DE602004012109T2 - Wirbelsäulenprothese - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren für Wirbelsäulenprothesen.
  • Das Ersetzen oder teilweise Ersetzen von Bandscheiben ist eine verbreitete Operation in Europa, wobei bereits Tausende durchgeführt worden sind, und beginnt mm in den Vereinigten Staaten. Beispiele solcher Ersatzbandscheiben sind ProDisc (Spine Solutions, Inc.) und SB Charite III (Link Spine Group, Inc.).
  • Durch das Ersetzen einer Bandscheibe und nicht nur Verschmelzen von Wirbeln, was die verbreitete Alternative zum Bandscheibenersatz ist, kann die Beweglichkeit der benachbarten Bandscheiben des Patienten erhalten werden und kann folglich das Auftreten von arthritischen Veränderungen an benachbarten Wirbeln verzögert werden.
  • Eine typische Bandscheiben-Ersatzeinheit hat einen Durchmesser von ungefähr 30 Millimeter. Dieser verhältnismäßig große Querschnitt benötigt üblicherweise einen weitgehend anterioren retroperitonealen Zugang (von der Vorderseite des Bauchs, aber außerhalb des Darmbeutels bleibend) zur Wirbelsäule, der riskant sein kann. Die Risiken einer Vollnarkose sind gekoppelt mit den Risiken einer Gefäßverletzung und von retrograder Ejakulation bei Männern.
  • Obwohl in der Literatur viele prothetische Bandscheibenvorrichtungen beschrieben werden, gibt es immer noch einen Bedarf an einer Verbesserung bei der Leichtigkeit der Fertigung und der Durchführung.
  • Die vorliegende Erfindung ist auf eine Wirbelsäulenprothese, wie sie im Folgenden ausführlicher beschrieben wird, gerichtet.
  • WO-A-03/084449 offenbart eine Endoprothese, die ein erstes Gelenkelement, das mit einer im Allgemeinen konkaven Gelenkfläche geformt ist, und ein zweites Gelenkelement, das mit einer im Allgemeinen konvexen Gelenkfläche geformt ist, die mit der konkaven Gelenkfläche gelenkig gelagert ist, einschließt, wobei das erste und das zweite Gelenkelement jeweils eine im Allgemeinen ebene Befestigungsfläche zum Befestigen an der Wirbelsaulenstruktur haben, wobei das erste Gelenkelement einen Umriss einschließt, der durch eine Schnittfläche definiert wird, die in einem Winkel, ungleich null, im Verhältnis zu seiner Befestigungsfläche durch einen Abschnitt des ersten Gelenkelements schneidet, und das zweite Gelenkelement einen Umriss einschließt, der durch eine Schnittfläche definiert wird, die in einem Winkel, ungleich null, im Verhältnis zu seiner Befestigungsfläche durch einen Abschnitt des zweiten Gelenkelements schneidet.
  • Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gelenkelement mehrere knollenförmige Gelenkflächen umfasst, die mit dem zweiten Gelenkelement gelenkig gelagert sind.
  • Die Endoprothese kann eines oder mehrere der folgenden Merkmale einschließen. Zum Beispiel können die Umrisse durch das Schneiden einer Sphäre definiert sein. Zum Beispiel können die Schnittflächen einen „halbmond"-förmigen Umriss, einen rechteckigen Umriss, einen zylindrischen Umriss, einen geschossförmigen Umriss, einen trapezförmigen Umriss, einen ovalen Umriss oder einen halb kreisringförmigen Umriss definieren.
  • Die Krümmungsradien des ersten und des zweiten Gelenkelements können im Allgemeinen zusammenpassen oder nicht. Die Berührungsflächen des ersten und des zweiten Gelenkelements können im Allgemeinen zusammenpassen oder nicht. Eines der Gelenkelemente kann einen Gelenkabschnitt einschließen, der in einer Aussparung angebracht ist, die in einem Befestigungsabschnitt geformt ist. Alternativ dazu kann eines der Gelenkelemente einen Befestigungsabschnitt einschließen, der in einer Aussparung angebracht ist, die in einem Gelenkabschnitt geformt ist. Die Befestigungsflächen können Vorsprünge einschließen, um die Befestigung an der Wirbelsäulenstruktur zu verbessern. Ein Elastomerelement kann zwischen dem ersten und dem zweiten Gelenkelement angeordnet sein. Eines der Gelenkelemente kann ein Element mit veränderlicher Höhe einschließen, dessen Vorspringen von seiner Befestigungsfläche eingestellt werden kann.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • In den Zeichnungen:
  • sind 1A und 1B Illustrationen in vereinfachter perspektivischer Draufsicht bzw. auseinandergezogener Ansicht einer Endoprothese,
  • ist 2 eine Achsendarstellung einer Sphäre, aus der die Umrisse der Endoprothese von 1A und 1B geschnitten werden können,
  • sind 3A bis 3G vereinfachte Illustrationen verschiedener Formen von Gelenkelementen, die aus einer Sphäre gestaltet werden können, gesehen in dem Querschnitt längs der X-Y-Ebene,
  • sind 4A bis 4E Seitenschnittansichten von Ausführungsformen, gesehen in dem Querschnitt längs der Y-Z-Ebene,
  • sind 5A bis 5F Beispiele von Schnittformen, welche die Formen erzeugen können, die in 3A bis 3G zu sehen sind, gesehen längs der Z-Achse, und
  • sind 6A bis 6C vereinfachte Illustrationen einer Endoprothese, wobei zwei Gelenkelemente gegenüber einem dritten Gelenkelement gelenkig gelagert sind,
  • sind 7A bis 7C vereinfachte Illustrationen einer Endoprothese, die im Aufbau der Endoprothese von 6A bis 6C ähnlich sein kann, außer, dass das dritte Gelenkelement als ein hohles Element aufgebaut sein kann,
  • sind 8A bis 8C vereinfachte Illustrationen einer Endoprothese, wobei ein erstes Gelenkelement mehrere knollenförmige Gelenkflächen umfasst, die mit einem zweiten Gelenkelement gelenkig gelagert sind,
  • sind 9A bis 9C vereinfachte Illustrationen einer Endoprothese, ähnlich der von 8A bis 8C, aber mit einem zusätzlichen Elastomerelement zwischen dem ersten und dem zweiten Gelenkelement, und
  • sind 10A bis 10C vereinfachte Illustrationen einer Endoprothese, wobei eines der Gelenkelemente ein Element mit veränderlicher Höhe ist.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Es wird nun Bezug genommen auf 1A und 1B, die eine Bandscheiben-Endoprothese 10 illustrieren. Die Endoprothese 10 kann aus einer beliebigen Kombination von Materialien gestaltet sein, die für Wirbelsäulenprothesen verwendet werden, wie beispielsweise, aber ohne darauf begrenzt zu sein, Keramik, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Metall, Metall-Legierung, Kobalt-Chrom-Wolfram-Nickel-Legierung, Kobalt-Chrom-Mangan-Legierung, Kobalt-Chrom-Legierung, Kobalt-Chrom-Molybdän- Legierung, Chrom-Nickel-Mangan-Legierung, Sintermetall-Legierung, rostfreier Stahl 316L, Ti 6Al-4V ELI, Polymer, Polyurethan, Polyethylen, verschleißfestes Polyethylen, vernetztes Polyethylen, thermoplastisches Polymer, Biomaterial, Polycaprolacton, diffusionsgehärtetes Material, Ti-13-13, Zirkoniumlegierung, Nioblegierung, mit oder ohne poröses Beschichtungssystem, hydrophiles Beschichtungssystem, Hydroxyapatit-Beschichtungssystem und Tricalciumphosphat-Beschichtungssystem.
  • Die Endoprothese 10 kann aus wenigstens zwei oder mehr Teilen hergestellt sein, wobei es zwei Gelenkteile gibt.
  • Die Endoprothese 10 kann ein erstes Gelenkelement 12, das mit einer im Allgemeinen konkaven Gelenkfläche 14 geformt ist, und ein zweites Gelenkelement 16, das mit einer im Allgemeinen konvexen Gelenkfläche 18 geformt ist, die mit der konkaven Gelenkfläche 14 gelenkig gelagert ist, einschließen. Das erste und das zweite Gelenkelement 12 und 16 können im Allgemeinen ebene Befestigungsflächen 20 bzw. 22 zum Befestigen an der Struktur der Wirbelsäule haben. Die Befestigungsfläche 20 kann im Allgemeinen flach sein, wobei sie durch eine Ebene 24 (z. B. eine horizontale Ebene) definiert wird, die einen Abschnitt des ersten Gelenkelements 12, der mit Abstand von der Gelenkfläche 14 angeordnet ist, durchschneidet und abstumpft. Auf gleiche Weise kann die Befestigungsfläche 22 im Allgemeinen flach sein, wobei sie durch eine andere Ebene 26 (z. B. eine horizontale Ebene) definiert wird, die einen Abschnitt des zweiten Gelenkelements 16, der mit Abstand von der Gelenkfläche 18 angeordnet ist, durchschneidet und abstumpft.
  • Die Befestigungsflächen 20 und 22 können Zacken oder andere Vorsprünge 29 einschließen, um die Befestigung an der Wirbelsäulenstruktur zu verbessern.
  • Bei einer Ausführungsform schließt das erste Gelenkelement 12 einen Umriss 28 ein, der durch eine Schnittfläche 30 definiert wird, die in einem Winkel, ungleich null, im Verhältnis zu der Ebene 24 durch einen anderen Abschnitt des ersten Gelenkelements 12 schneidet. Ähnlich schließt das zweite Gelenkelement 16 einen Umriss 32 ein, der durch eine Schnittfläche 34 definiert wird, die in einem Winkel, ungleich null, im Verhältnis zu der Ebene 26 durch einen anderen Abschnitt des zweiten Gelenkelements 16 schneidet. Zum Beispiel können die Schnittflächen 30 und 34 eine „Halbmond"- oder „Bananen"-Form schneiden, welche die Umrisse 28 und 32 des ersten und des zweiten Gelenkelements 12 bzw. 16 definiert.
  • Die Umrisse 28 und 32 der Endoprothese 10 können aus einer Sphäre oder sphärenartigen Form 40 (einfach als Sphäre 40 bezeichnet) geschnitten sein, die in 2 gezeigt wird. Die Achsendarstellung der Sphäre 40 in 2 unterstützt das Verständnis der verschiedenen Querschnitte in den im Folgenden erläuterten Figuren.
  • 3A bis 3G illustrieren verschiedene Formen zusätzlicher Ausführungsformen von Gelenkelementen 16, die aus einer Sphäre 40 gestaltet werden können, gesehen in dem Querschnitt längs der Ebene X-Y. 3A zeigt einen rechteckigen oder zylindrischen Umriss. 3B zeigt einen geschossförmigen Umriss. 3C zeigt einen trapezförmigen Umriss mit spitzig geflügelten Vorsprüngen von der Basis des Trapezoids. 3D zeigt einen ovalen oder elliptischen Umriss. 3E zeigt den bananenförmigen Umriss, wie er bei der Ausführungsform von 1A gezeigt wird. 3F zeigt den bananenförmigen Umriss, wie er bei der Ausführungsform von 1A gezeigt wird, aber mit einem abgestumpften Ende der Bananenform. 3G zeigt einen halb-kreisringförmigen (halb-kringelförmigen) Umriss.
  • In 4A bis 4E werden verschiedene Beispiele von Gelenkausführungsformen, gesehen in dem Querschnitt längs der Ebene Y-Z, illustriert. Die im Allgemeinen konkave erste Gelenkfläche 14 des ersten Gelenkelements 12 kann so gestaltet sein, dass sie in verschiedenen Graden von passenden gegenüberliegenden Flächen gelenkig gelagert ist. 4A illustriert einen verhältnismäßig hohen Grad von eng miteinander zusammenpassenden Flächen (das heißt, die Krümmungsradien passen im Allgemeinen zusammen oder sind identisch, und die Berührungsflächen passen ebenfalls im Allgemeinen zusammen oder sind identisch) längs des Großteils ihrer jeweiligen Gelenkflächen 18 bzw. 14. 4B illustriert ein Bespiel einer Ausführungsform, wobei die jeweiligen Gelenkflächen 18 und 14 nicht eng zusammenpassen, das heißt, die Krümmungsradien passen nicht zusammen. 4C ist eine Illustration einer Ausführungsform, wobei die Gelenkflächen 18 und 14 eng zusammenpassen, wobei aber die Berührungsflächen zwischen den Gelenkflächen 18 und 14 nicht die gleichen sind.
  • 4D ist eine Illustration einer Ausführungsform, wobei eines der Gelenkelemente aus zwei Teilen aufgebaut ist, einem Gelenkabschnitt 41, der in einer Aussparung 43 angebracht ist, die in einem Befestigungsabschnitt 42 geformt ist. 4E ist eine Illustration einer Ausführungsform, wobei eines der Gelenkelemente aus zwei Teilen aufgebaut ist, einem Befestigungsabschnitt 44, der in einer Aussparung 46 angebracht ist, die in einem Gelenkabschnitt 45 geformt ist.
  • Einige Beispiele von Schnittformen, welche die Formen erzeugen, die in 3A bis 3G zu sehen sind, werden in 5A bis 5F, gesehen längs der Z-Achse, illustriert.
  • Es wird nun Bezug genommen auf 6A bis 6C, die eine Endoprothese illustrieren. Bei dieser Ausführungsform sind zwei Gelenkelemente 50 und 52 mit im Allgemeinen ebenen Befestigungsflächen an ihren Außenflächen gegenüber einem dritten Gelenkelement 54 an ihren Innenflächen gelenkig gelagert. Bei der illustrierten Ausführungsform wird gezeigt, dass die Innenflächen der Gelenkelemente 50 und 52 eine konvexe Form haben und die gegenüberliegenden Gelenkflächen des dritten Gelenkelements 54 eine konkave Form haben. Bei einem anderen Beispiel können die Innenflächen der Gelenkelemente 50 und 52 eine konkave Form haben, und die gegenüberliegenden Gelenkflächen des dritten Gelenkelements 54 können eine konvexe Form haben.
  • Es wird nun Bezug genommen auf 7A bis 7C. Die Endoprothese von 7A bis 7C kann im Aufbau der Endoprothese von 6A bis 6C ähnlich sein, außer, dass das dritte Gelenkelement 54 als ein hohles Element aufgebaut sein kann.
  • Es wird mm Bezug genommen auf 8A bis 8C. Bei dieser Ausführungsform ist ein erstes Gelenkelement 60 gelenkig mit einem zweiten Gelenkelement 62 gelagert. Das erste Gelenkelement 60 kann mehrere knollenförmige Gelenkflächen 63 umfassen, die mit dem im Allgemeinen konkaven zweiten Gelenkelement 62 gelenkig gelagert sind. Die mehreren knollenförmigen Gelenkflächen 63 können zusätzliche Grade von Dreh- oder anderer Bewegung, wie beispielsweise, aber ohne darauf begrenzt zu sein, Beugung, Streckung und seitlicher Biegung, bereitstellen.
  • Es wird nun Bezug genommen auf 9A bis 9C, die eine Ausführungsform, ähnlich der von 8A bis 8C, aber mit einem zusätzlichen Elastomerelement 66 zwischen dem ersten und dem zweiten Gelenkelement 60 und 62, illustriert. Das Elastomerelement 66 ist dafür konfiguriert, der Endoprothese 10 eine Polsterwirkung hinzuzufügen.
  • Es wird nun Bezug genommen auf 10A bis 10C. Bei dieser Ausführungsform ist ein erstes Gelenkelement 70 an einem Befestigungselement 71 befestigt oder ist integral damit geformt. Ein zweites Gelenkelement 72 ist an einem zweiten Befestigungselement 73 befestigt oder ist integral damit geformt. Das zweite Gelenkelement 72 ist ein Element mit veränderlicher Höhe, das heißt, sein Vorspringen von dem zweiten Befestigungselement 73 kann eingestellt werden. Zum Beispiel kann das zweite Gelenkelement 72 eine Schraube einschließen, die auf und ab in das zweite Befestigungselement 73 geschraubt werden kann, wodurch ein Einstellen der Gesamtdicke der Endoprothese ermöglicht wird. Dies kann nützlich sein, da der Zwischenraum zwischen benachbarten Wirbeln von einem Individuum zu einem anderen variieren kann.
  • Obwohl die Erfindung in Verbindung mit spezifischen Ausführungsformen derselben beschrieben worden ist, ist es einleuchtend, dass Fachleuten auf dem Gebiet viele Alternativen, Modifikationen und Variationen offensichtlich sein werden. Dementsprechend ist beabsichtigt, alle solchen Alternativen, Modifikationen und Variationen zu umfassen, die unter die Ansprüche fallen.

Claims (7)

  1. Endoprothese, die Folgendes umfasst: ein erstes Gelenkelement (12), das mit einer im Allgemeinen konkaven Gelenkfläche (14) geformt ist, und ein zweites Gelenkelement (16), das mit einer im Allgemeinen konvexen Gelenkfläche (18) geformt ist, die mit der konkaven Gelenkfläche (14) gelenkig gelagert ist, wobei das erste und das zweite Gelenkelement (12, 16) jeweils eine im Allgemeinen ebene Befestigungsfläche (20, 22) zum Befestigen an der Wirbelsäulenstruktur haben, wobei das erste Gelenkelement (12) einen Umriss (28) umfasst, der durch eine Schnittfläche (30) definiert wird, die in einem Winkel, ungleich null, im Verhältnis zu seiner Befestigungsfläche (20) durch einen Abschnitt des ersten Gelenkelements (12) schneidet, und das zweite Gelenkelement (16) einen Umriss (32) umfasst, der durch eine Schnittfläche (34) definiert wird, die in einem Winkel, ungleich null, im Verhältnis zu seiner Befestigungsfläche (22) durch einen Abschnitt des zweiten Gelenkelements (16) schneidet, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gelenkelement (12) mehrere knollenförmige Gelenkflächen (63) umfasst, die mit dem zweiten Gelenkelement (16) gelenkig gelagert sind.
  2. Endoprothese nach Anspruch 1, wobei die Umrisse (28, 32) durch das Schneiden einer Sphäre (40) definiert sind.
  3. Endoprothese nach Anspruch 1, wobei die Schnittflächen (30, 34) wenigstens einen „halbmond"-förmigen Umriss, einen rechteckigen Umriss, einen zylindrischen Umriss, einen geschossförmigen Umriss, einen trapezförmigen Umriss, einen ovalen Umriss oder einen halb-kreisringförmigen Umriss definieren.
  4. Endoprothese nach Anspruch 1, wobei eines der Gelenkelemente (12, 16) einen Gelenkabschnitt (41) umfasst, der in einer Aussparung (43) angebracht ist, die in einem Befestigungsabschnitt (42) geformt ist.
  5. Endoprothese nach Anspruch 1, wobei eines der Gelenkelemente (12, 16) einen Befestigungsabschnitt (44) umfasst, der in einer Aussparung (46) angebracht ist, die in einem Gelenkabschnitt (45) geformt ist.
  6. Endoprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner ein Elastomerelement (66) umfasst, das zwischen dem ersten und dem zweiten Gelenkelement (12, 16) angeordnet ist.
  7. Endoprothese nach Anspruch 1, wobei eines der Gelenkelemente (70, 72) ein Element (71) mit veränderlicher Höhe umfasst, dessen Vorsprung von seiner Befestigungsfläche eingestellt werden kann.
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