WO2004034936A1

WO2004034936A1 - Zwischenwirbelprothese

Info

Publication number: WO2004034936A1
Application number: PCT/EP2003/000372
Authority: WO
Inventors: Arnold Keller
Original assignee: Waldemar Link (Gmbh & Co.)
Priority date: 2002-10-14
Filing date: 2003-01-15
Publication date: 2004-04-29
Also published as: US20040073313A1; US7311732B2; US20040073307A1; AU2003301233A1; DE10247762A1; WO2004034935A1

Abstract

Zwischenwirbelprothese (10) mit wenigstens einer in Anlage an einem Wirbelkörper (1) fest mit diesem zu verbindenden Deckplatte (11). Um zu verhüten, dass die Prothese (10) beim Einsetzen oder während ihrer Lebensdauer dazu beiträgt, dass ein vorstehender Knochenrand (5) abbricht, ist die Deckplatte (11) mit einer der Mulde (4) entsprechenden Vorwölbung (12) und/oder einer Abschrägung, Kürzung oder Abrundung (13) am Rand versehen.

Description

Zwischenwirbelprothese

Die Deckplatten der Wirbelkörper, zwischen denen sich die Bandscheiben der Wirbelsäule befinden, sind in der Regel eben oder schwach konkav. Mitunter tritt eine verstärkte Konkavi- tat der Deckplatten auf, insbesondere im Bereich der unteren Wirbelsäule. Dies muß nicht, kann aber schadensbedingt sein. Beispielsweise kommt es vor, daß nach einem Bandscheibenvorfall der Rand eines Wirbelkörpers auf die Deckplatte des benachbarten Wirbelkörpers trifft und dort eine Mulde aus- schleift. Wie auch immer die verstärkte Konkavität entstanden ist, führt sie zu einer unzureichenden Abstützung des dorsalen Randes, von dem gegebenenfalls auch Ostheophyten vorspringen können. Wird nun in den Zwischenwirbelraum eine Prothese eingebracht, so geschieht es leicht, daß deren dorsale Kante gegen den unzureichend abgestützten Rand des Wirbelkörpers oder gegen Osteophyten stößt und dadurch ein Teil des Knochens zum Markkanal hin abbricht, wo er das Rückenmark gefährdet. Dasselbe kann auch dann noch geschehen, wenn die Prothese implantiert ist und wegen ihrer mangelhaften Stüt- zung im Bereich der Mulde den Wirbelkörperrand zu stark belastet.

Auch bei normal gestalteten Wirbelkörpern kann es geschehen, daß der Rand der Wirbelkörperdeckplatte beim Einschieben ei- ner Zwischenwirbelprothese von deren Kante so stark beansprucht wird, daß er beschädigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in derartigen Fällen das Abbrechen von Teilen des Wirbelkörpers zu vermeiden. Zur erstmaligen Lösung dieses Problems bietet die Erfindung unterschiedliche Möglichkeiten, nämlich diejenigen nach den Ansprüchen 1, 5, 8, 13, 14 und 15 sowie deren Unteransprüchen.

Die erste Lösung besteht darin, daß die Zwischenwirbelprothese auf ihrer dem Wirbelkörper zugewendeten Deckplattenoberfläche eine Vorwölbung aufweist, die sich in eine Knochenmulde des Wirbelkörpers legt, um einerseits dort eine verbesser- te Abstützung der Prothese zu finden und andererseits den neben der Mulde vorstehenden Knochenrand zu schonen. Diese Vorwölbung erhebt sich über die ansonsten ebene oder in Anpassung an die natürliche Wirbelform höchstens schwach gewölbte Grundform der Deckplattenoberfläche. Die Vorwölbung zeigt sich im Vergleich mit der ebenen oder nur schwach konkaven

Form der Wirbelkörperdeckplatten oder im Vergleich mit für normale Anwendungsfälle betimmten Prothesendeckplatten.

Wenn die verstärkte Konkavität oder Ausmuldung nur einen Teil der Knochenoberfläche betrifft, weist entsprechend auch die Vorwölbung vorteilhafterweise eine geringere Ausdehnung als die Deckplattenoberfläche in AP- und/oder LM-Richtung auf. Sie liegt vorzugsweise dem dorsalen Rand der Deckplattenoberfläche näher als deren ventralem Rand. Es versteht sich, daß die Vorwölbung nach Höhe, Ausdehnung und Lage möglichst weitgehend an die vorgefundene Wirbelform angenähert sein sollte. Dabei erweist es sich im allgemeinen als zweckmäßig, wenn die Vorwölbung bis an die dorsale Kante der Deckplattenoberfläche heranreicht.

Die Vorwölbung soll möglichst weitgehend der Form der von ihr einzunehmenden Mulde angenähert sein. Oftmals reichen dafür einfache geometrische Formen aus, z.B. diejenigen eines Zylinderabschnitts mit einer quer liegenden Achsrichtung, eines Kugelabschnitts oder eines Abschnitts eines Ellipsoids.

Gemäß einem verwandten Lösungsansatz der Erfindung ist der Rand der dem Wirbelkörper zugewandten Deckplattenoberfläche abgeschrägt oder abgerundet. Dadurch erreicht man, daß der Prothesenrand beim Einschieben der Prothese nicht scharf und hart gegen den dorsalen Knochenrand kantet sondern an ihm entlang gleitet. Außerdem wird der Knochenrand von der

Kraftübertragung zu Lasten anderer, tragfähigerer Bereiche entlastet. Diese Ausführungsform der Prothese findet vor allem dann Anwendung, wenn die Ausmuldung nicht stark ist und/oder durch Knochenzement ausgefüllt werden kann. Diese Ausführungsform kann auch dann zweckmäßig sein, wenn der Wirbelkörper normal gestaltet ist und lediglich die Gefahr einer zu starken Beanspruchung des Randes des Wirbelkörpers durch eine Prothesenkante vermieden werden soll. Diese Ausführungsform kann auch mit der zuvor erwähnten Vorwölbung kombiniert werden. Die Vorwölbung bildet dann die Abschrägung bzw. Abrundung oder geht in sie über. Die Abschrägung oder Abrundung ist vor allem an der dorsalen Seite von Interesse, aber kann auch an den anderen Seiten der Prothese von Vorteil sein.

Die Erfindung hat weiter erkannt, daß die Zähne oder Vorsprünge, die an der Deckplatte der Prothese vorgesehen sind, um in den Knochen einzudringen und sich dort zu verankern, zu der Schädigung des geschwächten, dorsalen Wirbelkörperrandes beitragen können. Sie sollen deshalb einen Abstand von der dorsalen Kante der Deckplatte von mindestens 20 %, vorzugsweise mehr als 30 %, der größten in AP-Richtung gemessenen Abmessung der Deckplatte einhalten. Wenn die Zähne selbstschneidend und flächig ausgeführt sind, d.h. in der Art von Plättchen, deren Hauptebene quer zur Knochenoberfläche steht, kann es ferner zweckmäßig sein, wenn ihre Hauptebene in Sa- gittalrichtung verläuft. Das gilt insbesondere für diejenigen Zähne, die dem dorsalen Rand der Deckplatte nahe angeordnet sind. Dadurch wird erreicht, daß sie beim Einschieben der Prothesen in den Intervertebralraum nur geringe Kräfte nach dorsal auf den Knochen ausüben und dadurch dessen möglicherweise geschwächte Bereiche schonen. Schließlich kann es zweckmäßig sein, die dem dorsalen Rand nahen Zähne im Vergleich mit den weiter ventral angeordneten Zähnen zu kürzen, beispielsweise auf die halbe Höhe. Es kann in manchen Fällen genügen, diese Maßnahme auf einen oder wenige der dorsal angeordneten Zähne zu beschränken, beispielsweise auf den itt- leren Zahn innerhalb einer Gruppe von drei dorsalen Zähnen, der gegebenenfalls auch fortgelassen werden kann, so daß sich dorsal nur zwei Verankerungszahne befinden.

Soweit es sich um typische, häufig in gleicher Form auftre- tende Schadensbilder handelt, können standardisierte Deckplatten vorgesehen sein, die unterschiedliche Größen oder Formen der Auswölbung, Abschrägung oder Abrundung tragen. Da es aber häufig erforderlich sein wird, der jeweils besonderen Form und Lage der Knochenmulden gerecht zu werden, zieht die Erfindung es vor, zumindest die Auswölbung, gewünschtenfalls aber auch die Abschrägung oder Abrundung, als besonderen An- satzteil auszubilden, der mit einer geeigneten Deckplatte verbunden werden kann. Es ist dann möglich, eine größere Anzahl verschiedener Ansatzteile vorzusehen. Unter diesen kann der jeweils passende ausgewählt und ggf. auch in unterschiedlicher, wählbarer Stellung mit der Deckplatte verbunden wer- den. Eine Kollektion von erfindungsgemäßen Wirbelprothesen kann daher eine Mehrzahl von verschiedenen Ansatzteilen sowie mindestens eine, vorzugsweise aber mehrere verschiedene, damit verbindbare Deckplatten vorsehen. Ggf. genügt auch eine Deckplatte mit variabler Anbringungsmöglichkeit für die An- Satzteile.

Ein Satz von Zwischenwirbelprothesen gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß er mindestens eine Zwischenwirbelprothese umfaßt, deren Deckplattenoberfläche eine Vor- Wölbung aufweist, die stärker vorragt als die Deckplattenoberfläche bei den übrigen, normalen Prothesen.

Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die vorteilhafte Ausführungsbeispie- le veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 einen Sagittalschnitt durch einen Wirbelsäulenabschnitt, Fig. 2 die Verhältnisse beim Einbringen einer herkömmlichen Prothese zwischen einem Wirbelkör- perpaar,

Fig. 3 - 5 die entsprechende Konfiguration mit erfindungsgemäß geformten Prothesen, Fig. 6 die Draufsicht auf eine Deckplattenoberfläche und deren Zahnanordnung und Fig. 7 die Seitenansicht einer Deckplatte mit modula- rem Wölbungsansatz. Das Wirbelkörperpaar 1, 2 umfaßt eine Bandscheibe 3 zwischen seinen einander zugewendeten Deckplatten. Der obere Wirbelkörper 1 enthält nahe seinem dorsalen Rand in der Oberfläche seiner unteren Deckplatte eine Mulde 4. Dabei kann es sich um eine Degenerationserscheinung oder eine natürliche Bildung handeln. Hinter der Mulde 4 verbleibt ein Knochenrand 5, der wegen des Fehlens von Knochenmaterial auf seiner der Mulde zugewendeten Seite nicht gut abgestützt ist und daher bruchempfindlich ist.

Wird gemäß Figur 2 eine herkömmliche Zwischenwirbelprothese 6 in den Raum zwischen den auseinandergespreizten Wirbelkörpern 1 und 2 in Pfeilrichtung eingeschoben, so kann es geschehen, daß die scharfe dorsale Kante 7 der Prothesendeckplatte gegen den empfindlichen Knochenrand 5 stößt und diesen nach dorsal ganz oder teilweise wegbricht.

Dies geschieht weniger leicht bei der in Figur 3 dargestell- ten ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Prothese. Die Deckplatte 11 ist nahe ihrem dorsalen Rand mit einer Auswölbung 12 versehen, die so ausgewählt wurde, daß sie etwa der Form der Mulde 4 entspricht. Ihre Oberfläche kann der Form eines Abschnitts eines Zylinders mit vorzugsweise in la- teral-medialer Richtung liegender Achse oder einer Kugel oder eines Ellipsoids angenähert sein. Ihr dorsaler Rand 13 ist im Gegensatz zu dem herkömmlichen Ausführungsbeispiel in Figur 2 nicht kantig scharf, sondern abgeschrägt oder abgerundet ausgebildet. Die Abschrägung oder Abrundung geht monoton (d.h. ohne wesentliche Richtungsänderung) in die Oberfläche der Auswölbung 12 über. Auch wenn die Prothese beim Einführen schräg nach hinten oben zum Wirbelkörper 1 hin gerichtet sein sollte, so daß die Deckplatte 11 an der Oberfläche des Wirbelkörpers entlanggleitet, besteht keine Gefahr, daß der vorangehende, dorsale Rand 13 der Deckplatte 11 am Knochenrand 5 ankantet. Er wird vielmehr sanft daran entlanggleiten, ohne eine gefährliche Kraft darauf auszuüben. Ebenso ist im eingebauten Zustand durch die Abschrägung oder Abrundung 13 dafür gesorgt, daß im Bereich des Knochenrands 5 keine übermäßigen Kräfte übertragen werden. Vielmehr stützt sich die Deckplatte 11 dank ihrer Auswölbung 12 in der Tiefe der Mulde 4 ab.

Figur 4 zeigt ein Beispiel, bei welchem die Deckplatte 14 der Prothese 15 keine Auswölbung aufweist, sondern lediglich eine Abschrägung 16 an ihrem dorsalen Rand. Während des Einsetzens sorgt die Abschrägung dafür, daß die hintere Kante der Deck- platte 14 sanft an den Knochenrand 5 entlanggleitet, wenn sie ihn überhaupt berührt. Figur 5 zeigt, daß im montierten Zu- stand die Abschrägung 16 den unmittelbaren Kontakt der Deckplatte 14 mit dem Knochenrand 5 vermeidet und dadurch dessen Gefährdung ausschließt. Statt dessen kann man die Deckplatte, deren normale dorsale Begrenzung in Fig. 6 durch die Linie 24 angegeben ist, auch dorsal gemäß der Linie 25 kürzen oder begradigen. Diese Ausführungsform der Erfindung erkennt man im Vergleich mit denjenigen Prothesen gleicher Größenstufe, die für normale Anwendungsfälle vorgesehen sind. Es kann erfor- derlich werden, für die nach dorsal gekürzten Deckplatten kleinere Prothesenkerne vorzusehen.

Figur 4 und 5 zeigen, daß die Deckplatten der Prothese 15 mit Zähnen 17, 18 versehen sind, die die Form von dreieckigen Plättchen haben, deren Ebene lotrecht zur Deckplattenebene steht. Sie sind so scharf ausgebildet, daß sie sich selbstschneidend in die Knochenoberfläche einsenken, wenn die Spreizung der Wirbelkörper nach dem Einführen der Prothese rückgängig gemacht wird. Es ist bekannt, derartige Zähne randparallel anzuordnen (EP-A-1057462 ) . Für die Zähne 18, die entlang des ventralen Randes der Deckplatte 14 angeordnet sind, trifft dies auch für das vorliegende Ausführungsbeispiel zu. Die näher dem dorsalen Rand 16 angeordneten Zahne 17 sind jedoch erstens in großem Abstand von diesem Rand angeordnet und zweitens in AP-Richtung ausgerichtet, so daß sie weder beim Einschieben in einen engen Wirbelzwischenraum noch beim Einsenken in die Knochenoberfläche noch später während der normalen Funktion der Prothese eine schädliche, nach dorsal gerichtete Kraft auf den Knochen ausüben können. Überdies kann ihre Höhe geringer als die der Zähne 18 sein. Diese Maßnahmen können gemeinsam oder unabhängig voneinander angewen- det werden.

Figur 7 veranschaulicht die Möglichkeit, eine Deckplatte 19 mit unterschiedlich geformten Vorwölbungen 20 zu versehen. Zu diesem Zweck sind zusammenwirkende Befestigungsmittel vorge- sehen, die im einfachsten Fall aus Schrauben oder Stiften bestehen können. Im dargestellten Beispiel umfassen sie schwal- benschwanzförmige Leisten bzw. Nuten 21.

Die Prothesendeckplatten sind für eine feste Verbindung mit den Wirbelkörperdeckplatten vorgesehen. Dafür können geeignete Verbindungsmittel vorgesehen sein. Beispielsweise sind die Deckplatten 6, 11, 14 mit ventralen Flanschen 22 ausgerüstet, die in bekannter Weise zur Schraubbefestigung am Knochen herangezogen werden können und im übrigen ein zu weites Eindrin- gen in den Zwischenwirbelraum verhüten. Ein anderes Beispiel für die Verankerung der Prothese am Knochen ist eine das Kno- chenwachstum und die gegenseitige Verbindung fördernde biologische Beschichtung.

Auf die Erläuterung des Prothesenkerns wurde verzichtet, da dieser in unterschiedlichen Formen bekannt ist, die auch im Zusammenhang mit der Erfindung benutzt werden können.

Was als Vorwölbung einer Deckplatte und was als normale Deckplattenoberfläche zu betrachten ist, ist durch den Vergleich zwischen den normalen Prothesen und den mit einer Vorwölbung versehene Prothesen eines und desselben Prothesensatzes zu bestimmen. Meist sind die Deckplattenoberflächen, die sich am Wirbelkörper anlegen sollen, im wesentlichen eben gestaltet. In manchen Fällen weist die normale Deckplattenoberfläche ei- ne geringfügige konvexe Wölbung auf, die der durchschnittlichen Krümmung der Wirbelkörperoberflächen komplementär gleicht. Die Vorwölbung ist dann der konvexe Bereich der sich über eine entsprechend eben bzw. naturgemäß schwach gewölbt gedachte Oberfläche der Deckplatte erhebt. Als erfindungsge- mäße Vorwölbung ist jedenfalls ein solcher Teil der Prothesendeckplatte zu betrachten, dessen Krümmungsradius in der Sagittalebene geringer ist als 40 mm, vorzugsweise 30 mm oder der sich über den Kreisbogen 26 (siehe Fig. 7) erhebt, der im Sagittalschnitt durch die Kanten der Deckplatte verläuft und eine Bogenhöhe von 4 mm, vorzugsweise 3 mm über der geraden Verbindungslinie dieser Kanten hat.

Claims

Patentansprüche

1. Zwischenwirbelprothese mit wenigstens einer in Anlage an einem Wirbelkörper (1, 2) mit diesem zu verbindenden Deckplatte (11, 19), dadurch gekennzeichnet, daß die dem Wirbelkörper (1) zugewendete Deckplattenoberfläche eine über die Anpassung an die normal Wirbelkörperform hinausgehende Vorwölbung (12) aufweist.

2. Zwischen Wirbelprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwölbung (12) eine geringere Ausdehnung als die Deckplattenoberfläche aufweist.

3. Zwischenwirbelprothese nach Anspruch 2, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Vorwölbung (12) dem dorsalen Rand (13) der Deckplattenoberfläche näher liegt als ihrem ventralen Rand.

4. Zwischenwirbelprothese nach Anspruch 3, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Vorwölbung (12) bis an die dorsale Kante (13) der Deckplattenoberfläche heranreicht.

5. Zwischenwirbelprothese insbesondere nach Anspruch 4 mit wenigstens einer in Anlage an einem Wirbelkörper (1) mit diesem zu verbindenden Deckplatten (11, 14,), dadurch gekennzeichnet, daß am Rand der dem Wirbelkörper (1) zugewendeten Deckplattenoberfläche eine Abschrägung oder Abrundung (13, 16) vorgesehen ist.

6. Zwischenwirbelprothese nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschrägung oder Abrundung (13, 16) mindestens an der dorsalen Seite vorgesehen ist.

7. Zwischenwirbelprothese nach 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschrägung oder Abrundung (13, 16) sich über mindestens 5 % der Abmessung der Deckplattenoberfläche in AP-Richtung erstreckt.

8. Zwischenwirbelprothese nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschrägung oder Abrundung (13) Teil einer Vorwölbung (12) gemäß Anspruch 4 ist.

9. Zwischenwirbelprothese insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit wenigsten einer in Anlage an einem Wirbelkörper ( 1 ) mit diesem zu verbindenden Deckplatte (14), die in den Wirbelkörper (1) einzudringen bestimmte Zähne (17) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Zähne (17) von der dorsalen Kante der Deckplatte (14) mindestens 20 % der Deckplattenabmessung in AP- Richtung beträgt.

10. Zwischenwirbelprothese nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der nahe der dorsalen Kante angeordneten, selbstschneidend ausgebildeten Zähne (17) im wesentlichen in Sagittalrichtung verläuft.

11. Zwischenwirbelprothese nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der nahe der dorsalen Kante angeordneten Zähne eine geringere Höhe als weiter ventral angeordnete Zähne hat.

12. Zwischenwirbelprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwölbung (12) oder Abschrägung oder Abrundung (13, 16) von einem mit der Deck- platte (19) verbundenen bzw. zu verbindenden, gesonderten Ansatzteil (20) gebildet ist.

13. Zwischenwirbelprothese nach Anspruch 12, dadurch gekenn- zeichnet, daß eine Mehrzahl von verschiedenen Ansatzteilen (20) und einer geringe Anzahl von damit verbindbaren, verschiedenen Deckplatten (19) vorgesehen ist.

14. Satz von Zwischenwirbelprothesen, die wenigstens eine in Anlage an einem Wirbelkörper (1) mit diesem zu verbindende Deckplatte (11, 19) mit einer im wesentlichen flachen Deckplattenoberfläche aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens eine Zwischenwirbelprothese umfaßt, deren Deckplattenoberfläche eine Vorwölbung (20) aufweist,

15. Satz von Zwischenwirbelprothesen, die wenigstens eine in Anlage an einem Wirbelkörper (1) mit diesem zu verbindende Deckplatte (11, 19) mit einem dorsalen Rand aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens eine Zwischen- wirbelprothese umfaßt, an deren Deckplatte der dorsale Rand gekürzt ist.