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EP2367488A1 - Implantatsystem zum stabilisieren von knochen - Google Patents

Implantatsystem zum stabilisieren von knochen

Info

Publication number
EP2367488A1
EP2367488A1 EP09764748A EP09764748A EP2367488A1 EP 2367488 A1 EP2367488 A1 EP 2367488A1 EP 09764748 A EP09764748 A EP 09764748A EP 09764748 A EP09764748 A EP 09764748A EP 2367488 A1 EP2367488 A1 EP 2367488A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
implant system
further part
connecting rod
implant
elongated body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09764748A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Meinrad Fiechter
Friedrich Magerl
Ronald Wieling
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sepitec Foundation
Original Assignee
Sepitec Foundation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sepitec Foundation filed Critical Sepitec Foundation
Priority to EP09764748A priority Critical patent/EP2367488A1/de
Priority to EP13191415.2A priority patent/EP2705802A3/de
Publication of EP2367488A1 publication Critical patent/EP2367488A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws or setting implements
    • A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
    • A61B17/70—Spinal positioners or stabilisers, e.g. stabilisers comprising fluid filler in an implant
    • A61B17/7001—Screws or hooks combined with longitudinal elements which do not contact vertebrae
    • A61B17/7002—Longitudinal elements, e.g. rods
    • A61B17/7019—Longitudinal elements having flexible parts, or parts connected together, such that after implantation the elements can move relative to each other
    • A61B17/7031—Longitudinal elements having flexible parts, or parts connected together, such that after implantation the elements can move relative to each other made wholly or partly of flexible material
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    • A61B17/70—Spinal positioners or stabilisers, e.g. stabilisers comprising fluid filler in an implant
    • A61B17/7001—Screws or hooks combined with longitudinal elements which do not contact vertebrae
    • A61B17/7035—Screws or hooks, wherein a rod-clamping part and a bone-anchoring part can pivot relative to each other
    • A61B17/7037—Screws or hooks, wherein a rod-clamping part and a bone-anchoring part can pivot relative to each other wherein pivoting is blocked when the rod is clamped
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B2017/00831—Material properties
    • A61B2017/00902—Material properties transparent or translucent
    • A61B2017/00915—Material properties transparent or translucent for radioactive radiation
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B2017/00831—Material properties
    • A61B2017/00902—Material properties transparent or translucent
    • A61B2017/00915—Material properties transparent or translucent for radioactive radiation
    • A61B2017/0092—Material properties transparent or translucent for radioactive radiation for X-rays

Definitions

  • the invention relates to an implant system for stabilizing bones, comprising a component having an elongated body having at least one portion to which it is connectable to a portion thereof, such as a pedicle screw or a staple.
  • Such implant systems are used, for example, to stabilize portions of the spine.
  • These systems include an elongated body formed as a rod or plate which is anchored in vertebral bodies with at least two pedicle screws.
  • said rods are known in numerous designs and disclosed, for example, in US Pat. No. 5,474,555 and EP-A-0 746 255.
  • said rods each form components and the pedicle screws fasteners.
  • the rods are made of titanium, implant steel, or another biocompatible metal. Disadvantages of these are the lack of X-ray transparency and the formation of artifacts. For some applications, the modulus of elasticity is too high.
  • rods or plates made of plastic in particular PEEK and carbon fiber reinforced PEEK. These are X-ray transparent and produce no artifacts. In addition, they usually have an E-modulus close to that of bone. However, the strength and hardness are often 2x1 low. Another disadvantage is the abrasion on the attachment sections, which may contain parts of fibers or the matrix.
  • WO 2006/118866 a fixation system has become known which has a rod which is made of metal and plastic.
  • the rod should have the advantage that its flexural strength and its modulus of elasticity can be changed by appropriate different design of the two materials.
  • the disadvantage here too is the lack of X-ray transparency.
  • Implant systems which have an intramedullary nail, for example an intramodular hip nail. This also forms an elongated component, which must be connected for example with a femoral neck screw.
  • intramedullary nail is a steel nail, the disadvantage here too is that its modulus of elasticity is considerably greater than the bone to be stabilized.
  • the invention is based on the object to provide an implant system of the type mentioned that avoids the disadvantages mentioned.
  • the object is achieved in a generic implant system characterized in that the elongate body is made of a transparent X-ray transparent plastic and in said at least one portion is fixedly connected to another part, which further part forms an interface to said other part.
  • the implant system according to the invention thus uses a component in which only the sections which are not transparent to X-rays, to which the component is connected, for example, with a fastening element, a pedicle screw, a femoral neck screw or a fixator via a pin. At these sections or interfaces, the component can be clamped with comparatively high force, for example. The clamping takes place at the substantially harder part. An abrasion of the plastic can be avoided. Since the component outside the attachment sections off Made of plastic, this is largely X-ray transparent and the formation of artifacts can be significantly reduced. In addition, outside the mounting portions, the component has an E-modulus corresponding to that of the bone to be stabilized.
  • the harder part is arranged on at least one end of the elongated body.
  • the X-ray-transparent plastic to have an E-modulus which is closer to the E-modulus of the bone than the harder part.
  • a particularly stable attachment of the fastening element to the component is possible if the further part is made of metal, in particular titanium, a titanium alloy, implant steel or plastic.
  • This harder part can be made comparatively short. It is designed sleeve-shaped according to a development of the invention.
  • the sleeve is firmly connected to the elongated body made of plastic.
  • the connection may be for example a press fit or a pressure.
  • a connection is also possible by means of a thread or by a welded connection.
  • the part made of plastic can be molded onto the harder part.
  • a particularly stable connection is ensured if, according to a development of the invention, the further part on the outside for a positive connection with the
  • Fixing element is structured. With such a form fit, in particular a radial and / or axial relative movement can be avoided.
  • the structuring can be realized in particular by a plurality of depressions or elevations.
  • the fastener on corresponding recesses or elevations.
  • FIG. 1 schematically shows a view of an implant system according to the invention which stabilizes a section of a spinal column
  • FIG. 2 shows a section through a rod of the implant system according to FIG. 1,
  • FIG. 4 shows a section through a rod according to a further variant
  • Figure 10 schematically shows a section through a pedicle screw having
  • Anchor for attaching a rod to a vertebral body
  • Figure 11 is a view of the anchor and a portion of a rod
  • FIG. 12 shows a section through an armature and a rod according to a variant
  • FIG. 13 shows a view of the armature and of a partial section of the bar according to FIG. 12,
  • FIG. 14 shows a section through an intramedullary nail
  • FIG. 15 shows a section through an intramedullary nail according to a variant
  • FIG. 16 shows a section through an intramedullary hip nail
  • Figure 18 is a longitudinal section through a rod according to a further variant.
  • FIG. 19 shows a cross section through a rod according to a further variant.
  • 1 shows a stabilization arrangement 1 or an implant system with which three vertebrae 13, 13 'and 13 "of a spinal column 12 are stabilized. Between the vertebrae 13, 13' and 13" are the intervertebral discs 14, in which they are not shown Intervertebral elements may be used.
  • the stabilization arrangement 1 is intended to enable the vertebrae 13, 13 'and 13 "to grow together
  • the stabilization arrangement 1 comprises three pedicle screws 2, which may be of identical construction and a connecting rod 6', which may be straight or curved 1 or the implant system has a further connecting rod 6 ', which is concealed here and also anchored with three pedicle screws 2.
  • the connecting rods 6' are components of the stabilizing arrangement 1 and connect the three vertebrae 13, 13 'and 13 "to one another.
  • the connecting rod 6 'shown in Figure 3 consists of an elongated body 15', which is made of a comparatively lightweight material, in particular made of plastic.
  • the plastic is for example PEEK or carbon fiber reinforced PEEK, PEK or a similar material.
  • This elongate body 15 ' is fixedly connected to two outer sleeves 16' and a middle sleeve 17 '.
  • These sleeves 16 'and 17' are made of a material that is substantially harder, for example, than the material of the body 15 '.
  • the sleeves 16 'and 17' are flush with an outer side 44 of the connecting rod 6 '.
  • the connecting rod 6 ' is preferably circular, but it is also another cross section, for example, an oval or polygonal cross section possible.
  • the sleeves 16 'and 17' are made in particular of titanium, a titanium alloy or an implant steel. They form the interface or the attachment portions to which the connecting rod 6 'is connected with clamping devices 3.
  • the connection is in particular a clamping connection, preferably a positive clamping connection. Outside these sections, as can be seen, the body 15 'forms the outside. Between the sleeves 16 'and 17', the connecting rod 6 'is thus X-ray transparent. Since the connecting rod 6 'is fixed to the sleeves 16' and 17 ', the body 15' is not substantially loaded by clamping forces, for example. In particular, undesirable abrasion particles, for example fibers or a matrix of the body 15 'are not generated. Such abrasion particles can lead to undesired reactions.
  • the connecting rod 6 shown in Figure 2 differs from that shown in Figure 3 essentially in that the body 15 has an outer side 44 ', which is recessed with respect to at least one outer side 45 of a sleeve 16.
  • a thickening 18 is provided approximately centrally in the connecting rod 16, on softer a sleeve 17 is attached.
  • the outer diameter of the sleeve 17 is also larger than the diameter of the sleeves 16th
  • FIG. 4 shows a connecting rod 16 "in which only two sleeves 16" arranged at the ends are provided on a body 15 ".
  • This connecting rod 6" is merely connected to two pedicle screws 2.
  • the connecting rod 6" is transparent to X-rays.
  • the modulus of elasticity corresponds to that of the body 15.
  • the outside 44" of the body 15 can be flush with the outside 45" of the sleeves 16 ".
  • the sleeves 16 and 17 are preferably cylindrical, but they can also be conical.
  • the connection is a firm connection, that is, the sleeves 16 and 17 are immovably connected to the body 15.
  • the connection can be, for example, an adhesive connection, a welded connection or a connection by positive locking. In particular, a production in an injection molding machine is possible.
  • the sleeves 16 and 17 are in this case inserts in the tool. The body 15 is then molded onto these inserts.
  • the sleeves 16 and 17 are preferably structured on the outside.
  • a sleeve 16 which has a smooth outer side 19 according to FIG. In cross-section, this sleeve 16 may be, for example, oval or polygonal.
  • the outside is structured by a plurality of depressions 20. These depressions 20 may be hemispherical, for example.
  • the structuring can but can also be realized according to Figure 7 by elevations 21, which are for example also whatsoeverkugelformig.
  • depressions 22 are provided, which are circumferential grooves.
  • grooves 23 are also provided, which, however, extend axially over the entire length of the sleeve 16.
  • the sleeve 17 may be structured accordingly.
  • the sleeves 16 and 17 may be the same or different structured. It is conceivable, for example, an embodiment in which one of the sleeves 16 or the sleeves 16 and the sleeve 17 are structured differently. For example, one of these sleeves may have grooves 22 according to FIG. 8 and the other sleeve grooves 23 according to FIG. 9.
  • the connecting rod 6 is then fixed both axially and radially.
  • the structuring preferably extends over the entire outside of the sleeve 16 or 17. However, it is also conceivable embodiment in which only a portion of the outside is structured.
  • Figures 10 and 11 show the positive connection of a connecting rod 6 with the clamping device 3.
  • This has a sleeve-shaped carrier 5 with an opening 17 through which the shaft 9 of the pedicle screw 2 protrudes.
  • the pedicle screw 2 has a head 8, which is mounted in the carrier 5, that the pedicle screw 2 is polygonal movable in the non-clamped state, as indicated in Figure 1 1 with arrow 46.
  • the polygonal mobility is not mandatory.
  • the screw head 8 has at its periphery at least and preferably a plurality of recesses 47, which is formed corresponding to the elevations 21 of the sleeve 16, on which the connecting rod 6 is clamped.
  • the pedicle screw 2 is thus positively connected in the clamped state with the connecting rod 6.
  • a positive connection is also conceivable between the clamping element 4 and the connecting rod 6.
  • the clamping element 4 has in this case at least one recess, not shown here, in which an elevation 21 of the sleeve 16 engages. This results in an even firmer connection.
  • a head 8 'of a pedicle screw 2' has an elevation 48, which engages in a depression 20 of a connecting rod 6 '.
  • FIG. 14 shows an intramedullary nail 24, which is also a component of an implant system and which has an elongate shaft 25 which is essentially formed by a body 26 made of plastic.
  • the body 26 may also be PEEK, PEK or otherwise a suitable X-ray transparent plastic.
  • the body 26 is fixedly connected via a pin 31 with a proximal element 27, which has a mounting hole 29, to which the intramedullary nail 24 is connected to a conventional fastening element not shown here.
  • the proximal member 27 is also made of a material that is substantially harder than the material of the body 26.
  • the material may also be titanium, a titanium alloy or an implant beam.
  • the body 26 here has a second pin 32, to which a distal element 28 is connected to the body 26.
  • the distal member 28 has a mounting hole 30 for engaging another fastener not shown here.
  • the shaft 25 is thus X-ray transparent with the exception of the elements 27 and 28.
  • the attachment loads the body 26 only slightly. Nevertheless, it is. a fixed connection and in particular clamping connection to said fastening elements possible. This connection can be for example a screw connection or clamp connection.
  • FIG. 15 likewise shows an intramedullary nail 33 which has a shaft 34 to which a proximal element 35 with a fastening hole 36 and a distal element 37 is arranged.
  • a passage 38 known per se.
  • the shaft 34 between the elements 35 and 37 is made of a suitable plastic which is transparent to X-rays.
  • FIG. 16 shows a hip nail 39, which likewise forms an elongate component which is connected to a femoral neck screw 42.
  • a shaft 40 is made of an X-ray transparent plastic and is connected via a pin 43 with a connected to the distal element 41.
  • This element 41 has a mounting hole 49, at which the hip nail 39 is connected to the femoral neck screw 42.
  • the distal element 41 is made of a material that is substantially harder than the material of the shaft 40.
  • the above-mentioned advantages are also achieved here.
  • the materials may be the same here as they have already been mentioned above with respect to the other exemplary embodiments. Conceivable in each case known brands, such as barium sulfate, tantalum or beads.
  • FIGS. 17, 18 and 19 show connecting rods 6 which enable an implant system, for example a pedicle system, which has a conditionally dynamic character. With such a dynamization callus formation may be required, thereby accelerating bone formation and thus any desired fusion.
  • a body 15 is provided on the sleeves 16 are mounted in the longitudinal direction of the body 15 limited slidably.
  • the sleeves 16 may be circumferentially supported by the body 15 on this limited or unlimited rotatable.
  • FIG. 19 shows how a sleeve 16 can be arranged rotatably on a body 15 in a limited manner.
  • the sleeve 16 has on the inside a nub 50, which engages in a recess 51 of the body 15.
  • the rotation angle possible here is as shown limited by stops of the nubs 50 on the body 15.
  • the restriction of rotational freedom could also be achieved by other geometries of the sleeve 16 and the body 15.
  • the body 15 and / or the sleeve 16 could be polygonal.
  • outer stops 52 and inner stops 53 are omitted.
  • the outer stops 52 are not mandatory and could be omitted.
  • the sleeves 16 and the body 15 are possible.
  • the sleeves 16 may be made of titanium and the body 15 of plastic, such as PEEK. 1
  • Intervertebral disc 42 S chenkelhal sschr aub e

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Abstract

Das Implantatsystem besitzt wenigstens ein Bauteil (6, 24, 33, 39), das einen länglichen Körper (15, 25, 34, 40) aufweist, der wenigstens einen Abschnitt besitzt, an dem er mit einem Befestigungssystem (2, 3; 42) des Implantatsystems, beispielsweise einer Pedikelschraube oder einer Klammer verbindbar ist. Der längliche Körper (15, 25, 34, 40) ist aus einem röntgentransparenten Kunststoff hergestellt und im genannten wenigstens einen Abschnitt fest mit einem wesentlich härteren Teil (16, 17, 27, 28, 35, 37, 41) verbunden, welcher härtere Teil eine Schnittstelle zum genannten Befestigungselement (2, 42) bildet.

Description

Implantatsystem zum Stabilisieren von Knochen
Die Erfindung betrifft ein Implantatsystem zum Stabilisieren von Knochen, mit einem Bauteil, das einen länglichen Körper aufweist, der wenigstens einen Abschnitt besitzt, an dem er mit einem an deren Teil, beispielsweise einer Pedikelschraube oder einer Klammer verbindbar ist.
Solche Implantatsysteme werden beispielsweise zum Stabilisieren von Abschnitten der Wirbelsäule verwendet. Diese Systeme umfassen einen als Stab oder Platte ausgebildeten länglichen Körper, der mit wenigstens zwei Pedikelschrauben in Wirbelkörpern verankert wird. Im Stand der Technik sind solche Implantatsysteme in zahlreichen Ausführungen bekannt und beispielsweise in der US 5,474,555 und der EP-A-O 746 255 offenbart. Bei diesen Systemen bilden die genannten Stäbe jeweils Bauteile und die Pedikelschrauben Befestigungselemente. Die Stäbe sind beispielsweise aus Titan, Implantatenstahl oder einem andere biokompatiblen Metall hergestellt. Nachteilig sind bei diesen die mangelnde Röntgentransparenz und die Bildung von Artefakten. Für einige Anwendungen ist zudem das E-Modul zu hoch. Bekannt sind auch Stäbe oder Platten aus Kunststoff, insbesondere PEEK und Kohlenfaser verstärktes PEEK. Diese sind röntgentransparent und erzeugen keine Artefakte. Zudem besitzen sie in der Regel ein E-Modul nahe demjenigen von Knochen. Die Festigkeit sowie die Härte sind jedoch vielfach 2x1 gering. Nachteilig ist auch der Abrieb an den Befestigungsabschnitten, der Teile von Fasern oder der Matrix enthalten kann.
Durch die WO 2006/118866 ist ein Fixationssystem bekannt geworden, das einen Stab aufweist, der aus Metall und Kunststoff hergestellt ist. Der Stab soll den Vorteil besitzen, dass seine Biegefestigkeit und sein Elastizitätsmodul durch entsprechende unterschiedliche Ausbildung der beiden Werkstoffe verändert werden kann. Nachteilig ist aber auch hier die mangelnde Röntgentransparenz.
Bekannt sind auch Implantatsysteme, die einen Marknagel, beispielsweise einen intramodulären Hüftnagel aufweisen. Diese bildet ebenfalls ein längliches Bauteil, das beispielsweise mit einer Schenkelhalsschraube verbunden werden muss. Auch hier ergeben sich die obengenannten Nachteile, insbesondere die mangelnde Röntgentransparenz und die Bildung von Artefakten. Ist der Marknagel ein Stahlnagel, so besteht auch hier der Nachteil, dass sein E-Modul wesentlich grösser ist als der zu stabilisierende Knochen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Implantatsystem der genannten Art zu schaffen, dass die genannten Nachteile vermeidet.
Die Aufgabe ist bei einem gattungsgemässen Implantatsystem dadurch gelöst, dass der längliche Körper aus einem röntgentransparenten Kunststoff hergestellt ist und im genannten wenigstens einen Abschnitt fest mit einem weiteren Teil verbunden ist, welcher weitere Teil eine Schnittstelle zum genannten anderen Teil bildet. Beim erfindungsgemäs- sen Implantatsystem wird somit ein Bauteil verwendet, bei dem lediglich die Abschnitte nicht röntgentransparent sind, an welchen das Bauteil beispielsweise mit einem Befestigungselement, einer Pedikelschraube, einer Schenkelhalsschraube oder einem Fixateur über einen Pin verbunden wird. An diesen Abschnitten bzw. Schnittestellen kann das Bauteil mit vergleichsweise hoher Kraft beispielsweise geklemmt werden. Die Klemmung findet am wesentlichen härteren Teil statt. Ein Abrieb des Kunststoffs kann damit vermieden werden. Da das Bauteil ausserhalb der Befestigungsabschnitte aus Kunststoff hergestellt ist, ist dieser weitgehend röntgentransparent und die Bildung von Artefakten kann wesentlich vermindert werden. Ausserhalb der Befestigungsabschnitte besitzt zudem das Bauteil ein E-Modul, das demjenigen des zu stabilisierenden Knochens entspricht.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der härtere Teil an wenigstens einem Ende des länglichen Körpers angeordnet ist. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass der röntgentransparente Kunststoff ein E-Modul aufweist, das näher beim E-Modul des Knochens ist als der härtere Teil. Eine besonders stabile Befestigung des Befestigungselementes am Bauteil ist dann möglich, wenn der weitere Teil aus Metall, insbesondere Titan, einer Titanlegierung, Implantatenstahl oder Kunststoff hergestellt ist. Dieser härtere Teil kann vergleichsweise kurz ausgebildet sein. Er ist gemäss einer Weiterbildung der Erfindung hülsenformig ausgebildet. Die Hülse ist fest mit dem aus Kunststoff hergestellten länglichen Körper verbunden. Die Verbindung kann beispielsweise eine Presspassung oder eine Pressung sein. Eine Verbindung ist auch mittels einem Gewinde oder durch eine Schweissverbindung möglich. Ferner kann der Teil aus Kunststoff an den härteren Teil angespritzt sein.
Eine besonders stabile Verbindung ist dann gewährleistet, wenn gemäss einer Weiterbildung der Erfindung der weitere Teil aussenseitig für einen Formschluss mit dem
Befestigungselement strukturiert ist. Mit einem solchen Formschluss kann insbesondere eine radiale und/oder axiale relative Bewegung vermieden werden. Die Strukturierung kann insbesondere durch eine Mehrzahl von Vertiefungen oder Erhöhungen realisiert werden. Vorzugsweise weist das Befestigungselement korrespondierende Vertiefungen oder Erhöhungen auf.
Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Patenansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 schematisch eine Ansicht eines erfindungsgemässen Implantatsystems, das einen Abschnitt einer Wirbelsäule stabilisiert,
Figur 2 ein Schnitt durch einen Stab des Implantatsystems nach Figur 1 ,
Figur 3 ein Schnitt durch einen Stab gemäss einer Variante,
Figur 4 ein Schnitt durch einen Stab gemäss einer weiteren Variante,
Figuren 5 - 9 Schnitte durch Hülsen gemäss unterschiedlichen Varianten,
Figur 10 schematisch ein Schnitt durch einen eine Pedikelschraube aufweisenden
Anker zum Befestigen eines Stabes an einem Wirbelkörper,
Figur 11 eine Ansicht des Ankers und ein Abschnitt eines Stabes,
Figur 12 ein Schnitt durch einen Anker und einen Stab gemäss einer Variante,
Figur 13 eine Ansicht des Ankers und eines Teilabschnittes des Stabes gemäss Figur 12,
Figur 14 ein Schnitt durch einen Marknagel,
Figur 15 ein Schnitt durch einen Marknagel gemäss einer Variante,
Figur 16 ein Schnitt durch einen intramedulären Hüftnagel,
Figur 17 ein Längsschnitt durch einen Stab nach einer weiteren Variante,
Figur 18 ein Längsschnitt durch einen Stab nach einer weiteren Variante und
Figur 19 ein Querschnitt durch einen Stab nach einer weiteren Variante. Die Figur 1 zeigt eine Stabilisierungsanordnung 1 bzw. ein Implantatsystem, mit dem drei Wirbel 13, 13' und 13" einer Wirbelsäule 12 stabilisiert werden. Zwischen den Wirbeln 13, 13' und 13" befinden sich die Bandscheiben 14, in denen hier nicht gezeigte Zwischenwirbelelemente eingesetzt sein können. Die Stabilisierungsanordnung 1 soll insbesondere ein Zusammenwachsen der Wirbel 13, 13' und 13" ermöglichen. Die Stabilisierungsanordnung 1 umfasst drei Pedikelschrauben 2, die gleich ausgebildet sein können sowie einen Verbindungsstab 6', der gerade oder gebogen sein kann. In der Regel umfasst die Stabilisierungsanordnung 1 bzw. das Implantatsystem einen weiteren Verbindungsstab 6', der hier verdeckt ist und ebenfalls mit drei Pedikelschrauben 2 verankert ist. Die Verbindungsstäbe 6' sind Bauteile der Stabilisierungsanordnung 1 und verbinden die drei Wirbel 13, 13' und 13" miteinander.
Der in Figur 3 gezeigte Verbindungsstab 6' besteht aus einem länglichen Körper 15', der aus einem vergleichsweise leichten Material, insbesondere aus Kunststoff hergestellt ist. Der Kunststoff ist beispielsweise PEEK oder kohlenfaserverstärktes PEEK, PEK oder ein ähnlicher Werkstoff. Dieser längliche Körper 15' ist fest mit zwei äusseren Hülsen 16' und einer mittleren Hülse 17' verbunden. Diese Hülsen 16' und 17' bestehen aus einem Material, das beispielsweise wesentlich härter ist als das Material des Körpers 15'. Aussenseitig sind die Hülsen 16' und 17' bündig mit einer Aussenseite 44 des Verbindungsstabes 6'. Im Querschnitt ist der Verbindungsstab 6' vorzugsweise kreisrund, es ist aber auch ein anderer Querschnitt, beispielsweise ein ovaler oder polygonaler Querschnitt möglich. Die Hülsen 16' und 17' bestehen insbesondere aus Titan, einer Titanlegierung oder aus einem Implantatenstahl. Sie bilden die Schnittstelle bzw. die Befestigungsabschnitte, an denen der Verbindungsstab 6' mit Klemmvorrichtungen 3 verbunden ist. Die Verbindung ist insbesondere eine Klemmverbindung, vorzugsweise formschlüssige Klemmverbindung. Ausserhalb dieser Abschnitte bildet wie ersichtlich der Körper 15' die Aussenseite. Zwischen den Hülsen 16' und 17' ist der Verbindungsstab 6' somit röntgentransparent. Da der Verbindungsstab 6' an den Hülsen 16' und 17' befestigt ist, ist der Körper 15' beispielsweise durch Klemmkräfte im wesentlichen nicht belastet. Insbesondere können unerwünschte Abriebpartikel, beispielsweise Fasern oder eine Matrix des Körpers 15' nicht erzeugt werden. Solche Abriebpartikel können zu unerwünschten Reaktionen führen.
Der in Figur 2 gezeigte Verbindungsstab 6 unterscheidet sich von demjenigen gemäss der Figur 3 im wesentlichen dadurch, dass der Körper 15 eine Aussenseite 44' aufweist, welche bezüglich wenigstens einer Aussenseite 45 einer Hülse 16 vertieft ist. Zudem ist beim Verbindungsstab 16 etwa mittig eine Verdickung 18 vorgesehen, auf weicher eine Hülse 17 befestigt ist. Der Aussendurchmesser der Hülse 17 ist zudem grösser als der Durchmesser der Hülsen 16.
Schliesslich zeigt die Figur 4 einen Verbindungsstab 16", bei dem auf einem Körper 15" lediglich zwei an den Enden angeordnete Hülsen 16" vorgesehen sind. Dieser Verbindungsstab 6" wird lediglich mit zwei Pedikelschrauben 2 verbunden. Zwischen den Hülsen 16" besteht hier somit ein vergleichsweise grosser Bereich, in welchem der Verbindungsstab 6" röntgentransparent ist. In diesem Bereich entspricht das E-Modul demjenigen des Körpers 15". Denkbar sind hier aber auch Ausführungen, bei welcher mehr als drei Hülsen 16" vorgesehen sind. Beim Verbindungsstab 6" gemäss Figur 4 kann die Aussenseite 44" des Körpers 15" bündig zur Aussenseite 45" der Hülsen 16" sein.
Die Hülsen 16 bzw. 17 sind vorzugsweise zylindrisch, sie können aber auch konisch ausgebildet sein. Die Verbindung ist eine feste Verbindung, das heisst die Hülsen 16 und 17 sind unverrückbar mit dem Körper 15 verbunden. Die Verbindung kann beispielsweise eine Klebeverbindung, eine Schweissverbindung oder eine Verbindung durch Formschluss sein. Möglich ist insbesondere ein Herstellung in einer Spritzgussmaschine. Die Hülsen 16 und 17 sind hierbei Einlegeteile im Werkzeug. Der Körper 15 wird dann an diese Einlegeteile angespritzt.
Die Hülsen 16 und 17 sind vorzugsweise aussenseitig strukturiert. Denkbar ist jedoch auch eine Hülse 16, die gemäss Figur 5 eine glatte Aussenseite 19 besitzt. Im Querschnitt kann diese Hülse 16 beispielsweise oval oder polygonal sein. Bei der Ausführung gemäss der Figur 6 ist die Aussenseite durch eine Mehrzahl von Vertiefungen 20 strukturiert. Diese Vertiefungen 20 können beispielsweise halbkugelförmig sein. Die Strukτurierung kann aber auch gemäss Figur 7 durch Erhöhungen 21 realisiert werden, wobei diese beispielsweise ebenfalls halbkugelformig sind. Bei der Ausfuhrung gemäss der Figur 8 sind Vertiefungen 22 vorgesehen, welche umlaufende Rillen sind. Bei der Ausführung gemäss Figur 9 sind ebenfalls Rillen 23 vorgesehen, die sich jedoch axial über die gesamte Länge der Hülse 16 erstrecken. Die Hülse 17 kann entsprechend strukturiert sein. Die Hülsen 16 und 17 können gleich oder unterschiedliche strukturiert sein. Denkbar ist beispielsweise eine Ausführung, bei welcher eine der Hülsen 16 oder die Hülsen 16 und die Hülse 17 unterschiedliche strukturiert sind. Eine dieser Hülsen kann beispielsweise Rillen 22 gemäss Figur 8 und die andere Hülse Rillen 23 gemäss der Figur 9 aufweisen. Der Verbindungsstab 6 ist dann sowohl axial als auch radial fixier. Die Strukturierung erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Aussenseite der Hülse 16 bzw. 17. Denkbar ist jedoch auch eine Ausführung, bei welcher lediglich ein Teilbereich der Aussenseite strukturiert ist.
Die Figuren 10 und 11 zeigen die formschlüssige Verbindung eines Verbindungsstabes 6 mit der Klemmvorrichtung 3. Diese besitzt einen hülsenförmigen Träger 5 mit einer Öffnung 17, durch welche der Schaft 9 der Pedikelschraube 2 hindurchragt. Die Pedikelschraube 2 besitzt einen Kopf 8, der so im Träger 5 gelagert ist, dass die Pedikelschraube 2 im nicht geklemmten Zustand polygonal bewegbar ist, wie dies in Figur 1 1 mit Pfeil 46 angedeutet ist. Die polygonale Beweglichkeit ist jedoch nicht zwingend. Mittels eines Klemm elementes 4, beispielsweise einer Mutter mit einem Innensechskant 1 1 , wird der Verbindungsstab 6 an den Kopf 8 angepresst. Im geklemmten Zustand ist die Pedikelschraube 2 bezüglich des Trägers 5 und auch bezüglich des Verbindungsstabes 6 unbeweglich. Der Schraubenkopf 8 besitzt an seinem Umfang wenigstens und vorzugsweise mehrere Vertiefungen 47, die korrespondierend zu den Erhöhungen 21 der Hülse 16 ausgebildet ist, an welcher der Verbindungsstab 6 geklemmt ist. Die Pedikelschraube 2 ist somit im geklemmtem Zustand formschlüssig mit dem Verbindungsstab 6 verbunden. Eine formschlüssige Verbindung ist auch zwischen dem Klemmelement 4 und dem Verbindungsstab 6 denkbar. Das Klemmelement 4 besitzt in diesem Fall wenigstens eine hier nicht gezeigte Vertiefung, in welche eine Erhöhung 21 der Hülse 16 eingreift. Dadurch ergibt sich eine noch festere Verbindung. Bei der Ausführung gemäss den Figuren 12 und 13 besitzt ein Kopf 8' einer Pedi- kelschraube 2' eine Erhöhung 48, die in eine Vertiefung 20 eines Verbindungsstabes 6' eingreift. Auch hier ergibt sich entsprechend eine formschlüssige Verbindung zwischen der Pedikelschraube T und dem Verbindungsstab 6'. Die Klemmung des Verbindungsstabes 6' erfolgt hier mit einer Mutter 4' die aussenseitig auf die Klemmvorrichtung 3' aufgeschraubt ist. Die Figur 14 zeigt einen Marknagel 24, der ebenfalls ein Bauteil eines Implantatsystems ist und der einen länglichen Schaft 25 aufweist, der im wesentlichen durch einen Körper 26 aus Kunststoff gebildet wird. Der Körper 26 kann ebenfalls PEEK, PEK oder sonst ein geeigneter röntgentransparenter Kunststoff sein. Der Körper 26 ist über einen Zapfen 31 mit einem proximalen Element 27 fest verbunden, das ein Befestigungsloch 29 aufweist, an den der Marknagel 24 mit einem hier nicht gezeigten an sich üblichen Befestigungselement verbunden ist. Das proximale Element 27 ist ebenfalls aus einem Material hergestellt, das wesentlich härter ist als das Material des Körpers 26. Das Material kann ebenfalls Titan, eine Titanlegierung oder ein Implantatenstrahl sein. Der Körper 26 besitzt hier einen zweiten Zapfen 32, an dem ein distales Element 28 mit dem Körper 26 verbunden ist. Das distale Element 28 besitzt ein Befestigungsloch 30 für den Eingriff eines weiteren hier nicht gezeigten Befestigungselementes. Der Schaft 25 ist somit mit Ausnahme der Elemente 27 und 28 röntgentransparent. Die Befestigung belastet den Körper 26 nur unwesentlich. Trotzdem ist . eine feste Verbindung und insbesondere Klemmverbindung zu den genannten Befestigungselementen möglich. Diese Verbindung kann beispielsweise eine Schraub Verbindung oder Klemmverbindung sein.
Die Figur 15 zeigt ebenfalls einen Marknagel 33, der einen Schaft 34 aufweist, an den ein proximales Element 35 mit einem Befestigungsloch 36 und ein distales Element 37 angeordnet ist. Im Schaft 34 und in den Elementen 35 und 37 verläuft ein an sich bekannter Durchgang 38. Auch beim Marknagel 33 ist der Schaft 34 zwischen den Elementen 35 und 37 aus einem geeigneten Kunststoff hergestellt, der röntgentransparent ist.
Die Figur 16 zeigt einen Hüftnagel 39, der ebenfalls ein längliches Bauelement bildet, das mit einer Schenkelhalsschraube 42 verbunden ist. Ein Schaft 40 ist aus einem röntgentransparenten Kunststoff hergestellt und ist über einen Zapfen 43 mit einem distalen Element 41 verbunden. Dieses Element 41 besitzt ein Befestigungsloch 49, an dem der Hüftnagel 39 mit der Schenkelhalsschraube 42 verbunden ist. Das distale Element 41 besteht jedenfalls aus einem Material, das wesentlich härter ist als das Material des Schaftes 40. Die oben erwähnten Vorteile werden auch hier erreicht. Die Materialien können hier gleich sein wie sie bereits oben bezüglich der anderen Ausfuhrungsbeispiele erwähnt ist worden sind. Denkbar sind jeweils an sich bekannte Marken, beispielsweise Bariumsulfat, Tantalfäden oder Kügelchen.
Die Figuren 17, 18 und 19 zeigen Verbindungsstäbe 6, die ein Implantatsystem, beispielsweise ein Pedikelsystem ermöglichen, das einen bedingt dynamischen Charakter besitzt. Mit einer solchen Dynamisierung kann die Kallusbildung gefordert und dadurch die Knochenbildung und somit eine allfällig gewünschte Fusion beschleunigt werden.
Bei der Ausführung nach Figur 17 ist ein Körper 15 vorgesehen, auf dem Hülsen 16 in Längsrichtung des Körpers 15 begrenzt verschieblich gelagert sind. Die Hülsen 16 können Umfangsrichtung des Körpers 15 auf diesem begrenzt oder unbegrenzt rotierbar gelagert sein. Die Figur 19 zeigt, wie eine Hülse 16 begrenzt rotierbar auf einem Körper 15 angeordnet sein kann. Die Hülse 16 besitzt an der Innenseite einen Noppen 50, der in eine Ausnehmung 51 des Körpers 15 eingreift. Der hier mögliche Drehwinkel ist wie ersichtlich durch Anschläge des Noppens 50 am Körper 15 begrenzt. Die Einschränkung der Rotationsfreiheit könnte auch durch andere Geometrien der Hülse 16 und des Körpers 15 erreicht werden. Beispielsweise könnten der Körper 15 und/oder die Hülse 16 mehrkantig ausgebildet sein.
Die Längsverschiebbarkeit der Hülsen 16 sind bei der Ausführung nach Figur 17 durch äussere Anschläge 52 und innere Anschläge 53 begrenzt. Bei der Ausführung nach Figur 18 sind die inneren Anschläge 53 weggelassen. Die äusseren Anschläge 52 sind jedoch nicht zwingend und könnten auch weggelassen werden.
Für die Hülsen 16 und den Körper 15 sind die oben erwähnten Materialien möglich. So können beispielsweise die Hülsen 16 aus Titan und der Körper 15 aus Kunststoff, beispielsweise PEEK hergestellt sein. 1
Bezugszeichenliste
Stabilisierungsanordnung 29 Befestigungsloch
Pedikelschraube 30 Befestigungsloch
Klemmvorrichtung 31 Zapfen
Klemmelement 32 Zapfen
Träger 33 Marknagel
Verbindungsstab 34 Schaft
Öffnung 35 Proximales Element
Schraubenkopf 36 Befestigungsloch
Schaft 37 Distales Element
Stabilisierungsanorndung 38 Durchgang
Innensechskant 39 Hüftnagel
Wirbelsäule 40 Schaft
Wirbelkörper 41 Distales Element
Bandscheibe 42 S chenkelhal sschr aub e
Körper 43 Zapfen
Hülse 44 Aussenseite
Hülse 45 Aussenseite
Verdickung 46 Pfeil
Aussenseite 47 Vertiefung
Vertiefung 48 Erhöhung
Erhöhung 49 Befestigung
Vertiefung 50 Noppen
Rille 51 Ausnehmung
Marknagel 52 Anschlag
Schaft 53 Anschlag
Körper
Proximales Element
Distal esElement

Claims

Patentansprüche
1. Implantatsystem zum Stabilisieren von Knochen, mit einem Bauteil (6, 24, 33, 39), das einen länglichen Körper (15, 25, 34, 40) aufweist, der wenigstens einen Abschnitt besitzt, an dem er mit einem anderen Teil (2, 3, 42), beispielsweise einer Pedikelschraube oder einer Klammer verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der längliche Körper (15, 25, 34, 40) aus einem röntgentransparenten Kunststoff hergestellt und im genannten wenigstens einen Abschnitt fest mit einem weiteren Teil (16, 17, 27, 28, 35, 37, 41) verbunden ist, welcher eine Schnittstelle zum genannten anderen Teil (2, 42) bildet.
2. Implantatsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Teil (16, 27, 28, 35, 37, 41) an einem Ende des länglichen Körpers (15, 25, 34, 40) angeordnet ist
3. Implantatsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der röntgentransparente Kunststoff ein E-Modul aufweist, das sich vom E-Modul des weiteren Teils (16, 17, 27, 28, 35, 37, 41) unterscheidet.
4. Implantatsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Teils (16, 17, 27, 28, 35, 37, 41) aus Metall, insbesondere Titan, einer Titanlegierung, einem Implantatenstahl oder PEEK hergestellt ist.
5. Implantatsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Teil (16, 17, 27, 28, 37) hülsenförmig ausgebildet ist.
6. Implantatsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Teil (16, 17) aussenseitig für einen Formschluss mit einem Befestigungselement (2, 3) strukturiert ist.
7. Implantatsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung eine Mehrzahl von Vertiefungen (20, 22, 23) oder Erhöhungen (21) umfasst.
8. Implantatsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Enden des länglichen Körpers (15, 25, 34, 40) jeweils ein weiterer Teil (16, 27, 28, 35, 37) angeordnet ist.
9. Implantatsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil ein Verbindungsstab (6) zum Verbinden von Wirbelkörpem (13), ein Marknagel (24, 33, 39) oder ein Verbindungselement eines externen Fixateurs ist.
10. Implantatsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der längliche Körper (15, 25, 34, 40) aus einem faserverstärkten Kunststoff, beispielsweise faserverstärktem PEEK hergestellt ist.
11. Implantatsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil ein Verbindungsstab (6) ist und dass das Befestigungselement ein Anker (2, 3) ist, der mit einem Wirbelkörper (13) verbindbar ist und der Klemmmittel (4) aufweist, die an den härteren Teil (16, 17) anpressbar sind.
12. Implantatsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Teil (16, 17) aussenseitig für einen Formschluss strukturiert ist und dass die wenigstens eine Klemmvorrichtung (3) ein Klemmelement (4) aufweist, das einen zur Strukturierung korrespondierenden Bereich für den Formschluss aufweist.
13. Implantatsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Marknagel (24, 33, 39) wenigstens an einem distalen und/oder proximalen Ende einen härteren Teil (27, 28, 35, 41) aufweist, in den ein Befestigungsloch (29, 30, 36) oder ein anderes Befestigungsmittel eingearbeitet ist.
14. Implantatsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Teil bezüglich des länglichen Körpers beweglich ist.
5. Implantatsystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Teil (16) axial und/oder radial begrenzt beweglich auf dem länglichen Körper (15) gelagert ist.
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