DE20004693U1

DE20004693U1 - Wirbelimplantat zum Einsetzen in einen Wirbelzwischenraum

Info

Publication number: DE20004693U1
Application number: DE20004693U
Authority: DE
Original assignee: Sofamor Danek GmbH
Current assignee: Warsaw Orthopedic Inc
Priority date: 2000-03-14
Filing date: 2000-03-14
Publication date: 2001-08-30
Anticipated expiration: 2010-03-15
Also published as: EP1265562A2; WO2001068005A2; JP2003526458A; AU4568901A; CA2402654A1; JP4522637B2; CA2402654C; WO2001068005A3; AU2001245689B2

Description

1
Wirbelimplantat zum Einsetzen in einen WirbelZwischenraum

Die Erfindung betrifft ein Wirbelimplantat, welches zum Einsetzen in einen WirbelZwischenraum vorgesehen ist, um dort als Abstandhalter zwischen benachbarten Wirbelkörpern unter Aufrechterhalten des natürlichen Abstands zwischen den Wirbelkörpern mit dem umliegenden Knochengewebe dauerhaft zu verwachsen.

Derartige Wirbelimplantate werden im Falle von degenerierten oder sonst beschädigten Bandscheiben, insbesondere im Falle des Entfernens der Bandscheibe, verwendet, um die natürliche Höhe des WirbelZwischenraumes zu erhalten, deren Verringerung andernfalls mit großen Schmerzen seitens des Patienten verbunden sein kann.

Ein derartiges Wirbelimplantat ist beispielsweise aus der WO-95/08306 bekannt, welches einen in der Grundform quaderförmigen, langgestreckten Grundkörper aufweist, der mit 0 einem in seiner Höhenrichtung durchgehenden Hohlraum versehen ist und an seinem einen Stirnende eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines Handhabungswerkzeuges aufweist. Die Aufnahmeeinrichtung und das Werkzeug sind derart ausgebildet &Ggr;^^&Ngr; dass das Wirbelimplantat mittels des Werkzeugs in seiner Längsrichtung gedreht werden kann, so dass es mit einer ggf. gegenüber seiner Höhe geringeren Breite zwischen die Wirbelkörper einsetzbar ist und unter Aufspreizen des WirbelZwischenraums drehbar ist.

Ein anderes derartiges Wirbelimplantat ist aus der US 4,834,757 bekannt, dessen in der Grundform quaderförmiger Grundkörper eine als Schuppen-oder Widerhakenstruktur ausgebildete Außenfläche aufweist, um ein unbeabsichtigtes Herausgleiten des Implantats aus seiner Endlage zwischen den Wirbeln zu 5 verhindern.

Ein weiteres derartiges Wirbelimplantat ist aus der FR 97/10664 bekannt, dessen Grundkörper an seinen Stirnenden jeweils mit

zwei im Abstand voneinander angeordneten, nach außen weisenden Ansätzen versehen ist. Von den Ansätzen werden zwei voneinander abgewandte Anlageflächen zur Anlage an den kortikalen Knochenteil der Wirbelkörper ausgebildet, so dass das Wirbelimplantat unter Verhindern seines Einsinkens in die Wirbelkörper randseitig sicher an letzteren abgestützt ist.

Durch die Erfindung wird ein Wirbelimplantat zum Einsetzen in den Wirbelzwischenraum geschaffen, bei welchem die Gefahr des Einsinkens in die Wirbelkörper in seiner Endlage zwischen den Wirbeln gering ist und welches dennoch einfach und bei geringer Gefahr gegenüber Verletzungen des umliegenden Gewebes zwischen die Wirbel einsetzbar ist sowie kostengünstig herstellbar ist.

Erfindungsgemäß ist ein Wirbelimplantat zum Einsetzen in einen Wirbelzwischenraum vorgesehen, welches einen kastenförmigen, länglichen Grundkörper aufweist, der mit einem in seiner Höhenrichtung durchgehenden Hohlraum versehen ist. Der Hohlraum dient der Aufnahme von Knochenmaterial, insbesondere von 0 spongiösem Knochenmaterial, welches gegenüber dem härteren kortikalen Knochengewebe besser für das Zusammenwachsen mit umliegendem Knochengewebe geeignet ist. Der Hohlraum ist von zwei einander gegenüberliegenden Längswänden und zwei einander gegenüberliegenden Stirnwänden umgrenzt. Die querverlaufenden freien Randflächen der Stirn- und Längswände dienen als Kontaktflächen zwischen den Wirbeln und dem Wirbelimplantat. Die beiden Stirnwände sind unter Verbreiterung ihrer querverlaufenden freien Randflächen dicker ausgebildet als die beiden Längswände. Das Wirbelimplantat ist aus einem 0 faserverstärkten Kunststoffmaterial.

Die gegenüber den Längswänden dicker ausgebildeten Stirnwände bilden mit ihren dadurch gegenüber den Quer-Randflächen der Längswände breiteren Quer-Randflachen eine breite Auflage- bzw. Stützfläche zur Anlage an die randseitigen, kortikalen Abschnitte der Wirbelkörper. Der kortikale Außenrand der Wirbel, welcher gegenüber dem spongiösen Inneren der Wirbel härter ist, ist ausreichend stabil, dass während der Zeit der

Ausbildung einer Knochenbrücke durch das Implantat hindurch die in Längsrichtung der Wirbelsäule verlaufenden Druckkräfte vor allem über den Außerand der Wirbel auf das Implantat übertragen werden können. Durch die breite Ausbildung der Auflageflächen kann hierbei eine zu hohe Flächenpressung zwischen den Auflageflächen und den Wirbeln vermieden werden, was andernfalls zu einem Einsinken des Implantats in die Wirbel führen könnte. Damit sind letztere sicher und dauerhaft unter Beibehaltung des normalen Wirbelkörperabstands abgestützt.

Die Längswände können schmal ausgebildet werden, da sie kaum Stützkräfte aufzunehmen haben. Somit kann der Hohlraum vergrößert werden, wodurch mehr Knochenmaterial im Implantat aufgenommen werden kann. Hierdurch kann letztlich eine größere und damit stabilere Knochenbrücke zwischen den Wirbeln erreicht werden.

Dadurch, dass die Stützkräfte nahezu vollständig von den breiten Randflächen, welche von den Stirnwänden ausgebildet sind, aufgenommen werden, ist es auch möglich, die kortikalen Endplatten der Wirbelknochen im Bereich zwischen den beiden Stirnwänden des Wirbelimplantats zu entfernen, ohne dass die Gefahr besteht, dass das Implantat in das im Wirbelknochen vorliegende, weichere Konchenmaterial einsinkt. Das teilweise Entfernen der kortikalen Endplatten der Wirbel hat den Vorteil, dass das Knochenmaterial, welches im Hohlraum des Implantats angeordnet ist, mit dem im Wirbel vorliegenden spongiösen, weicheren Knochenmaterial in Berührung treten kann, wodurch das Zusammenwachsen des Knochenmaterials im Implantat mit dem 0 Wirbelknochen noch verbessert werden kann. Dadurch, dass die Anlageflächen durch die verdickte Ausbildung der Stirnwände des Implantats integral mit den Stirnwänden ausgeformt sind, wird eine außenseitig ansatz- und vorsprungsfreie, integrale Implantatkonstruktion erreicht. Das Implantat kann daher in einfacher Weise außenseitig in insgesamt abgerundeter Weise mit gebrochenen Kanten vorgesehen werden. Dies hat den Vorteil, dass es ohne die Gefahr, an umliegendem Gewebe anzuecken, einfach in den WirbelZwischenraum eingesetzt werden kann,

wodurch ferner auch ungewollte Verletzungen des Gewebes vermieden werden. Um eine möglichst große Knochenbrücke zwischen den Wirbeln zu erzielen, ist der Hohlraum mit einer dem Grundkörper entsprechenden Form vorgesehen. Das heißt, der Hohlraum ist in seiner Grundform ebenfalls bevorzugt kastenförmig und in seinen Abmessungen insoweit den Außenabmessungen des Grundkörpers angenähert, dass hinsichtlich der Trag- und Stützwirkung des Implantats noch ausreichend stabile Stirn- und Längswände vorliegen.

Die kompakte und einfache Konstruktion des erfindungsgemäßen Wirbelimplantats hat den weiteren Vorteil, dass das Wirbelimplantat rationell und damit ökonomisch hergestellt werden kann und somit insbesondere für die Serienherstellung geeignet ist. Die Anzahl zusätzlicher, insbesondere spanender Bearbeitungsschritte ist verringert. Die kompakte Bauweise des Implantats ermöglicht es, faserverstärktes Kunststoffmaterial, wie Glasfaser- und/oder Kohlenstoffaserverbundwerkstoff (CFK), als Implantatmaterial vorzusehen, dessen Einsatz bei 0 Implantaten aus Kostengründen sowie wegen der hohen Lebensdauer und der guten Veträglichkeit seitens des menschlichen Organismus bevorzugt ist. Ein Implantat mit demgegenüber komplizierterer Struktur ist dagegen eher ungeeignet für den Einsatz von Faserverbundmaterial, da sich eine sichere Festigkeits-Auslegung eines komplizierten Bauteils bei Verwendung von Faserverbundwerkstoffen schwierig gestaltet. Das Implantatmaterial weist bevorzugt Kohlenstoff-Langfasern, insbesondere Kohlenstoff-Endlosfasern, auf, mit denen bei günstiger Herstellung des Implantats eine gezielt hohe Implantatfestigkeit erzielt werden kann. Dem Implantatmaterial ist ferner vorteilhafterweise ein Röntgenkontrastmittel beigefügt ist, damit die Endlage des Implantats mittels Röntgens jederzeit überprüfbar ist.

5 Nach dem Einsetzen des Implantats in den Wirbelzwischenraum wird das Implantat durch den von den Wirbeln erzeugten Anpreßdruck sowie durch ein gegebenenfalls vorgefertiges Lagerbett, welches vorab beispielsweise durch Fräsen im Gewebe

ausgebildet wurde, in Position gehalten. Um ein Verrutschen des Implantats aus seiner Endlage noch besser zu verhindern, kann die Außenfläche des Implantats insgesamt aufgerauht sein, wodurch sich das umliegende Gewebe mit der rauhen Außenhaut des Implantats leicht verzahnt, was einer unbeabsichtigten Implantatbewegung entgegenwirkt. Vorteilhafterweise ist in den querverlaufenden freien Randflächen der Stirnwände jeweils eine Kerbe ausgebildet, die in Breitenrichtung des Grundkörpers verläuft. Die Kerbe hat zum einen den Vorteil, dass sie, nicht abstehend von dem Implantatkörper, in einfacher Weise in diesem integral ausgebildet werden kann. Die Kerbe behindert ferner nicht das einfache Einsetzen des Implantats in den Wirbelzwischenraum. Ferner wird bewirkt, dass sich das Knochengewebe, welches auf der Anlagefläche des Implantats unter Druck aufliegt, leicht in die Kerbe absetzt, wodurch das Implantat in seiner Längsrichtung fixiert wird. Indem das Implantat in seiner Längsrichtung in den Wirbelzwischenraum eingeschoben wird, kann die Fixierung in Breitenrichtung des Implantats dadurch erreicht werden, dass in den Wirbeln eine an 0 die Implantatbreite angepasste Nut ausgeformt wird, in welche das Implantat in seiner Breitenrichtung formschlüssig mit der Nut und damit seitlich fixiert eingeschoben werden kann.

Obwohl das Implantat beispielsweise insgesamt in einer streng mathematischen Quaderform mit geraden Seitenkanten und ebenen Seitenflächen ausgebildet sein kann, hat der Grundkörper vorteilhafterweise in seiner Breitenrichtung gesehen eine konvexe Form mit jeweils nach außen gewölbten Längsseiten. Diese Form hat den Vorteil, dass das Implantat ohne vorherige 0 spanende Bearbeitung der Wirbelkörper direkt enganliegend zwischen diese einpassbar ist, da die natürliche Form der stirnseitigen Wirbelendplatten, in Seitenrichtung der Wirbelsäule gesehen, entsprechend der konvexen Form des Implantats beidseitig konkav ausgebildet ist. Die Mündungsseiten des Implantats, d.h. diejenigen Implantatseiten, an denen der Hohlraum ausmündet, verlaufen damit ebenfalls gekrümmt, so dass das im Implantat angeordnete Knochenmaterial über die gesamte Hohlraummündung hinweg im Kontakt mit dem

umliegenden Wirbelknochen ist. Die erreichte formschlüssige Konvex-Konkav-Passung zwischen dem Implantat und den Wirbelkörpern hat den weiteren Vorteil, dass das Implantat in seiner Längsrichtung gegen ein Herausgleiten aus seiner Endlage geschützt ist. Die anderen beiden Seitenflächen des Grundkörpers, d.h. die Außenflächen der Längswände, sind bevorzugt zueinander parallel und eben ausgebildet, was, wie weiter unten erläutert wird, hinsichtlich des Einsetzens des Implantats in den Wirbel Zwischenraum Vorteile mitsichbringt.

Obwohl das Dickenverhältnis der Längs- und Stirnwände unterschiedlich wählbar ist, sind die beiden Stirnwände vorteilhafterweise wenigstens doppelt so dick, bevorzugt 2,5 mal so dick, wie die Längswände ausgebildet. Bei diesen Dickenverhältnissen besteht ein sehr gutes Verhältnis, mit welchem eine stabile Abstützung der Wirbel bei minimalem Raumerfordernis für das Wirbelimplantat und maximaler Hohlraumgröße zur Ausbildung einer großen Knochenbrücke zwischen den Wirbeln erreicht wird.

In den beiden Längswänden des Hohlraums ist bevorzugt jeweils mindestens ein Durchgangsloch ausgebildet. Hierdurch kann auch ein seitliches Einwachsen bzw. ein insgesamt umseitiges Einwachsen des Implantats in das umliegende (Knochen-)Gewebe erreicht werden, wodurch der Sitz des Implantats nachhaltig sicherer ist. Ferner gewähren die seitlichen Durchgangslöcher den umliegenden Blutgefäßen einen Zugang zum Knochen, wodurch dessen Nährstoffversorgung und damit letztlich das Einwachsen des Implantats verbessert werden. Obwohl auch eine Vielzahl kleinerer Löcher in den Längswänden ausgebildet sein kann, deren Durchmesser im Verhältnis zu der Höhe der Längswand gering ist, sind bevorzugt jeweils maximal zwei große Durchgangslöcher in den Längswänden ausgebildet, deren Durchmesser etwa der Hälfte der Höhe der Längswände an jener 5 Längsposition entspricht, an der das Durchgangsloch vorgesehen ist. Dadurch wird bereits beim Befallen des Hohlraums mit Knochenmaterial dieses aus den seitlichen Durchgangsöffnungen nach außen gedrückt und kann anschließend in Kontakt mit dem

7
umliegenden Gewebe gelangen.

Das erfindungsgemäße Wirbelimplantat kann direkt in seiner vorgesehenen Endausrichtung längsseitig in den WirbelZwischenraum eingeschoben werden. Im Falle dass die natürliche Höhe des WirbelZwischenraums und damit die Implantathöhe jedoch größer ist als die Implantatbreite, wie insbesondere bei zwischen den Lendenwirbeln eingesetzten Implantaten, sowie im Falle dass das bevorzugte, konvexförmige Implantat verwendet wird, ist es von Vorteil, das Implantat um 90° in seiner Längsrichtung gedreht mit seinen ebenen Seitenflächen an die Wirbelkörper anliegend in den WirbelZwischenraum einzuschieben. Anschließend ist es dann erforderlich, das Implantat, ggf. unter Aufspreizen des WirbelZwischenraums, in seiner Längsrichtung um 90° in seine Endlage zurückzudrehen. Um diese vorteilhafte Einsetzmethode anwenden zu können, weist der Grundkörper bevorzugt an seinem hinteren, stirnseitigen Endabschnitt eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines Handhabungswerkzeugs auf, so dass mit 0 letzterem ein Drehmomemt in Längsrichtung des Grundkörpers auf diesen ausübbar ist. Die Aufnahmeeinrichtung ist vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass das Implantat in einfacher Weise fest an dem Handhabungswerkzeug angebracht werden kann, so dass letzteres auch als Einsetzwerkzeug zum Einschieben des Implatats in den Wirbelzwischenraum verwendet werden kann.

Die Aufnahmeeinrichtung weist bevorzugt ein in der Stirnwand des Grundkörpers mittig ausgebildetes und nach außen offenes 0 Loch und zwei seitlich des Loches in der Stirnwand des Grundkörpers ausgebildete Nuten auf, welche nach außen hin offen sind. Durch diese im Grundkörper versenkt vorgesehene Aufnahmeeinrichtung bleibt das Implantat vorsprungs- bzw. ansatzfrei. In das mittige Loch sowie in die seitlichen Nuten 5 können entsprechende Gegenstücke am Werkzeug eingreifen. Das Loch dient dem Ausrichten des Implantats zu dem Werkzeug und kann, wie anhand der nachfolgend beschriebenen Ausfuhrungsform erläutert, auch zum Festhalten des Implantats am Werkzeug

verwendet werden. Über die beiden Nuten ist von dem Werkzeug ein Drehmoment in das Implantat in dessen Längsrichtung, d.h. um dessen Längsrichtung, einleitbar.

Um ein Abgleiten des Handhabungswerkzeugs vom Implantat zu verhindern, ist die Aufnahmeeinrichtung vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass sie auch als Halteeinrichtung dient. Das Handhabungswerkzeug kann beispielweise mit einer Klammer versehen sein, mit welcher das Implantat z.B. durch Eingreifen in die Kerben festgehalten werden kann. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedoch das Loch der Aufnahmeeinrichtung als Gewindeloch ausgebildet. Damit kann ein entsprechendes Gegenstück des Handhabungswerkzeugs, wie ein Gewindebolzen, fest mit dem Implantat verschraubt werden, so dass das Implantat zu einem Bauteil mit dem Handhabungswerkzeug verbunden ist und vom Chirurgen gemeinsam mit letzterem bewegt und damit exakt gehandhabt werden kann. Um die Position des Implantats bezüglich des Handhabungswerkzeugs noch genauer festzulegen, kann das Gewindeloch als Durchgangsloch 0 ausgebildet sein und kann in der Stirnwand am anderen Endabschnitt des Grundkörpers ein zu dem Durchgangsloch der Aufnahmeeinrichtung fluchtendes Durchgangsloch ausgebildet sein. Damit kann ein entsprechendes Teil am Handhabungswerkzeug unter Zentrieren des Implantats zu dem Werkzeug passend in das 5 Durchgangsloch am anderen Stirnende des Implantats eingreifen.

Die stirnseitigen Durchgangslöcher fördern zudem das stirnseitige Einwachsen von umliegendem Gewebe in das Implantat.

0 Das erfindungsgemäße Wirbelimplantat ist bevorzugt mit folgenden mechanischen Eigenschaften vorgesehen:

- statische Druckfestigkeit in Höhenrichtung: > 15.000 N

- die zu dieser Druckfestigkeit gehörige Dauerfestigkeit: > 5.000 N

- Torsionsfestigkeit (Drehmoment in (um) Längsrichtung des Implantats): > 4 Nm

Im Folgenden wird ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung von Wirbelimplantaten aus Faser-Verbundwerkstoff, wie Glas- oder Kohlefaser-Verbundwerkstoff (GFK bzw. CFK) erläutert. Dieses Verfahren ist zur Herstellung des erfindungsgemäßen Wirbelimplantats bevorzugt.

In einem ersten Schritt werden mit flüssigem Kunststoff, insbesondere Harzmaterial wie Epoxydharz, getränkte Fasern um einen Wickeldorn gewickelt. Die Fasern sind bevorzugt Kohlefasern (Kohlenstoffasern). Die Fasern werden vorteilhafterweise als Faserbündel insbesondere im Filamentwickelverfahren um den Wickeldorn gewickelt. Anschließend wird der Kunststoff ausgehärtet; dies erfolgt am besten durch gesteuerte Temperaturbehandlung. Durch das Umwickeln des Wickeldorns, der vorteilhafterweise einfach stabförmig ausgebildet ist, wird ein mit einem Hohlraum versehener, langgestreckter Grundkörper aus Faserverbundwerkstoff ausgebildet. Die Endmaße des Hohlraums werden bereits durch den Wickeldorn ausgebildet, so dass ein 0 spanendes Bearbeiten der Innenflächen der den Hohlraum umgebenden Begrezungswände nicht mehr erforderlich ist.

In einem nächsten Schritt wird der Grundkörper an seiner Außenseite derart spanend bearbeitet, dass er an seiner Außenseite allseitig ein äquidistantes Untermaß gegenüber seinen End-Außenabmessungen aufweist. Das Untermaß liegt vorteilhaftweise nahe am späteren Endmaß, damit im Zerspanschritt so wenig wie möglich Material zerspant werden muß. Aus dem gleichen Grunde wird im oben erläuterten Wickelschritt bevorzugt gerade solange Fasermaterial um den Wickeldorn gewickelt, bis der Grundkörper überall an seiner Außenseite mindestens oben genanntes Untermaß erreicht hat. Hierbei ist anzumerken, dass der Grundkörper nicht allseitig genau auf Endmaß bzw. Untermaß gewickelt werden kann, so dass 5 neben den Stellen, an denen genau Untermaß erreicht ist, Stellen vorliegen, an denen mehr Kunststoffmaterial auf den Dorn aufgewickelt ist. Als Zerspanverfahren kommen z.B. Fräs-, Schleif- und/oder Polierverfahren in Frage. Im Zerspanschritt

werden die unterschiedlichen Wandstärken der Längs- und Stirnwände durch entsprechendes Zerspanen von der Außenseite des Grundkörpers her voreingestellt. Während des Zerspanschritts ist im Hohlraum des Grundkörpers im Austausch mit dem Wickeldorn vorteilhafterweise ein Aufnahmedorn aufgenommen, der zur genauen und zentrierten Einspannung des Grundkörpers in der Einspannvorrichtung der Zerspanmaschine dient. Im nächsten Schritt werden unter annäherndem Erreichen der End-Außenabmessungen des Implantats erneut Fasern, die in Kunststoff getränkt sind, um den Grundkörper gewickelt. Das heißt, es wird solange Kunststoffmaterial um den Grundkörper gewickelt, bis dieser an jeder außenseitigen Stelle mindestens Endmaß erreicht hat, wobei, wie vorstehend erläutert, der Grundkörper jedoch nicht allseitig auf Endmaß wickelbar ist.

Dieser zweite Wickelvorgang entspricht hinsichtlich der verwendeten Materialien und des Wickelverfahrens bevorzugt dem ersten Wickelvorgang. Der zweite Wickelschritt wird mit eingebrachtem Wickeldorn durchgeführt. Im letzten Schritt wird der Grundkörper in einem zweiten Zerspanschritt unter Erreichen seiner End-Außenabmessungen außenseitig zerspant. Dieser zweite Zerspanschritt ist von seiner Durchführung her gesehen dem ersten Zerspanschritt bevorzugt entsprechend.

Durch das beschriebene Verfahren wird an den Innen- und Außenflächen des Implantats ein möglichst geschlossener Faserverlauf erzielt, wodurch die festigkeitssteigernden Eigenschaften des Fasermaterials optimal ausgenutzt werden. Im einzelnen wird an den Hohlraumbegrenzungsflächen (Innenflächen) ein völlig geschlossener Faserverlauf erzielt, da dort nach dem Wickeln kein Zerspanschritt mehr vorgesehen ist. Dadurch, dass für die Herstellung des Grundkörpers ferner zwei Wickelschritte vorgesehen sind, ist im zweiten Zerspannschritt nur noch wenig Material vom Grundkörper abzutragen, so dass an den äußeren Kunststoffschichten des Grundkörpers keine tiefgehenden 5 Verletzungen der Faserwicklung erfolgen. Das Untermaß ist gegenüber dem End-Außenmaß des Grundkörpers demnach bevorzugt so wählen, dass zwar noch eine ausreichend dicke Wickelungsschicht aufgebracht werden kann, dass aber die

Dicken-Differenzen der auf den Grundkörper ferner aufgewickelten Wicklungslagen nicht zu groß sind, um beim Zerspanen nicht wieder allzuviel Fasern verletzen zu müssen.

Als vorteilhaft ist es hierbei anzusehen, wenn das Untermaß nach dem ersten Zerspanschritt etwa 90-98%, bevorzugt 95%, des End-Außenmaßes des Grundkörpers beträgt.

Optional werden nach dem zweiten WiekelVorgang und nach dem Aushärten des Kunststoffs zusätzlich zu dem Hohlraum durch entsprechende Zerspanschritte Löcher und Nuten in den Grundkörper eingebracht. Bei dem erfindungsgemäßen Wirbelimplantat sind dies die Löcher in den Längs- und Stirnwänden sowie die Nuten der Aufnahmeeinrichtung und die Kerben in den querverlaufenden freien Randflächen der Stirnwände.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. 0 In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine dreidimensionale Ansicht eines erfindungsgemäßen Wirbelimplantats gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

5 Figur 2 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Wirbelimplantats gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Figur 3 eine Vorderansicht des Wirbelimplantats von Figur 2, 30

Figur 4 einen Längsschnitt des Wirbelimplantats von Figur 2 entlang einer mit B-B gekennzeichneten Schnittlinie,

Figur 5 eine Schnittansicht des Wirbelimplantats von Figur 2 entlang einer mit A-A gekennzeichneten Schnittlinie,

Figur 6 eine Rückansicht des Wirbelimplantats von Figur 2, und

• · &diams;

Figur 7 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Wirbelimplantats eingesetzt zwischen zwei Wirbelkörpern.

Wie aus den Figuren ersichtlich ist, wird das erfindungsgemäße Wirbelimplantat 1 von einem in der Grundform quaderförmigen, langgestreckten Grundkörper 2 gebildet. In dem Grundkörper 2 ist ein zentraler Hohlraum 3 ausgebildet, welcher von zwei Längswänden 4, 5 und zwei Stirnwänden 6, 7 des Grundkörpers 2 umgeben ist. Der Hohlraum 3 ist in Höhenrichtung H des Grundkörpers 2 durchgehend ausgebildet und ist im Grundriß als langgestrecktes Rechteck mit stirnseitig bündig angesetzten Halbkreisen vorgesehen. Der Hohlraum 3 hat über die gesamte Implantathöhe hinweg den gleichen Grundriß und ist damit hinterschneidungsfrei im Grundkörper 2 ausgebildet. Die stirnseitigen Begrenzungswände 6, 7 sind insgesamt, d.h über ihre gesamte Wandfläche hinweg, dicker ausgebildet als die längsseitigen Begrenzungswände 4, 5. Gegebenenfalls in den stirnseitigen Begrenzungswänden 6, 7 ausgebildete Ausnehmungen sind hinsichtlich ihrer Anordnung und Dimensionierung derart vorgesehen, daß die Begrenzungswände 6, 7 nicht maßgeblich geschwächt werden, her gesehe In der gezeigten Ausführungsform sind die stirnseitigen Begrenzungswände 6, 7 etwa 2,5 mal so stark wie die längsseitigen Begrenzungswände 4, 5 des Hohlraums 3 vorgesehen; hierbei wird als maßgebliche Wandstärke die Stärke in der jeweiligen Wandmitte herangezogen. Hierdurch weist der Grundkörper 2 oben und unten, an seinen beiden Mündungseiten, d.h an jenen beiden Längsseiten, an denen der Hohlraum 3 ausmündet, von den Stirnflächen der Stirnwände 6, 7 gebildete, querverlaufende freie Randflächen 8, 8', 9, 9' auf, die breiter sind als die jeweiligen, von den Stirnflächen der Längswände 4, 5 gebildeten, querverlaufenden freien Randflächen 10, 10', 11, 11'. Diese stirnseitig gebildeten Randflächen 8, 8', 9, 9' verlaufen jeweils kontinuierlich und absatzfrei. Sie dienen, wie aus Figur 7 ersichtlich ist, als randseitige Anlage- und Stützflächen an die Wirbelkörper W und nehmen die zwischen den Wirbeln W auftretenden Kräfte nahezu vollständig auf. Hierzu wird ausgenutzt, dass die Wirbelkörper W in ihrem Außenbereich härteres, kortikales Knochenmaterial K aufweisen,

während im inneren der Wirbelkörper W weicheres, spongiöses Knochenmaterial S vorliegt. Hierbei ist die aus kortikalem Knochengewebe bestehende Umfangsschale des Wirbelknochens W, an der die Stirnwände 6, 7 des Implantats 1 über die Anlageflächen 8, 8', 9, 9' angreifen, ausreichend stabil, um während der Zeit der Ausbildung der Knochenbrücke die in Längsrichtung der Wirbelsäule verlaufenden Druckkräfte aufzunehmen und randseitig an das Implantat 1 zu übertragen.

Der Grundkörper 2 hat in der Seitenansicht in Breitenrichtung B gesehen, d.h. parallel zu den Anlageflächen 8, 8', 9, 9', eine längsseitig bi-konvexe Form mit einer etwa in der Längsmitte vorgesehenen maximalen Ausbuchtung (vgl. Figuren 2, 5 und 7). Durch diese somit in Implantatbreitenrichtung gesehen linsenförmige Ausbildung des Grundkörpers 2 ist dieser enganliegend im Wirbelzwischenraum plazierbar, welcher in der Seitenansicht der menschlichen Wirbelsäule gesehen eine der Konvexform des Grundkörpers 2 entsprechende Konkavform aufweist. Hierdurch wird zum einen gewährleistet, dass das im 0 Wirbelimplantat 1 aufgenommene Knochenmaterial entlang der gesamten Länge des Hohlraums 3 in Kontakt mit den Wirbelkörpern W ist, was einem besseren Zusammenwachsen dient. Zum anderen wirkt die damit erreichte schlüssige Konkav-Konvex-Verbindung zwischen Wirbelimplantat 1 und Wirbel W einem unbeabsichtigten Herausgleiten des Implantats 1 aus dem WirbelZwischenraum entgegen.

In der Draufsicht, d.h. senkrecht zu den Anlageflächen 8, 8', 9, 9' gesehen, ist das Wirbelimplantat 1 als langgestrecktes Rechteck mit geraden Seitenlinien vorgesehen (vgl. Figur 4).

Die Ecken 12 dieser Rechteckform sind abgerundet, so dass sich das Implantat 1 aufgrund seiner in Breitenrichtung B gesehen linsenförmigen Ausbildung nach vorne hin insgesamt verjüngt (vgl. auch Figur 3). Der Radius der Abrundungen 12 beträgt etwa 5 1/3 der Implantatbreite. Wie aus Figuren 1 und 3 ersichtlich ist, sind auch die längs- und stirnseitigen Kanten des Implantats 1 abgerundet. Hierdurch kann das Implantat ohne die Gefahr unbeabsichtigt Gewebe zu verletzen in den

• #

Wirbelzwischenraum eingesetzt werden. Der Rand der Mündungsöffnungen des Hohlraums 3 ist bevorzugt nicht mit einer Abrundung versehen und bildet damit eine Kante aus. Hierdurch wird ein Bearbeitungsschritt eingespart, wodurch die Herstellungskosten weiter reduziert werden. Bezüglich dieser Kante besteht dabei beim Einsetzen des Implantats für das Gewebe nahezu keine Verletzungsgefahr, denn sie ist im Gegensatz zu den längs- und stirnseitigen Implantatkanten weiter innen angeordnet. Zur Rückseite des Implantats 1 hin verjüngt sich dieses aufgrund seiner Linsenform bis zum Erreichen der Stirnwand 7, deren Anlageflächen 9, 9' in Seitenrichtung des Implantats 1 gesehen dann annähernd parallel zur Längsrichtung des Implantats 1 verlaufen (vgl. Figuren 2, 5 und 7).

In jenen Anlageflächen 8, 8', 9, 9', welche von den Stirnwänden 6, 7 gebildet werden, ist eine jeweils in Breitenrichtung B des Implantats 1 durchgehend verlaufende Kerbe 13 ausgebildet. Die jeweilige Kerbe 13 ist als dreiecksförmige Nut vorgesehen, 0 deren Seitenflanken einen Winkel von 90° zueinander bilden; es kommen jedoch auch andere Nutformen, wie z.B. eine Rechtecksoder U-Form, in Betracht. Durch die zwischen den beiden Wirbeln W vorherrschenden Druckkräfte wird das Knochengewebe der Wirbel W teilweise leicht in die Kerben 13 gedrückt, wodurch eine zusätzliche Verankerung des Implantats 1 in seiner Endlage erreicht wird. Am hinteren Ende des Grundkörpers 2 (in Figuren 1, 2, 4, 5 und 7 als rechtes Ende dargestellt), ist eine Aufnähmeeinrichtung 14 für ein nicht dargestelltes Handhabungswerkzeug vorgesehen. Die Aufnahmeeinrichtung 14 weist ein in der Stirnwand 7 mittig ausgebildetes Durchgangsloch 15 auf, welches mit einem Innengewinde versehen ist, in welches ein mit einem entsprechenden Außengewinde versehener Abschnitt des Handhabungswerkzeugs eingeschraubt werden kann. Seitlich des Durchgangslochs 15, und zwar an jenen Seiten des Implantats 1, welche von den Hohlraummündungen abgewandt sind, ist in die jeweilige, abgerundete Eckfläche 12 der Stirnwand 7 eine Nut 16, 16' eingebracht, in die das Handhabungswerkzeug jjy.t einem ents.orechende.n Gegenstück

• · 1

eingreift, wenn das Implantat an dem Handhabungswerkeug festgeschraubt ist. Dadurch kann mittels des Handhabungswerkzeugs über die Nuten 16, 16' ein Drehmoment in Längsrichtung des Wirbelimplantats zum Verdrehen desselben ausgeübt werden.

In der vorderen Stirnwand 6 des Grundkörpers 2 ist mittig ein zu dem Gewindeloch 15 fluchtendes Durchgangsloch 17 ausgebildet. In das Durchgangsloch 17 kann ein entsprechendes Gegenstück des Handhabungswerkzeugs eingreifen, um das Implantat 1 zu dem Werkzeug zu zentrieren. Das Durchgangloch und das Gewindeloch ermöglichen anschließend auch ein stirnseitiges Knochenwachstum in das Implantat 1, was dessen Sitz verbessert.

In der Ausführungsform nach Figur 1 sind in den Längswänden 4, 5 des Hohlraums 3 jeweils zwei Durchgangslöcher 18, 18', 19, 19' ausgebildet, wohingegen in der Ausführungsform nach Figuren 2 bis 6 jeweils ein Durchgangsloch 18, 18' in den Längswänden 4,5 ausgebildet ist. Der Durchmesser der Durchgangslöcher 18, 18', 19, 19' entspricht jeweils etwa der halben Höhe des Implantats 1 an der Längsposition des jeweiligen Durchgangsloches 18, 18', 19, 19'. Durch diese Durchgangslöcher 18, 18', 19, 19' kann ein Knochenwachstum seitwärts erfolgen, was zu einer noch besseren Verankerung des Wirbelimplantats 1 im WirbelZwischenraum dient.

Claims

1. Wirbelimplantat (1) zum Einsetzen in einen Wirbelzwischenraum, welches einen kastenförmigen, länglichen Grundkörper (2) aufweist, der zur Aufnahme von Knochenmaterial mit einem in seiner Höhenrichtung (H) durchgehenden Hohlraum (3) versehen ist, welcher von zwei einander gegenüberliegenden Längswänden (4, 5) und von zwei einander gegenüberliegenden Stirnwänden (6, 7) umgrenzt ist, deren querverlaufende freie Randflächen (8, 8', 9, 9'; 10, 10', 11, 11') als Anlageflächen zwischen den Wirbeln (W) und dem Wirbelimplantat (1) dienen, wobei die beiden Stirnwände (6, 7) des Hohlraums (3) unter Verbreiterung ihrer querverlaufenden freien Randflächen (8, 8', 9, 9') dicker ausgebildet sind als die beiden Längswände (4, 5) und wobei das Implant (1) aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial ist.

2. Wirbelimplantat (1) nach Anspruch 1, wobei in den querverlaufenden freien Randflächen (8, 8', 9, 9') der beiden Stirnwände (6, 7) jeweils eine Kerbe (12, 12', 13, 13') ausgebildet ist, die in Breitenrichtung (B) des Grundkörpers (2) verläuft.

3. Wirbelimplantat (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Grundkörper (2) in seiner Breitenrichtung (B) gesehen eine jeweils längseitig nach außen gewölbte Form hat.

4. Wirbelimplantat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die beiden Stirnwände (6, 7) wenigstens doppelt so dick, bevorzugt 2, 5 mal so dick, wie die Längswände (4, 5) ausgebildet sind.

5. Wirbelimplantat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in den beiden Längswänden (4, 5) des Hohlraums (3) jeweils mindestens ein Durchgangsloch (18, 18', 19, 19') ausgebildet ist.

6. Wirbelimplantat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Grundkörper (2) an einem stirnseitigen Endabschnitt eine derartige Aufnahmeeinrichtung (14) zur Aufnahme eines Handhabungswerkzeugs aufweist, dass mit diesem ein Drehmoment in Längsrichtung des Grundkörpers (2) auf diesen ausübbar ist.

7. Wirbelimplantat (1) nach Anspruch 6, wobei die Aufnahmeeinrichtung (14) ein in der Stirnwand (7) des Grundkörpers (2) mittig ausgebildetes, nach außen offenes Loch (15) und zwei seitlich des Loches (15) in der Stirnwand (7) des Grundkörpers (2) ausgebildete Nuten (16, 16') aufweist, welche nach außen hin offen sind.

8. Wirbelimplantat (1) nach Anspruch 7, wobei das Loch (15) der Aufnahmeeinrichtung (14) als Gewindeloch ausgebildet ist.

9. Wirbelimplantat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Implantatmaterial gewickelte Kohlenstoff-Langfasern aufweist.

10. Wirbelimplantat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Implantatmaterial ein Röntgenkontrastmittel aufweist.

11. Wirbelimplantat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die beiden Längswände (4, 5) parallel zueinander verlaufen.

12. Wirbelimplantat (1) zum Einsetzen in einen Wirbelzwischenraum, welches einen kastenförmigen, länglichen Grundkörper (2) aufweist, der zur Aufnahme von Knochenmaterial mit einem in seiner Höhenrichtung (H) durchgehenden Hohlraum (3) versehen ist, welcher von zwei einander gegenüberliegenden Längswänden (4, 5) und von zwei einander gegenüberliegenden Stirnwänden (6, 7) umgrenzt ist, deren querverlaufende freie Randflächen (8, 8', 9, 9'; 10, 10', 11, 11') als Anlageflächen zwischen den Wirbeln (W) und dem Wirbelimplantat (1) dienen, wobei die beiden Stirnwände (6, 7) des Hohlraums (3) unter Verbreiterung ihrer querverlaufenden freien Randflächen (8, 8', 9, 9') dicker ausgebildet sind als die beiden Längswände (4, 5), wobei das Implant (1) aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial ist und wobei das Implantat außenseitig vorsprungsfrei ausgebildet ist.

13. Wirbelimplantat (1) nach Anspruch 12, wobei in den querverlaufenden freien Randflächen (8, 8', 9, 9') der beiden Stirnwände (6, 7) jeweils eine Kerbe (12, 12', 13, 13') ausgebildet ist, die in Breitenrichtung (B) des Grundkörpers (2) verläuft.

14. Wirbelimplantat (1) nach Anspruch 12 oder 13, wobei der Grundkörper (2) in seiner Breitenrichtung (B) gesehen eine jeweils längseitig nach außen gewölbte Form hat.

15. Wirbelimplantat (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die beiden Stirnwände (6, 7) wenigstens doppelt so dick, bevorzugt 2, 5 mal so dick, wie die Längswände (4, 5) ausgebildet sind.

16. Wirbelimplantat (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei in den beiden Längswänden (4, 5) des Hohlraums (3) jeweils mindestens ein Durchgangsloch (18, 18', 19, 19') ausgebildet ist.

17. Wirbelimplantat (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei der Grundkörper (2) an einem stirnseitigen Endabschnitt eine derartige Aufnahmeeinrichtung (14) zur Aufnahme eines Handhabungswerkzeugs aufweist, dass mit diesem ein Drehmoment in Längsrichtung des Grundkörpers (2) auf diesen ausübbar ist.

18. Wirbelimplantat (1) nach Anspruch 17, wobei die Aufnahmeeinrichtung (14) ein in der Stirnwand (7) des Grundkörpers (2) mittig ausgebildetes, nach außen offenes Loch (15) und zwei seitlich des Loches (15) in der Stirnwand (7) des Grundkörpers (2) ausgebildete Nuten (16, 16') aufweist, welche nach außen hin offen sind.

19. Wirbelimplantat (1) nach Anspruch 18, wobei das Loch (15) der Aufnahmeeinrichtung (14) als Gewindeloch ausgebildet ist.

20. Wirbelimplantat (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 19, wobei das Implantatmaterial gewickelte Kohlenstoff-Langfasern aufweist.

21. Wirbelimplantat (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 20, wobei das Implantatmaterial ein Röntgenkontrastmittel aufweist.

22. Wirbelimplantat (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 21, wobei die beiden Längswände (4, 5) parallel zueinander verlaufen.