 und30 verstärken die strukturelle Integrität des Körpers10 und schaffen eine zusätzliche gewichttragende Fläche. Die transversalen Elemente28 und30 können auch so konfiguriert werden, damit sie einen Führungsweg für das Einsatzwerkzeug des Fusionskäfigs bereitstellen. Beispielsweise liegt der Führungsweg in der erläuterten Ausführungsform zwischen den transversalen Elementen in dem Raum, der mit Bezugszeichen32 versehen ist. Der Führungsweg kann ferner eine Einkerbung oder Vertiefung34 in einer oberen Fläche16 oder einer unteren Fläche18 des Körpers oder beiden oder durch die Platte20 gebildet, wie in2 gezeigt, aufweisen. In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Führungsweg etwa 8 mm breit und etwa 1 mm bis 2 mm unterhalb der oberen/unteren Stirnfläche ausgespart. - Unter Bezugnahme nun auf
2 wird eine Ausführungsform der Platte20 gezeigt, die an der vorderen Fläche12 befestigt ist. In dieser Abbildung sind vier Knochenschraubenlöcher36 ,38 ,40 und42 zu sehen sowie eine Führungsbohrung oder ein Loch44 . Das Führungsloch44 ist mit einer Bohrung46 (in1 gezeigt) in dem Körper10 ausgerichtet. Sowohl das Führungsloch44 als auch die Bohrung46 sind so konfiguriert, daß sie einen Abschnitt eines Einführwerkzeugs (nicht gezeigt) aufnehmen, und sowohl das Führungsloch als auch die Bohrung können mit Werkzeughalterungsmerkmalen, wie beispielsweise Gewinden, ausgestattet sein. Die Knochenschraubenlöcher36 ,38 ,40 und42 können, wie gezeigt, in den Plattenerweiterungen oder den Zungen36' ,38' ,40' und42' angeordnet oder durch diese gebildet sein, wobei die Zungen und der verbleibende Abschnitt der Platte20 in der gleichen Ebene liegen können, oder eine Zunge oder mehrere Zungen kann/können in Bezug auf den verbleibenden Abschnitt der Platte oder in Bezug auf eine der anderen Zungen oder mehrere der anderen Zungen abgewinkelt sein. - Übergehend zu
3 sind die Knochenschrauben46 und48 gezeigt, die jeweils einen Kopf und einen Schaft aufweisen, und welche durch die Löcher in Zunge40' beziehungsweise38' so angeordnet sind, daß der Kopf einer jeden Schraube die jeweilige Zunge hält, um so den Kopf daran zu hindern, durch die Öffnung in der Zunge hindurchzugehen. In einer beispielhaften Ausführungsform sind die Schrauben etwa 3,6 mm im Durchmesser und haben eine Länge von etwa 22 mm. Die Schrauben sind vom Typ „verschließend", damit sie nicht aus den Löchern in der Platte „herausfallen" können. - Weiterhin bezugnehmend auf
3 sind die Zungen38' und40' gezeigt, welche in Bezug auf den verbleibenden Abschnitt der Platte20 angewinkelt sind, sodaß die Schrauben46 und48 in Bezug auf die Medialebene „P" des Körpers10 angewinkelt sind. Der Winkel, der durch die Zunge(n) und die Platte gebildet wird sowie durch die Schraube(n) und die Medialebene wird mit „α" bezeichnet und durch eine bestimmte Situation und eine bestimmte Patientenanatomie bestimmt. Vorzugsweise beträgt der Winkel „α" mindestens etwa 15 °, vorzugsweise beträgt der Winkel nicht mehr als etwa 60 °. Für die meisten Anwendungen beträgt der Winkel „α" etwa 20 °. In anderen Ausführungsformen allerdings sind die Zungen flexibel oder leicht biegbar in Bezug zum verbleibenden Anteil der Platte20 . - In
3 sind auch andere vorteilhafte Merkmale des Fusionskäfigs gezeigt, wie beispielsweise flache bis leicht konvexe untere und obere Stirnfläche18 beziehungsweise16 und ein leicht verjüngtes (etwa 10 °) oder ein keilförmiges Profil, wobei der Körper10 an der vorderen Fläche12 dicker ist als an der hinteren Fläche14 . - Unter Bezugnahme nun auf die
4 wird ein Fusionskäfig mit scharfen Vorsprüngen50 an der oberen Fläche der transversalen Elemente28 und30 gezeigt. Wie in den5 und6 gezeigt, können die Vorsprünge50 auch auf der unteren Fläche der transversalen Elemente28 und30 geschaffen werden. Beispielhafte Vorsprünge haben eine Höhe von 1 mm bis 2 mm. Die10 und11 stellen detailliertere Beispiele für Vorsprünge dar. Wie in10 gezeigt, hat ein beispielhafter Vorsprung50 ein erstes Ende68 und ein zweites Ende70 , und wie in4 gezeigt, ist jeder Vorsprung allgemein in Vorder-Hinter-Richtung ausgerichtet, sodaß das erste Ende näher an der hinteren Fläche14 des Fusionskäfigs liegt und das zweite Ende näher an der vorderen Fläche12 . Ein Vorsprung oder mehrere Vorsprünge kann/können so verjüngt sein, daß das zweite Ende70 größer ist als das erste Ende68 , welches sich glatt mit der Fläche des Käfigs verbindet, auf welcher es gebildet oder befestigt ist. Ebenso kann, wie in4 und11 gezeigt, das zweite Ende70 breiter sein als das erste Ende68 , welches in einer Spitze mündet. - Unter weiterer Bezugnahme auf
10 kann eine hintere Fläche72 während der Herstellung angewinkelt werden, um einen Bereich für Konfigurationen der Vorsprünge zu schaffen. Wenn ein Winkel, der durch die hintere Fläche72 und eine Linie74 gebildet wird durch Überschneidung der gegenüber liegenden Vorsprungseiten76 und78 klein ist (z.B. α1), bildet ein oberer Vorsprungabschnitt80 eine „Spitze", die leicht in den Knochen eindringt, wenn der Vorsprung in Richtung zum zweiten Ende70 bewegt wird. Wenn, wie durch die gestrichelten Linien in10 sowie in11 oben gezeigt wird, der Winkel, welcher durch die hintere Fläche72 und eine Linie74 durch Überschneiden der gegenüber liegenden Vorsprungseiten76 und78 gebildet wird, größer ist (z.B. α2), bildet ein oberer Vorsprungabschnitt80 eine „Spitze", die leicht in den Knochen eindringt, wenn der Vorsprung und der Knochen gegeneinander gepreßt werden, während der Fusionskäfig zwischen zwei Wirbelkörper gepreßt wird. - Der Fusionskäfig der
4 ,5 und6 weist keine Platte20 auf, aber eine Bohrung46 für das Halten eines Einführwerkzeugs sowie einen Führungsweg oder Rille. Zusätzliche Vorteile der Erfindung werden offensichtlich, wenn die Erfindung im Kontext betrachtet wird. -
7 ist eine laterale Ansicht benachbarter Wirbelkörper52 und54 , welche mit einem chirurgischen Einsatz56 , von dem nur der distale Abschnitt sichtbar ist, während der Vorbereitung für die Einführung eines Fusionskäfigs gemäß der Erfindung gespreizt oder voneinander getrennt werden, wobei die Bandscheibe bereits entfernt und der Implantatbereich vorbereitet wurde. -
8 zeigt den Fusionskäfig, der in Bezug auf die1 ,2 und3 oben beschrieben wurde, nachdem er implantiert wurde. Bei dieser Ansicht sind Abschnitte der Wirbelkörper ausgelassen, um das Eindringen der Knochenschrauben58 und60 in die Körper darzustellen. Wichtig ist es, zu beachten, daß die Schraubenköpfe62 und64 glatt oder im Abgleich zur vorderen Stirnfläche66 des Fusionskäfigs ausgerichtet sind, und somit die Wahrscheinlichkeit, daß große Blutgefäße, die entlang der Wirbelsäule verlaufen, verletzt werden, minimiert wird. -
9 zeigt den Fusionskäfig, der oben in Bezug auf4 ,5 und6 beschrieben wurde, nachdem er implantiert wurde. In dieser Ansicht sind Abschnitte der Wirbelkörper ausgelassen, um das Eindringen der Vorsprünge50 in die Wirbelkörper52 und54 darzustellen. Es ist zu beachten, daß die Vorsprünge50 sowohl in der Höhe als auch in der Länge verjüngt sein können. Dadurch ermöglicht die Verjüngung in Kombination mit der Vorder-Hinter-Ausrichtung der Vorsprünge das Einsetzen des Fusionskäfigs zwischen die Wirbelkörper mit minimalem Widerstand aufgrund der Vorsprünge, wodurch die erforderliche Distanz zwischen den Wirbelkörpern, welche gespreizt werden, gering gehalten wird. Auch das angeho bene zweite Ende der Vorsprünge verhindert deutlich die vordere Bewegung des Fusionskäfigs, sobald es zwischen den Wirbelkörpern positioniert ist, während es in den Wirbelknochen „einstößt", wenn der Fusionskäfig in eine vordere Richtung getrieben wird. Mit anderen Worten verstärken die Vorsprünge den Halt und stellen einen Schutz gegen Ausstoßung bereit. - Vor dem Einsetzen eines Fusionskäfigs zwischen den Wirbelkörpern kann der Bereich, der von dem Körper
10 und den transversalen Elementen28 und30 (falls enthalten) umgeben ist, mit Autograft (einem autologen Knochentransplantat) oder Allograft (einem allogenen Knochentransplantat) oder demineralisierter Knochenmatrix (DBM) aufgefüllt werden, um die Fusion zu unterstützen. Die Wirbelkörper fusionieren dann über einen Zeitraum von etwa drei Monaten. - Wie aus der vorhergehenden Beschreibung rasch ersichtlich sein sollte, bietet die Erfindung viele Vorteile. Zum Beispiel ist der Fusionskäfig ausreichend breit und dick, so daß nur ein einziger Käfig benötigt wird, um die entfernte Bandscheibe zu ersetzen. Das Profil sowie die leicht gebogene oder konvexe obere und untere Fläche des Fusionskäfigs kommen der Form einer natürlichen Bandscheibe sehr nahe und bieten eine ausgezeichnete, stabile, gewichttragende Fläche. Die Platte, wenn enthalten, stellt sicher, daß der Körper nicht in seiner Position in der Wirbelsäule verschoben wird und doch rasch über die vordere Zugangsart zugänglich ist. Ferner ermöglicht die Platte, daß Knochenschrauben tief in den Wirbelkörpern eingebettet werden, ohne dabei die harte gewichttragende Kortikalis zu durchbohren oder anderweitig zu verletzten. Sowohl die Platte als auch der Körper weisen Merkmale auf, die ein relativ einfaches Manipulieren und Einsetzen mit geeignet konfigurierten Chirurgenwerkzeugen erlauben.
Claims (17)
- Wirbelsäulenfixierungsanordnung mit: – einem Fusionskäfig (
10 ) mit einer hinteren Fläche (14 ), einer vorderen Fläche (12 ), einer oberen Fläche (16 ) und einer unteren Fläche (18 ); – einer Platte (20 ), welche mit der vorderen Fläche des Fusionskäfigs gleitend verbunden ist, so daß sie in Bezug auf den Fusionskäfig in eine Oben-Unten-Richtung bewegbar ist, wobei die Platte mindestens eine Zunge (36 ) mit einer Öffnung zum Aufnehmen einer Knochenschraube (58 ) bildet, und – einer Knochenschraube mit einem Kopf und einem Schaft, wobei der Schaft dimensioniert ist, um durch die Öffnung in der Platte zu passen, und wobei der Kopf zum Verbinden mit der Platte dimensioniert ist, um ein Durchgehen des Kopfes durch die Öffnung in der Platte zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Zunge in Bezug auf den Fusionskäfig in eine Vorwärts-Richtung zur vorderen Fläche des Fusionskäfigs angewinkelt ist. - Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (
20 ) und der Fusionskäfig (10 ) mittels einer Nut und eines Zapfens miteinander verbunden sind. - Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fusionskäfig eine Medialebene aufweist, welche die untere Fläche (
18 ) von der oberen Fläche (16 ) trennt, um eine untere Seite und eine obere Seite zu bilden und daß die Platte (20 ) eine erste Öffnung (36 ) auf der unteren Seite des Fusionskäfigs und eine zweite Öffnung (42 ) auf der oberen Seite des Fusionskäfigs bildet. - Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte eine erste Zunge (
36' ), welche eine erste Öffnung (36 ) bildet und eine zweite Zunge (42' ), welche eine zweite Öffnung (42 ) bildet, umfaßt. - Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zunge (
36' ) und die zweite Zunge (42' ) flexibel sind. - Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zunge (
36' ) und die zweite Zunge (42' ) in Bezug auf die Platte (20 ) in einem Winkel zwischen 15° und 60° angewinkelt sind. - Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zunge (
36' ) und die zweite Zunge (42' ) in Bezug auf die Platte (20 ) in einem Winkel von etwa 20° angewinkelt sind. - Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Fläche (
16 ) oder die untere Fläche (18 ) konvex sind. - Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fusionskäfig (
10 ) an der vorderen Fläche (12 ) dicker ist als an der hinteren Fläche (14 ). - Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Fusionskäfig (
10 ) mit einem Winkel von 10° von der vorderen Fläche (12 ) zur hinteren Fläche (14 ) verjüngt. - Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Fusionskäfig (
10 ) einen Ring mit einer ersten transversalen Zunge (28 ) und einer zweiten transversalen Zunge (30 ) bildet. - Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich die erste transversale Zunge (
28 ) und die zweite (30 ) transversale Zunge von der vorderen Fläche (12 ) zur hinteren Fläche (14 ) erstrecken. - Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste transversale Zunge (
28 ) im wesentlichen parallel zur zweiten transversalen Zunge (30 ) ist. - Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fusionskäfig (
10 ) eine auf der Medialebene zentrierte und an der vorderen Fläche offene Bohrung (46 ) aufweist. - Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (
20 ) eine sich hierdurch erstreckende Bohrung (44 ) aufweist, welche mit der Bohrung (46 ) des Fusionskäfigs (10 ) ausgerichtet ist. - Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere Vorsprünge (
50 ), welche sich auf der oberen Fläche oder der vorderen Fläche vom Fusionskäfig nach außen erstrecken. - Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vertiefung (
34 ) auf der oberen Fläche (16 ) oder der unteren Fläche (18 ), die sich von der vorderen Fläche (12 ) in Richtung der hinteren Fläche (14 ) erstreckt.
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