DE69102369T2 - Bandscheibenprothese und instrumente für ihre implantation. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft eine Bandscheibenprothese, die als Ersatz für Knorpelscheiben bestimmt ist, die die Verbindung zwischen den Wirbeln der Wirbelsäule gewährleisten, sowie Instrumente für ihre Implantation.
• Bekanntlich neigen Bandscheiben schließlich und endlich dazu, sich aneinanderzudrücken, sich zu verformen, sich zu verschieben und sich sogar einfach zu verbrauchen. Daraus entstehen zahlreiche pathologische Störungen, die starke Schmerzen und eine gewisse Behinderung für die Patienten verursachen.
• Lange Zeit bestanden die einzigen chirurgischen Eingriffsmöglichkeiten, die hauptsächlich die Schmerzen der Patienten erleichtern sollten, in dem einfachen Abtragen der schadhaften Bandscheibe oder in einer Blockierung der Bandscheibe; dies verschaffte dem Patienten vorübergehend Erleichterung und brachte ihm dabei in manchen Fällen eine gewisse funktionelle Behinderung. In den letzten zwanzig Jahren hat man auch mit mehr oder weniger Erfolg auf Prothesen zurückgegriffen, die an die Stelle von Bandscheiben treten sollten, die vollkommen oder teilweise abgetragen wurden.
• Es wurden auf diesem Gebiet zwei Forschungswege verfolgt, wobei der eine darin bestand, die schadhafte Bandscheibe durch eine Kugelscheibe aus verformbarem, aber nicht zusammendrückbarem Material zu ersetzen, die zwischen zwei Platten aus verformbarem, aber nicht zusammendrückbarem Material mit entsprechender kugelförmiger Vertiefung angeordnet wird, wie in dem französischen Patent Nr. 2 372 622 beschrieben, und der andere darin bestand, die schadhafte Bandscheibe durch eine künstliche Bandscheibe aus Verbundstoff zu ersetzen, die im wesentlichen die gleichen mechanischen Eigenschaften besitzt wie die natürliche Bandscheibe, wie in dem französischen Patent Nr. 2 124 815 beschrieben, und zwar durch eine Bandscheibe aus einem textilmaterialverstärkten Elastomer.
• Aus der Kombination dieser beiden Forschungswege entstand eine Prothese wie in der europäischen Patentanmeldung Nr. 0 042 271 beschrieben, deren Gegenstand in der Hauptsache eine zweiteilige Prothese ist, die aus einer halbkugelförmigen Auswölbung bzw. einer halbkugelförmigen Vertiefung besteht, wobei der eine Bestandteil aus Metall und der andere aus Kunststoff (Polyethylen, Polymethacrylat) besteht.
• Ein weiteres Besispiel für Prothesen nach dem bisherigen Stand der Technik ist in EP-A-0 333 990 beschrieben.
• Wenn es mit diesen Bandscheibenprothesen auch möglich ist, einen normalen Abstand zwischen den Wirbeln (7 bis 14 mm) wieder herzustellen und über die Zeit hinweg zu bewahren, so läßt doch ihr Halt in Querrichtung zu wünschen übrig, denn bei dem Verschieben der betroffenen Wirbel gegeneinander ergibt sich ein fortschreitendes Abweichen der Prothese von der geraden Linie, wodurch pathologische Störungen entstehen, die einen raschen chirurgischen Eingriff erfordern. Hauptsächlich bei dem Versuch, dieses Problem zu lösen, wurden bestimmte Bandscheibenprothesen an der Außenseite ihrer Druckplatten mit kleinen Haken versehen, die dazu bestimmt sind, sich in jeden der Wirbel zu versenken, sobald der Chirurg die zuvor ausgeübte Spreizkraft löst, um für das Einsetzen der genannten Prothese einen ausreichenden Abstand zwischen den Wirbeln herzustellen. Diese Art der Verbindung ist jedoch nur dann wirksam, wenn die Wirbel parallel stehen, d.h. wenn die Wirbelsäule keinerlei Biegung erfährt. Es ist leicht verständlich, daß dies andernfalls nicht der Fall sein kann, da die Klammern dann auf der Seite der Biegung gut in ihren Vertiefungen ruhen, jedoch auf der anderen Seite herausrutschen, was eine fortschreitende Verschiebung der Vertiefungen verursacht, wenn das Biegen noch von einer gewissen Drehbewegung begleitet wird. Als Folge entfernt sich die Prothese immer mehr von ihrer idealen Position und wird schließlich herausgestoßen, wobei schwere Störungen entstehen.
• Ferner ist es schwierig, die Kugel elastisch und zugleich nicht zusammendrückbar zu machen, da diese Eigenschaften häufig mit einer bestimmten Abnutzungs- und Fließträchtigkeit einhergehen, was bis heute manche Hersteller von Bandscheibenprothesen zwingt, auf dreiteilige Anordnungen zurückzugreifen, bei denen eine Doppelkugel eingesetzt werden kann, die aus zwei sphärischen Kalotten mit großem Radius besteht, die sich an der Basis gegenüberliegen. Obwohl dabei die Kontaktflächen bedeutend vergrößert werden können, hat jedoch dieser Aufbau den Nachteil, daß die Dicke der Doppelkugel beträchtlich verringert wird und ihr Ausschnappen aus dem Sitz durch Ausstoßen leichter geschehen kann, besonders wenn die Wirbelsäule sich an den betroffenen Wirbeln biegt, da diese Belastung sich in einem Einklemmen der Doppelkugel in der Richtung des Biegens äußert, während das Auseinanderspreizen in der anderen Richtung verstärkt wird.
• Diese Erfindung hat zur Aufgabe, diese Nachteile zu beseitigen. Diese Erfindung, wie sie in Anspruch 1 beschrieben ist, löst das Problem, das darin besteht, eine Bandscheibenprothese auszuführen, bei der einerseits der Druck des oberen Wirbels auf den unteren Wirbel bei jeder beliebigen Neigung der beiden Wirbel zueinander über Elemente mit großer Auflagefläche übertragen wird, die sehr abnutzungsresistent sind und der Gesamtanordnung eine gewisse Geschmeidigkeit verleihen, wobei gleichzeitig die Winkelverschiebung zwischen den betroffenen Wirbeln in Längs- und Querrichtung kontrolliert wird. Dabei sind das obere und das untere Element der Prothese weiterhin ausreichend in ihrer jeweiligen Wirbelplatte verankert, um jede Gefahr des Sich-Lösens zu vermeiden, und dies, ohne daß die Wirbel dadurch zerbrechlicher würden und unter Benutzung einer einfachen, leicht handzuhabenden Instrumentausrüstung.
• Die erfindungsgemäße Bandscheibenprothese ist hautsächlich dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei Platten besteht, die jeweils mit Verankerungsrippen versehen und durch ein Gelenkteil getrennt sind, das aus einer sphärischen Kalotte mit zylindrischer Basis besteht, die in einen zylindrischen Hohlraum mit gleichem Durchmesser hineingepreßt wird, der in der oberen Seite der unteren Platte ausgeführt ist, und daß jede der Platten an der Rückseite Gewindebohrungen aufweist, die symmetrisch beidseits des zylindrischen Hohlraums und parallel zu den Verankerungsrippen angeordnet sind.
• Die Winkelverschiebung der unterenund der oberen Platte zueinander ist durch zwei Flansche mit doppelter Zahnung und mit komplementären Querschnitten, die sich auf dem Umfang der oberen Platte bzw. auf dem Umfang der unteren Platte befinden, begrenzt.
• Der in der unteren Platte ausgeführte Flansch mit doppelter Zahnung nimmt den gesamten Bereich zwischen dem Rand des Hohlraums zum Einsetzen des Gelenkteils und dem Rand der genannten Platte ein, während der in der oberen Platte ausgeführte Flansch mit doppelter Zahnung den gesamten Bereich zwischen dem Rand des halbkugelförmigen Hohlraums, der den Aktionsradius des Gelenkteils gewährleistet, und dem Rand der genannten Platte einnimmt.
• Der Durchmesser (D) des halbzylindrischen Hohlraums, der den Aktionsradius des Gelenkteils gewährleistet, und die geometrischen Eigenschaften der Flansche mit doppelter Zahnung, des oberen und des unteren, sind so festgelegt, daß wenn sich die Flansche ineinander verzahnen, die maximale Winkelverschiebung α der Platten zueinander derjenigen entspricht, die natürlicherweise zwischen zwei Wirbeln besteht, d.h. ca. 15º.
• Die doppelte Zahnung der oberen Platte wird durch die Verbindung einer ringförmigen Fläche, die zur Basis der genannten Platte hin von deren Rand aus mit einem Winkel β von ca. 10º geneigt ist, mit einer weiteren ringförmigen Fläche, die sich von dem Rand des halbkugelförmigen Hohlraums aus in einem Winkel δ von ca. 70º zur Basis der Platte erstreckt, gebildet.
• Der Flansch mit doppelter Zahnung der unteren Platte wird durch die Verbindung einer ringförmigen Fläche, die mit der Basis der genannten Platte einen Winkel τ von ca. 20º bildet, mit einer weiteren ringförinigen Fläche, die sich von dem Rand des zylindrischen Hohlraums aus in einem Winkel Γ von ca. 60º zur Basis der Platte erstreckt, gebildet.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Basis des Gelenkteils mit dem Boden ihres zylindrischen Einsetz-Hohlraums mittels eines Rings aus elastischem Material auf, dessen Durchmesser (d) kleiner ist als der Durchmesser (D) des Gelenkteils; das genannte Gelenkteil besteht aus Polyethylen, die Platten sind aus Titan oder einer Titanlegierung hergestellt, und ihre Kontaktflächen gegenüber den Wirbeln werden zuvor einer Plasmabehandlung unterzogen, die die Osteosynthese unterstützen soll.
• Die Verankerungsrippen der Platten zur Verankerung in der Basis der Wirbel verjüngen sich und weisen an ihrem Ende ein "Sägezähne"-Relief auf, bei dem die Oberkante der Zähne in der Richtung des Einführens der Rippen in ihre Aussparungen nach vorne geneigt ist.
• Die Breite (l) der Aussparungen ist etwas geringer als die Stärke (E) der Rippen, an ihrer Basis gemessen.
• Die erfindungsgemäßen Instrumente für die Implantation der Prothese sind dadurch gekennzeichnet, daß sie im Prinzip aus
• - einem Schablonensatz zum Spreizen und Aussparen der Wirbel,
• - einem Osteotomie-Meißel zur Ausführung der Aussparungen,
• - einer Prothesenschlageinrichtung mit eingebauter Schlagplatte,
• - einem Werkzeug zur Betätigung der Schablonen, der Prothesenschlageinrichtung und des Osteotomie-Meißels,
• - einer Zange zum Einsetzen der Prothese,
• - einem Prothesenextraktor
• bestehen, wie in Anspruch 14 beschrieben.
• Die Schablonen zum Spreizen und Aussparen bestehen aus einer Platte mit passender Stärke, die die gleiche Form und den gleichen Raumbedarf hat wie die entsprechenden Platten der Prothese, wobei sie vorne abgerundete Kanten und von hinten nach vorne eine in der Längsmittelebene der Platte befindliche Gewindebohrung mit den gleichen Abmessungen wie das Gewindeende der Schablonen- und Schlageinrichtungshalterstange sowie vier Nuten, die einander paarweise gegenüberliegend beidseitig der Längsmittelebene der Platte symmetrisch in einem Abstand angeordnet sind, der genau dem zwischen den Verankerungsrippen jeder Platte entspricht, aufweist. Die Länge der Nuten ist so festgelegt, daß die Eindringtiefe des Osteotomie-Meißels auf ein für das Verankern und exakte Positionieren jeder Platte genau ausreichendes Maß begrenzt wird. Dabei weist der genannte Meißel ferner einen Absatz auf, der sein Eindringen in Längsrichtung auf eine Tiefe begrenzt, die der Länge der Nuten entspricht.
• Die Prothesenschlageinrichtung besteht aus einem quaderförmigen Gewindestück aus einem weichen Material, dessen eines, vom Gewinde abgewandtes Ende entsprechend der Form der Prothese geformt ist und dessen anderes Ende mit einer Schlagplatte aus hartem Material versehen ist.
• Das Werkzeug zur Betätigung der Schablonen, der Prothesenschlageinrichtung und des Osteotomie-Meißels besteht im Prinzip aus einer Metallstange, deren eines Ende entsprechend den Magen der Gewindeöffnung der Nutenschablonen, der Prothesenschlageinrichtung und des Absatzes des Osteotomie- Meißels mit einem Gewinde versehen ist, und deren anderes Ende einen Antriebsvierkant aufweist, vor dem sich eine halbkreisförmige Auskehlung befindet und auf dem eine Halterung sitzt, die mit Hilfe eines Stößels einziehbar ist, der durch eine Feder nach außen vorgespannt ist und die Verriegelung und Entriegelung über einen in einem länglichen Sitz beweglichen zylindrischen Keil gewährleistet. Dabei wird das Verriegeln und Entriegeln mit Hilfe von zwei in dem Stößel ausgeführten tangentiellen Rillen mit unterschiedlicher Tiefe erzielt.
• Die Zange zum Einsetzen der Prothese besteht aus Griffen, die normalerweise durch eine Feder gespreizt werden und jeweils mit einem Vorsatzstück versehen sind, das an die Form der Platten der Prothese angepaßt ist, und die zwei Stangen aufweisen, die dazu bestimmt sind, in das Innere der Öffnungen einzudringen, die zu diesem Zweck in den Platten vorgesehen sind.
• Der Prothesenextraktor besteht aus vier parallelen Stangen mit geriffeltem Betätigungsknopf und mit einem Gewindeende, die in einer gemeinsamen Betätigungsplatte beweglich angebracht sind, welche auch als Einbauschablone für das Gewindeende der Stangen in den Gewindebohrungen der Protheseplatten sowie als Schlagelement dient.
• Die mit dieser Erfindung erzielten Vorteile bestehen im wesentlichen darin, daß die Prothese ohne Gefahr des Verschiebens, des plastischen Fließens oder des ungewollten Herausschnappens ständig in ihrer idealen Position gehalten wird, und zwar insbesondere vermittels der Verankerung jeder der Platten mit Hilfe von zwei Rippen, die den festen Halt gegen Verdrehen und gegen Querbewegung gewährleisten, indem sie eine größere Kontaktfläche mit dem Knochen bieten und jedes Ausstoßen nach hinten verhindern, da die Aussparungen die hintere Kortikale des Wirbels nicht überschreiten, sowie jedes Ausstoßen nach vorne verhindern, da die Rippen an ihren Enden Zähne mit geeigneter Form aufweisen, die sich in den Boden der Nuten setzen, sowie auch vermittels der Tatsache, daß eine gewisse Osteosynthese mit dem Metall der Platten (Titan) stattfindet, die durch die vorherige Plasmabehandlung verstärkt wird, vermittels der Begrenzung der Bewegung auf ca. 15º durch die Flansche mit doppelter Zahnung, die Anschläge bilden, und vermittels der Art der Implantation des Gelenkteils in der unteren Platte.
• Die Implantation dieser Prothese erfolgt mit Hilfe von einfachen Mitteln, mit denen weder eine falsche Interpretation noch schlechte Formgebung bei der Ausführung der Verankerungsaussparungen und beim Einsetzen der Platten passieren kann.
• Weitere Merkmale und Vorteile gehen aus der folgenden Beschreibung einer erfindungsgemäß ausgeführten Bandscheibenprothese sowie der Instrumente für ihr Einsetzen hervor, die als nicht einschränkendes Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben wird, wobei
• - Fig. 1 eine Vorderansicht im Längsschnitt von der Prothese zwischen zwei im Teilschnitt dargestellten Wirbeln zeigt,
• - Fig. 2 eine Draufsicht der Prothese zeigt,
• - Fig. 3 eine Seitenansicht der Prothese zwischen zwei im Teilschnitt dargestellten Wirbeln zeigt,
• - Fig. 4 eine Vorderansicht einer Einbau- und Aussparungsschablone zeigt,
• - Fig. 5 eine Draufsicht einer Einbau- und Aussparungsschablone am Ende der Stange des Betätigungswerkzeugs (gestrichelt) zeigt,
• - Fig. 6 eine Seitensicht einer Einbau- und Aussparungsschablone am Ende der Stange des Betätigungswerkzeugs (gestrichelt) zeigt,
• - Fig. 7 eine Vordersicht einer Prothesenschlageinrichtung am Ende der Stange des Betätigungswerkzeugs (gestrichelt) zeigt,
• - Fig. 8 eine Ansicht des Betätigungswerkzeugs im Längsschnitt zeigt,
• - Fig. 9 eine Draufsicht des Betätigungswerkzeugs im Schnitt in der Ebene A-A zeigt,
• - Fig. 10 eine Seitenansicht der Zange zum Einsetzen der Prothese zeigt,
• - Fig. 11 eine Draufsicht der Zange zum Einsetzen der Prothese zeigt,
• - Fig. 12 eine Draufsicht des Prothesenextraktors zeigt,
• - Fig. 13 eine Vorderansicht des Prothesenextraktors zeigt,
• - Fig. 14 eine Draufsicht des Osteotomie-Meißels zeigt,
• - Fig. 15 eine Seitenansicht des Osteotomie-Meißels zeigt,
• - Fig. 16 eine Vorderansicht des Osteotomie-Meißels zeigt.
• Die Figuren 1 bis 3 zeigen eine Prothese 100 für Bandscheiben 400 und 410, die im wesentlichen aus zwei Platten 110 und 120 besteht, die jeweils mit Verankerungsrippen 1110, 1210 versehen und durch ein Gelenkteil 20 getrennt sind, das aus einer sphärischen Kalotte 21 mit zylindrischer Basis 22 besteht, die unter Zwischenlegen eines elastischen Rings 30 mit dem Durchmesser (d) in einen zylindrischen Hohlraum 122 mit gleichem Durchmesser (D) hineingepreßt wird, der in der oberen Seite der unteren Platte 120 ausgeführt ist, wobei die genannten Platten 110, 120 Gewindebohrungen 115, 116 und 125, 126 aufweisen, die symmetrisch beidseits des zylindrischen Hohlraums 122 angeordnet sind, sowie Flansche mit doppelter Zahnung 113 und 123, die komplementäre Querschnitte haben und durch die Verbindung einer zurückspringenden, ringförmigen Fläche 112, die vom Rand weg in einem Winkel β von ca. 10º geneigt ist, mit einer weiteren ringförmigen Fläche 114, die sich von dem Rand des halbkugelförmigen Hohlraums 117 aus in einem Winkel δ von ca. 70º zur Basis der oberen Platte 110 erstreckt, sowie durch die Verbindung einer ringförmigen Fläche 124, die mit der Basis der unteren Platte 120 einen Winkel τ von ca. 20º bildet, mit einer weiteren ringförmigen Fläche 127, die sich von dem Rand des zylindrischen Hohlraums 122 aus in einem Winkel Γ von ca. 60º zur Basis der unteren Platte 120 erstreckt, gebildet werden.
• Die Verankerungsrippen 1110 und 1210 verjüngen sich und weisen an ihrem Ende ein "Sägezähne"-Relief 1111 und 1211 auf, wobei die Zähne nach vorne in die Richtung des Einführens in die Aussparungen 401 und 411 geneigt sind, welche mit einem Osteotomie-Meißel 90 und mit Hilfe der im folgenden beschriebenen Schablone 50 zuvor in den Wirbeln 400, 410 ausgeführt wird.
• Die erfindungsgemäßen Schablonen zum Spreizen und Aussparen 50, die in den Figuren 4 und 6 dargestellt sind, und die einen Satz verschiedener Abmessungen bilden, bestehen aus einer Platte mit der gleichen Stärke, der gleichen Form und dem gleichen Raumbedarf wie die Platten 110 und 120 der Prothese 100, sie weisen vorne abgerundete Ecken 51 und von hinten nach vorne eine Gewindebohrung 52 auf, die die Befestigung des Einsetz-Werkzeugs an dem Gewindeende 71 der Stange 70 ermöglichen soll. Die genannten Schablonen weisen vier Nuten 53, 54, 55, 56 auf, die in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der dem zwischen den Verankerungsrippen 1110 und 1210 der Platten 110 und 120 entspricht; die Länge der Nuten 53, 54, 55, 56 ist so festgelegt, daß die Eindringtiefe des Osteotomie-Meißels 90 auf ein für das exakte Verankern jeder der Platten 110, 120 genau ausreichendes Maß begrenzt wird; wobei das Messer 91 des genannten Meißels 90 einen Absatz 92 aufweist, der sein Eindringen auf die Länge der Nuten 53, 54, 55, 56 begrenzt, deren Ende im wesentlichen mit der hinteren Kortikalen der Wirbel übereinstimmen muß.
• Die erfindungsgemäße Prothesenschlageinrichtung 60, die in Fig. 7 dargestellt ist, besteht im Prinzip aus einem quaderförmigen Teil aus einem weichen Material, dessen eines Ende 61 entsprechend der Form der Außenkante der Platten 110, 120 geformt ist und dessen anderes Ende mit einer Gewindebohrung 62 versehen ist, die das Einschrauben des Endes 71 der Werkzeugstange 70 ermöglicht, und weist eine angebaute Schlagplatte 63 aus hartem Material auf.
• Das Werkzeug zur Betätigung der Schablonen 50, der Prothesenschlageinrichtung 60 und des Osteotomie-Meißels 90, das in den Figuren 8 und 9 dargestellt ist, besteht im Prinzip aus einer Metallstange 70, deren Ende 71 entsprechend den Maßen der Gewindeöffnungen 52 und 62 der Schablonen 50 und der Prothesenschlageinrichtung 60 mit einem Gewinde versehen ist.
• Das andere Ende dieser Stange weist einen Antriebsvierkant 72 mit der Halterung 74 auf, die sich mittels der an der Stange unter dem Antriebsvierkant 72 ausgeführten halbkreisförmigen Auskehlung 73 und mittels eines beweglichen zylindrischen Keils 77, der in einer länglichen, in der Halterung 74 ausgeführten Vertiefung 78 sitzt, der Stange anpaßt; wobei der genannte Keil 77 mit Hilfe eines Stößels 75 nach außen durch eine Feder 76 vorgespannt werden kann, die am Boden der Auskehlung 73 der Stange verriegelt oder ganz von dieser freigegeben wird, je nachdem, ob ein Druck auf die Achse des genannten Stößels 75 ausgeübt wird; wobei hierzu Rillen mit unterschiedlichen Tiefen 751 und 752 tangential am Stößel 75 ausgeführt wurden. Die Halterung 74 weist in ihrem oberen Teil ein Schlagansatzstück 79 auf, mit dem auf die Stange 70 in deren Achse unmittelbar Schläge ausgeführt werden können.
• Die Zange zum Einsetzen 80 der Prothese, die in den Figuren 10 und 11 dargestellt ist, besteht ihrerseits aus Griffen 810 und 820, die normalerweise durch eine Feder 83 auseinandergespreizt gehalten werden und deren Spitzen jeweils mit einem Vorsatzstück 811, 821 versehen sind, das an die Form der Platten 110, 120 der Prothese angepaßt ist, und die zwei Stangen 812, 813 und 822, 823 aufweisen, die dazu bestimmt sind, in das Innere der Öffnungen 115, 116 und 125, 126 einzudringen, die zu diesem Zweck in den Platten vorgesehen sind. Die genannten Bohrungen wurden daher nur über einen Teil ihrer Tiefe, ausgehend vom Boden, mit einem Gewinde versehen; dieser Gewindeteil dient dabei nur dem Herausziehen mittels des Extraktors, der nun beschrieben wird.
• Die in den Fig. 10 und 11 gezeigte Zange 80 zum Einsetzen der Prothese ist ihrerseits aus zwei Schenkeln 810 und 820, die durch eine Feder 83 normal auseinandergespreizt gehalten werden und deren Backen jeweils mit einem Ansatz 811, 821 versehen sind, der der form der Platten 110, 120 der Prothese angepaßt ist und zwei Stäbe 812, 813 und 822, 823 trägt, die dazu bestimmst sind, in das Innere der zu diesem Zwecke in den Platten vorgesehenen Öffnungen 115, 116 und 125, 126 einzudringen, gebildet. Die Öffnungen sind folglich nur auf einem Teil ihrer Tiefe von unten beginnend mit einem Gewinde versehen, diese mit einem Gewinde versehene Strecke dient hierbei nur als Rückweg unter Zuhilfenahme des Extraktors, der im folgenden beschrieben wird.
• Dieser Prothesenextraktor 900, der in den Figuren 12 und 13 dargestellt ist, besteht aus vier Stangen 910, 920, 930, 940, deren eines Ende 912, 922, 932 und 942 entsprechend den Maßen der Gewindebohrungen der Prothese mit einem Gewinde versehen ist und deren andere Enden geriffelte Betätigungsknöpfe 911, 921, 931, 941 aufweisen, die in einer Platte 950 beweglich angebracht sind, welche eine Querstrebe und ein Schlagelement bildet.
• Bezugnehmend nun auf die Figuren 14, 15 und 16 ist zu bemerken, daß der Osteotomie-Meißel 90 im Prinzip aus einer Befestigungseinrichtung 93 mit einer Gewindebohrung 94 mit den Maßen des Gewindeendes 71 der Stange 70 des Betätigungswerkzeugs besteht, die sich in einem Messer 91 mit einem Absatz 92 zur Begrenzung des Eindringens fortsetzt. Das Messer 91 verjüngt sich zu dem vom Absatz 92 abgewandten Rand hin. Die Länge (L) des Rückens 95 des aktiven Messerteils ist etwas geringer als die Stärke (E) der Rippen 1110, 1210, gemessen an ihrer Basis, und zwar um ein bestimmtes Festklemmen nach dem Einsetzen in die Aussparungen 401, 411 zu erzielen, die unter Verwendung der Schablone 50 und des Osteotomie-Meißels 90 ausgeführt werden.
• Das erfindungsgemäße Verfahren zur Betätigung der Instrumente für die Implantation der Bandscheibenprothese besteht darin, die folgenden Arbeitsschritte in ihrer Reihenfolge auszuführen:
• - Enfernen der schadhaften Bandscheibe unter Verwendung der klassischen Verfahren und Instrumente,
• - Auseinanderspreizen der Wirbel, um eine Schablone 50, die entsprechend den Besonderheiten der betroffenen Wirbel 400, 410 ausgesucht wird, einsetzen zu können,
• - Ausführen der Ausparungen 401, 411 für das Verankern der Platten 110, 120 in den Wirbeln 400, 410 mit Hilfe der Rippen 1110, 1210. Dieses Aussparen erfolgt unter Verwendung des Osteotomie-Meißels 90, der dazu auf das Gewindeende 71 der Stange des Betätigungswerkzeuß geschraubt wird; wobei der genannte Meißel nach und nach in die Nuten 53, 54, 55 und 56 eingeführt wird, indem dessen Messer 91 mit dem Rücken 95 gegen den Boden der genannten Nuten gehalten wird, damit der verjüngte Teil an den betroffenen Wirbel 400 oder 410 geführt wird und der Absatz 92 des Messers dessen Eindringen über die für die Implantation der Verankerungsrippen 1110, 1210 unbedingt notwendige Länge hinaus verhindert, wobei diese Länge so festgelegt ist, daß die Rippen an der hinteren Kortikalen des Wirbels in Anschlag kommen, um jegliche Gefahr des Ausstoßens der Prothese nach hinten zu beseitigen,
• - Herausnehmen der Schablone 50 nach Ausführen aller oberen und unteren Aussparungen, wobei der Spreizabstand zwischen den Wirbeln 400, 410 gehalten wird, damit die Prothese 100 eingesetzt werden kann,
• - Einsetzen der Prothese 100 zwischen die Wirbel 400, 410 unter Verwendung der Zange zum Einsetzen 80, deren vier Stangen 812, 813 und 822, 823 zuvor in die Öffnungen 115, 116 und 125, 126 der Protheseplatten 110 und 120 eingesetzt wurden. Das vollständige Einsetzen der Rippen 1110, 1210 in ihre Aussparungen kann dabei erleichtert werden, indem ein Druck oder Stöße auf das Ende einer der Griffe 820 der Zange ausgeübt werden, die zu diesem Zweck verlängert und geformt wurde, indem insbesondere das Vorsatzstück 821 vorgesehen wird, das in Verlängerung des genannten Griffs 820 die Stangen 822, 823 hält,
• - Lösen der Spreizkraft, die auf die Wirbel 400, 410 ausgeübt wurde, um den vollkommenen Sitz des Gelenkteils 20 in dem halbkugelförmigen Hohlraum 117 der oberen Platte 110, der oberen und unteren Platte 110 und 120 an den Wirbeln 400, 410 und des Endes der Zähne 1111 der Rippen 1110 und 1210 am Boden der Aussparungen 401 und 411 zu erhalten, wodurch in Anbetracht der Form der Zähne jede Gefahr des Ausstoßens der Prothese nach vorne beseitigt wird.
• Bestimmte Umstände können dazu führen, daß die Prothese herausgenommen wird, um sie zu ersetzen; dies kann durchgeführt werden, indem folgendermaßen vorgegangen wird:
• - Aufspreizen der Wirbel 400, 410 mit Hilfe einer herkömmlichen Spreizvorrichtung, um den auf die Prothese ausgeübten Druck zu unterdrücken und das Abheben von ihren Platten 110, 120 zu erleichtern,
• - Befestigen des Prothesenextraktors 900 durch Einschrauben der Gewindeenden der Stangen 910, 920, 930 und 940, nachdem diese in die dazu in der Verbindungsplatte 950 vorgesehenen Bohrungen eingesetzt wurden, in die Gewindebohrungen 115, 116, 125, 126, die in den Platten 110 und 120 der Prothese 100 vorhanden sind, um durch Schläge unter die geriffelten Betätigungsknöpfe 911, 921, 931 und 941 über die zwischenliegende Platte 950 das Ablösen der Platten und das Herauslösen der Rippen 1110, 1210 aus ihren Aussparungen 401, 411 zu erreichen,
• - das Einsetzen der neuen Prothese erfolgt dann wie oben für das Einsetzen der Originalprothese angegeben.
• Die erfindungsgemäße Bandscheibenprothese mit den Instrumenten für ihre Implantation ist hauptsächlich für die Wirbelsäulenchirurgie bestimmt.

Claims (20)

1. Bandscheibenprothese, dadurch gekennzeichnet daß sie hauptsächlich aus zwei Platten besteht (110, 120), die jeweils mit Verankerungsrippen (1110, 1210) versehen und durch ein Gelenkteil (20) getrennt sind, das aus einer sphärischen Kalotte (21) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die sphärische Kalotte (21) eine zylindrische Basis (22) besitzt, die in einen zylindrischen Hohlraum (122) mit gleichem Durchmesser eingesetzt ist, der in der oberen Seite der unteren Platte (120) ausgeführt ist, und daß jede einzelne Platte (110, 120) auf der Rückseite Gewindebohrungen (115, 116, 125, 126) aufweist, die symmetrisch beidseits des zylindrischen Hohlraums (122) und parallel zu den Verankerungsrippen (1110, 1210) angeordnet sind.

2. Bandscheibenprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die winkelförmige Aussparung der unteren (120) und oberen (110) Platten durch zwei Flansche mit doppelter Zahnung (113, 123) mit einander ergänzendem Querschnitt begrenzt sind, die sich jeweils auf dem Umfang der oberen Platte (110) und auf dem Umfang der unteren Platte (120) befinden.

3. Bandscheibenprothese nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch mit doppelter Zahnung (123) in der unteren Platte (120) den gesamten Teil einnimmt, der sich zwischen dem Rand des zylindrischen Hohlraums (122) des Gelenkteils (20) und dem Rand der Platte (120) befindet.

4. Bandscheibenprothese nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch mit doppelter Zahnung (113) in der oberen Platte (110) den ganzen Teil einnimmt, der sich zwischen dem Rand des halbrunden Hohlraumes (117) und dem Rand der Platte (110) befindet, wobei er den Aktionsradius des Gelenkteils (20) sichert.

5. Bandscheibenprothese nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (D) des zylindrischen Hohlraumes (122), der den Aktionsradius des Gelenkteils (20) sichert, und die geometrischen Eigenschaften des oberen (113) und des unteren (123) Flansches mit doppelter Zahnung derart festgelegt sind, daß wenn die Flansche (113, 123) sich ineinander verzahnen, die maximale relative Winkelverschiebung alpha der Platten (110, 120) derjenigen entspricht, die zwischen zwei Wirbeln natürlicherweise existiert.

6. Bandscheibenprothese nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch mit doppelter Zahnung (113) der oberen Platte (110) aus der Verbindung einer ringförmigen Fläche (112) gebildet ist, die zu der Basis der Platte (110) in einem Winkel beta von ca. 10º gegenüber dem Rand der Platte geneigt ist, und einer weiteren ringförmigen Fläche (114), ausgehend vom Rand des halbrunden Hohlraumes (117), wobei ein Winkel delta von ca. 70º gegenüber der Basis der Platte (110) gebildet wird.

7. Bandscheibenprothese nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch mit doppelter Zahnung (123) der unteren Platte (120) aus der Verbindung einer ringförmigen Fläche (124) mit einem Winkel theta von ca. 20º gegenüber der Basis der Platte (120) und von einer weiteren ringförmigen Fläche (127) gebildet ist, ausgehend vom Rand des zylindrischen Hohlraumes (122), wobei ein Winkel gamma von ca. 60º gegenüber der Basis der Platte (120) gebildet wird.

8. Bandscheibenprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (22) des Gelenkteils (20) auf dem Boden des zylindrischen Hohlraumes (122) mittels eines Rings aus elastischem Material (30) aufliegt, dessen Durchmesser (d) kleiner ist als der (D) der Basis (22) des Gelenkteils (20).

9. Bandscheibenprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungsrippen (1110, 1210) der Platten (110, 120) an der Basis der Wirbel (400, 410) verjüngt sind und an ihrem Ende ein Relief mit "Saßgezähnen" (1111, 1211) bilden.

10. Bandscheibenprothese nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberkante der Zähne in derjenigen Richtung nach vorne geneigt ist, in der die Verankerungsrippen in ihre Aussparungen (401, 411) eingeführt werden.

11. Bandscheibenprothese nach Anspruch 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke (E) der Rippen (1110, 1210) an ihrer Basis etwas größer ist als die Breite (l) der zuvor in den Wirbeln (400, 410) ausgeführten Aussparungen (401, 411).

12. Bandscheibenprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (110, 120) und ihre Rippen (1110, 1210) aus Titan oder Titanlegierung hergestellt sind, wobei alle Flächen, die mit den Wirbeln in Kontakt kommen, auf der Oberfläche mit Plasma behandelt werden.

13. Bandscheibenprothese nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkteil (20) aus Polyethylen hergestellt ist.

14. Vorrichtung für die Implantation der Prothese nach einem der obengenannten Ansprüche, umfassend eine Zange (80) zum Einsetzen der Prothese, dadurch gekennzeichnet, daß sie besteht aus:

- einem Schablonensatz zum Spreizen (50) und Aussparen der Wirbel,

- einem Osteotomie-Meißel (90) zur Ausführung der Aussparungen (401, 411),

- einer Prothesenschlageinrichtung (embout impacteur) (60) mit eingebauter Schlagplatte (63),

- einem Werkzeug zur Betätigung der Schablone (50), der Prothesenschlageinrichtung (embout impacteur) (60) und des Osteotomie- Meißels (90),

- einem Prothesenextraktor (900).

15. Vorrichtung für die Implantation nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnete daß die Spreiz- und die Aussparungsschablone (50) aus einer Platte passender Dicke bestehen, mit der gleichen Form und dem gleichen Platzbedarf wie die entsprechenden Platten (100, 120) der Prothese (100), wobei sie an der Vorderseite abgerundete Kanten (51) und von hinten nach vorne eine Gewindebohrung (52) mit den gleichen Abmessungen wie das Gewindeende (71) der Stange (70) des Werkzeuges für die Betätigung der Schablonen (50) und der Schlageinrichtung (60) besitzen, die sich in der Längsmittelebene der Platte befindet, sowie vier Nuten (53, 54, 55, 56), die paarweise symmetrisch beidseitig der Längsmittelebene der Platte in einem Abstand angeordnet sind, der genau demjenigen der Verankerungsrippen (1110, 1210) jeder Platte (110, 120) entspricht.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Nuten (53, 54, 55, 56) so festgelegt ist, daß der Osteotomie-Meißel (90) gerade so tief eindringen kann, daß die Verankerung und die exakte Positionierung jeder Rippe (1110, 1210) möglich ist, entsprechend der hinteren Rindenschicht des Wirbels.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Einschlagstück (embout impacteur) der Prothesen aus einem Gewindestück in Form eines Parallelepipedes aus weichem Material besteht, wobei eines der Enden, das dem Gewindeteil (62) gegenüberliegt, entsprechend der Form der Platten (110, 120) der Prothese geformt ist und das andere Ende mit einer Schlagplatte (63) aus hartem Material versehen ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug zur Betätigung der Schablonen, des Einschlagstückes (embout impacteur) für Prothesen und des Meißels für die Osteotomie hauptsächlich aus einer Metallstange (70) gebildet ist, deren eines Ende (71) entsprechend der Größe ihr Gewindebohrung der Aussparungseinrichtungen, dem Einschlaggstück (embout impacteur) und der Befestigungseinrichtung (93) des Meißels (90) mit einem Gewinde vershen ist, und deren anderes Ende einen Antriebsvierkant (72) aufweist, der in einem vorderen Teil eine halbkreisförmige Auskehlung (73) besitzt, und auf dem eine Halterung (74) mit Schlagansatzstück (79) angebracht ist, die mit Hilfe eines Stößels (75) einziehbar ist, welcher mittels einer Feder (76) vorgespannt wird, und mittels eines beweglichen zylindrischen Keils (77), der in einer länglichen Vertiefung (78) sitzt, die Verbindung der Halterung (74) mit der Stange (70) mit Hilfe der halbkreisförmigen Auskehlung (73) und tangentialer Rillen (751, 752), die unterschiedlich tief in dem Stößel (75) ausgeführt sind, sichert.

19. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zange zum Einsetzen (80) der Prothese (100), deren Griffpaar (810, 820) normalerweise durch eine Feder (83) gespreizt ist, mit Vorsatzstücken (811, 821) versehen ist, die an die Form der Platten (110, 120) der Prothese (100) angepaßt sind, wobei jede zwei Stangen (821, 813 und 822, 823) enthält, die dazu bestimmt sind, in das Innere der Öffnungen (115, 116, 125, 126) einzudringen, die zu diesem Zweck in den Platten (110, 120) vorgesehen sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Prothesenextraktor aus vier Stangen (910, 920, 930, 940) mit geriffeltem Betätigungsknopf (911, 921, 931, 941) und mit einem Gewindeende (912, 922, 932, 942) besteht, die in Öffnungen, die in eine gemeinsame Betätigungsplatte (950) gebohrt sind, beweglich eingesetzt sind, wobei sie als Positionierungsschablone für die Gewindebohrungen, die zu diesem Zweck in den Platten vorgesehen sind und für die Schlagvorrichtung dienen.