DE102008005998B4

DE102008005998B4 - Zwischenwirbelimplantat

Info

Publication number: DE102008005998B4
Application number: DE102008005998A
Authority: DE
Inventors: Jens Dipl.-Ing.(Univ) Beger; Cécile Dipl.-Ing.(Unvi./TU) Wagner; Alexander Dipl.-Ing.(Fh) Haas
Original assignee: Aesculap AG
Current assignee: Aesculap AG
Priority date: 2008-01-25
Filing date: 2008-01-25
Publication date: 2010-01-14
Anticipated expiration: 2028-01-26
Also published as: US20090192614A1; US8021424B2; DE102008005998A1; DE202008001079U1

Abstract

Zwischenwirbelimplantat mit einem Kern aus einem quellfähigen Material und mit einer Wirbelkörper-Anlagefläche auf seiner Oberseite und/oder seiner Unterseite, die mit dem quellfähigen Kern verbunden ist, wobei die Wirbelkörper-Anlagefläche mehrere Stützelemente umfasst, die jeweils nebeneinander und einzeln in dem Kern verankert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirbelkörper-Anlagefläche mehrere voneinander getrennte, nebeneinander und außerhalb des Kernes (2) angeordnete Anlageelemente (6) umfasst, die von den Stützelementen (5) getragen werden und die in der Ebene der Wirbelkörper-Anlagefläche gegeneinander bewegbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zwischenwirbelimplantat mit einem Kern aus einem quellfähigen Material und mit einer Wirbelkörper-Anlagefläche auf seiner Oberseite und/oder seiner Unterseite, die mit dem quellfähigen Kern verbunden ist, wobei die Wirbelkörper-Anlagefläche mehrere Stützelemente umfasst, die jeweils nebeneinander und einzeln in dem Kern verankert sind.
Ein solches Zwischenwirbelimplantat ist beispielsweise in der DE 20 2006 005 896 U1 beschrieben. Ein solches Zwischenwirbelimplantat weist zwei Endplatten aus Metall oder Kunststoff auf, zwischen denen ein Hydrogelkern angeordnet ist, der aus einem quellfähigen Material besteht, das unter Aufnahme von Wasser sein Volumen vergrößern kann und daher eine gewisse strukturelle Ähnlichkeit zu einer natürlichen Bandscheibe aufweist. Um den quellfähigen Kern mit einer einteiligen, starren Endplatte zu verbinden, wird bei dem bekannten Zwischenwirbelimplantat die Endplatte mit faden- oder stabförmigen Verankerungsabschnitten versehen, die im Abstand von der Endplatte verlaufen und in den Kern aus quellfähigem Material eintauchen.
Bei der bekannten Konstruktion wird eine starre Endplatte benutzt, so dass aufgrund des unterschiedlichen Ausdehnungsverhaltens der aus Metall oder einem Kunststoff bestehenden Endplatte einerseits und dem quellfähigen Kern andererseits beim Aufquellen des quellfähigen Materials große Scherkräfte entstehen. Außerdem hat ein solches Zwischenwirbelimplantat einen relativ großen Querschnitt, da dieser Querschnitt u. a. durch die Ausdehnung der Endplatte bestimmt wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Zwischenwirbelimplantat so auszubilden, dass das Auftreten hoher Scherkräfte zwischen der Wirbelkörper-Anlagefläche einerseits und dem quellfähigen Kern andererseits weitgehend vermieden wird, außerdem soll das Einsetzen des Zwischenwirbelimplantates durch eine enge Körperöffnung erleichtert werden.
Diese Aufgabe wird bei einem Zwischenwirbelimplantat der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Wirbelkörper-Anlagefläche mehrere voneinander getrennte, nebeneinander und außerhalb des Kernes angeordnete Anlageelemente umfasst, die von den Stützelementen getragen werden und die in der Ebene der Wirbelkörper-Anlagefläche gegeneinander bewegbar sind.
Bei der angegebenen Konstruktion eines Zwischenwirbelimplantates wird also die Wirbelkörper-Anlagefläche aufgelöst in einzelne, nebeneinander angeordnete Anlageelemente, die sich in der Ebene der Wirbelkörper-Anlagefläche gegeneinander bewegen können. Diese Anlageelemente stützen sich über Stützelemente in dem Kern ab, so dass beim Aufquellen des Kernes und bei seiner Ausdehnung in einer Richtung parallel zur Ebene der Wirbelkörper-Anlagefläche eine solche Ausdehnung durch die Anlageelemente in keiner Weise behindert wird, da diese sich in der Ebene der Wirbelkörper-Anlagefläche unabhängig voneinander frei bewegen können und daher keine Behinderung der Ausdehnung des Kernes durch den Quellvorgang mit sich bringen. Implantate mit Anlageflächen, die mehrere voneinander getrennte, nebeneinander angeordnete Anlageelemente aufweisen, sind auch aus der DE 103 33 659 A1 sowie der US 2004/0249464 A1 bekannt, jedoch handelt es sich dabei nicht um Implantate mit einem Kern aus quellfähigem Material.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind jeweils ein Stützelement und ein Anlageelement dauerhaft miteinander verbunden, insbesondere können ein Stützelement und ein Anlageelement einstückig miteinander ausgebildet sein. Bei einer solchen Ausgestaltung ist es ohne weiteres deutlich, dass beim Aufquellen des Kernes und bei der Änderung der Dimension des Kernes in der Ebene der Wirbelkörper-Anlagefläche die einzelnen Anlage- und Stützelemente einfach nur seitlich bewegt werden, d. h. der Abstand der Anlageelemente voneinander wird vergrößert, es werden aber keine erhöhten Scherkräfte in den Kern eingeleitet.
Das Zwischenwirbelimplantat hat durch die Ausgestaltung der Wirbelkörper-Anlagefläche im nicht gequollenen Zustand des Kerns, also beim Einführen in den Körper, einen besonders kleinen Querschnitt, da die einzelnen Anlageelemente einander maximal angenähert sind, erst beim Quellen des quellfähigen Materials im Körper entfernen sich die Anlageelemente voneinander und bedecken dann die gesamte Wirbelkörper-Anlagefläche, über welche die Abstützung am benachbarten Wirbelkörper erfolgt. Die von den Anlageelementen beim Einführen eingenommene Querschnittsfläche ist also kleiner als die Querschnittsfläche, die die Wirbelkörper-Anlagefläche nach dem Aufquellen aufweist.
Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform sind die Stützelemente Kugeln, die teilweise in den Kern eingebettet sind und deren aus dem Kern hervorstehender Teil jeweils ein Anlageelement ausbildet. Diese Kugeln können über die Querschnittsfläche des Kernes gleichmäßig verteilt sein und somit eine Vielzahl von Stützpunkten ausbilden, an denen der benachbarte Wirbelkörper abgestützt wird.
Bei einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Stützelement einen in den Kern eintauchenden Fuß mit einer Verbreiterung aufweist, insbesondere kann die Verbreiterung die Form einer Kugel haben. Auf diese Weise wird das Stützelement im Kern sicher verankert, die Verbreiterung bildet eine Hinterschneidung aus, die dafür sorgt, dass das Stützelement im Kern abgestützt ist und somit eine Last übertragen kann, außerdem ist der Fuß auch gegen ein Verschwenken gesichert, da er teilweise in das Material des quellfähigen Kernes eintaucht.
Es ist günstig, wenn das Anlageelement plattenförmig ausgebildet ist.
Dabei können insbesondere alle Anlageelemente in einer Ebene liegen.
Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Anlageelemente bei nicht gequollenem Kern ohne Überdeckung nebeneinander liegen. Beim Einsetzen in den Körper bilden somit die Anlageelemente eine geschlossene Anlagefläche aus, die dann nach dem Einführen durch das Quellen des quellfähigen Materials in einzelne Bereiche auseinandergezogen wird.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Anlageelemente bei nicht gequollenem Kern sich in einem Randbereich überdeckend nebeneinander liegen. Insbesondere können die Anlageelemente in dem sich bei nicht gequollenem Kern überdeckenden Randbereich abgeschrägt sein. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass auch bei gequollenem Kern und bei voneinander entfernten Anlageelementen zwischen den Anlageelementen nur ein kleiner oder gar kein Spalt entsteht, also eine im Wesentlichen vollflächige Abstützung möglich ist.
Die einzelnen Stützelemente und/oder Anlageelemente können völlig unabhängig von benachbarten Stützelementen und/oder Anlageelementen bewegbar sein. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist jedoch vorgesehen, dass nebeneinander angeordnete Stützelemente und/oder Anlageelemente über ein Begrenzungselement miteinander verbunden sind, welches beim Quellvorgang des Kernes ein Auseinanderbewegen der Stützelemente und/oder der Anlageelemente erlaubt, dieses Auseinanderbewegen jedoch begrenzt. Ein solches Begrenzungselement kann beispielsweise ringförmig ausgebildet sein und jeweils zwei nebeneinander angeordnete Stützelemente und/oder Anlageelemente umgeben. Das Begrenzungselement bildet dann praktisch ein Kettenglied zwischen den benachbarten Stützelementen und/oder Anlageelementen, welches bei nicht gequollenem Kern lose die beiden Teile umgibt, jedoch beim Aufquellen und beim Auseinanderbewegen der Teile an diesen zur Anlage gelangt und dann beim Erreichen eines bestimmten maximalen Abstandes eine weitere Auseinanderbewegung verhindert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Stützelement und/oder das Anlageelement einen ösenförmigen Abschnitt auf, durch den das Begrenzungselement hindurchgreift.
Günstig ist es, wenn alle in einer Reihe nebeneinander liegenden Stützelemente und/oder Anlageelemente über Begrenzungselemente miteinander verbun den sind. Auf diese Weise wird die Ausdehnung der Wirbelkörper-Anlagefläche in einer Dimension auf einen Maximalwert begrenzt, quer dazu aber nicht.
Es ist aber auch möglich, dass zusätzlich Stützelemente und/oder Anlageelemente aus nebeneinander liegenden Reihen über Begrenzungselemente miteinander verbunden sind. In diesem Falle ergibt sich eine Begrenzung der Auseinanderbewegung in zwei senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen, die beide in der Ebene der Wirbelkörper-Anlagefläche liegen.
Es kann vorgesehen sein, dass die Stützelemente und die Anlageelemente auf ihren einander zugewandten Seiten ösenförmig ausgebildet sind und sich in diesem ösenförmigen Bereich gegenseitig umgreifen. In diesem Falle sind also Anlageelemente und Stützelemente nicht starr miteinander verbunden, sondern gegeneinander verschiebbar, wobei die Verschiebebewegung durch das Ineinandergreifen der ösenförmigen Bereiche begrenzt wird.
Bei anderen Ausführungsformen sind die Stützelemente und die Anlageelemente auf ihren einander zugewandten Seiten ösenförmig ausgebildet, und in diesem ösenförmigen Bereich durch Begrenzungselemente bis zu einem maximalen Abstand auseinanderbewegbar miteinander verbunden.
Die ösenförmigen Bereiche sind vorzugsweise kreisförmig ausgebildet, es ist aber auch möglich, bei einer abgewandelten Ausführungsform die ösenförmigen Bereiche so auszubilden, dass sie durch die Seitenflächen eines aus stabförmigen Kantenelementen aufgebauten dreidimensionalen Körpers gebildet werden, insbesondere kann dieser dreidimensionale Körper ein Quader und speziell ein Würfel sein.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass zwischen den Anlageelementen quer zur Ebene der Wirbelkörper-Anlagefläche verschiebbare Fixiervorsprünge angeordnet sind, die aus einer Ruhestellung, in der sie die Anlageelemente nicht überragen, in eine Fixierstellung verschiebbar sind, in der sie über die Anlageelemente hervorstehen, und dass zur Verschiebung der Fixiervorsprünge Antriebselemente vorgesehen sind, die von der Auseinanderbewegung der Stützelemente und/oder der Anlageelemente beim Aufquellen des Kernes aktivierbar sind. Es wird also die Verschiebung der Stützelemente und/oder der Anlageelemente ausgenützt, die sich aufgrund der Volumenvergrößerung des Kernes beim Aufquellen ergibt, und diese Verschiebebewegung wird gleichzeitig benutzt, um die Fixiervorsprünge quer zur Wirbelkörper-Anlagefläche zu verschieben. Dadurch treten die Fixiervorsprünge über die Wirbelkörper-Anlagefläche hervor und dringen in den benachbarten Wirbelknochen ein.
Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Antriebselement auseinanderlaufende Anlageflächen für Zugglieder aufweist, die jeweils an einem Stützelement und/oder Anlageelement gehalten sind und beim Auseinanderbewegen der Stützelemente und/oder Anlageelemente an den Anlageflächen derart entlang gleiten, dass das Antriebselement in Richtung auf die Wirbelkörper-Anlagefläche verschoben wird.
Insbesondere können die Anlageflächen durch die Schenkel eines dreieckförmigen Antriebselements gebildet werden.
Ein solches Antriebselement kann außerdem als ein die Auseinanderbewegung benachbarter Stützelemente und/oder Anlageelemente bis zu einem maximalen Abstand zulassendes Begrenzungselement ausgebildet sein, d. h. in einem Bauteil kann die Funktion des Antriebselementes für einen Fixiervorsprung und die Funktion des Begrenzungselementes vereinigt werden, welches die Auseinanderbewegung benachbarter Stützelemente und/oder Anlageelemente begrenzt.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:
1: eine perspektivische Ansicht eines Wirbelkörperimplantates mit einem quellfähigen Kern und darin eingebetteten Stütz- und Anlageelementen in Form von Kugeln;
2: eine Draufsicht auf einen Wirbelkörper mit einem Zwischenwirbelimplantat gemäß 1 vor dem Aufquellen des Kernes;
3: eine Ansicht ähnlich 2 nach dem Aufquellen des Kernes;
4: eine perspektivische Ansicht eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Zwischenwirbelimplantates mit einem Kern aus einem quellfähigen Material und darin eingebetteten, einteiligen Stütz- und Anlageelementen, die unabhängig voneinander auseinanderbewegbar sind;
5: eine Seitenansicht des Zwischenwirbelimplantates der 4;
6: eine schematische Draufsicht auf das Zwischenwirbelimplantat der 4 vor dem Aufquellen des Kernes;
7: eine Ansicht ähnlich 6 nach dem Aufquellen des Kernes;
8: eine Ansicht eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Zwischenwirbelimplantates ähnlich dem der 4 mit die Auseinanderbewegung der Stütz- und Anlageelemente in jeweils einer Reihe begrenzenden Begrenzungselementen;
9: eine Seitenansicht des Zwischenwirbelimplantates der 9;
10: eine perspektivische Ansicht eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Zwischenwirbelimplantates ähnlich 8 mit zusätzlichen Begrenzungselementen zur Begrenzung der Auseinanderbewegung der Stütz- und Anlageelemente in benachbarten Reihen;
11: eine Seitenansicht des Zwischenwirbelimplantates der 10;
12: eine perspektivische Ansicht eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Zwischenwirbelimplantates mit einem quellfähigen Kern mit darin eingebetteten Stützelementen sowie Anlageelementen, die mit den Stützelementen über ösenförmige Verbindungen verkoppelt sind;
13: eine Seitenansicht des Zwischenwirbelimplantates der 12;
14: eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Zwischenwirbelimplantates in perspektivischer Ansicht mit ring- oder ösenförmigen Anlageelementen;
15: eine Seitenansicht des Zwischenwirbelimplantates der 14;
16: eine perspektivische Ansicht eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Zwischenwirbelimplantates mit würfelförmigen Stützelementen und würfelförmigen Anlageelementen;
17: eine Seitenansicht des Zwischenwirbelimplantates der 16;
18: eine Ansicht eines Zwischenwirbelimplantates ähnlich 10 mit einander überdeckenden Anlageelementen;
19: eine Seitenansicht des Zwischenwirbelimplantates der 18;
20: eine perspektivische Ansicht eines Zwischenwirbelimplantates ähnlich 18 mit über die Wirbelkörper-Anlagefläche angehobenen Fixiervorsprüngen;
21: eine Seitenansicht des Zwischenwirbelimplantates der 20;
22: eine Seitenansicht des Zwischenwirbelimplantates der 21 in Richtung des Pfeiles A in 21;
23: eine perspektivische Ansicht des Zwischenwirbelimplantates der
20 bei nicht gequollenem Kern und zurückgezogenen Fixiervorsprüngen;
24: eine Seitenansicht des Zwischenwirbelimplantates der 23 und
25: eine Seitenansicht des Zwischenwirbelimplantates der 24 in Richtung des Pfeiles B in 24.
Das in der Zeichnung dargestellte Zwischenwirbelimplantat 1 weist als wesentlichen Teil einen Kern 2 aus einem quellfähigen Material auf. Der Kern hat bei den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen die Form eines Quaders, es könnten auch andere Formen verwendet werden, wobei der Kern 2 in der Regel plattenförmig mit ebener Oberseite und ebener Unterseite ausgebildet sein wird, die Außenkontur könnte aber auch der Außenkontur eines Wirbelkörpers 3 angepasst sein.
Das wesentliche Merkmal des quellfähigen Materials liegt darin, dass das Volumen des quellfähigen Materials im dehydrierten Zustand, also ohne einen großen Flüssigkeitsgehalt, klein ist und sich bei Aufnahme von Flüssigkeit, insbesondere Wasser, erheblich vergrößert. Dadurch expandiert der Kern 2 beim Einführen in den Körper.
Als quellfähige Materialien kommen sogenannte Hydrogele zum Einsatz. Dabei kann es sich prinzipiell handeln um alle nicht degradierbaren hydrophilen Polymere, beispielsweise Polyacrylsäure und deren Derivate wie Polymethacrylsäure, Polyacrylsäureamid, Polyacrylonitril, Polyacrylsäureester, Polyhydroxyethylmethacrylate, Polyvinylpyrrolidon (PVP), Polyurethane, hochmolekularer Polyvinylalkohol.
Denkbar sind auch Polymerblends (Copolymere, welche über chemische Bindungen miteinander verbunden sind) aus den oben genannten Polymeren oder Interpenetrating Networks (IPN) aus den oben genannten Polymeren. IPN bestehen aus mindestens zwei unterschiedlichen Polymeren, deren Polymerketten ineinander verhakt sind und über physikalische Wechselwirkungen (van der Waals-, elektrostatische, H-Brückenbindungen und/oder ionische Kräfte) miteinander verbunden sind.
Weitere Polymermischungen, welche eingesetzt werden können, sind Copolymere sowie IPN aus Polyacrylaten (Polyacrylsäure und deren Derivate wie Polymethacrylsäure, Polyacrylsäureamid, Polyacrylsäurenitril, Polyacrylsäureester) mit Polycaprolacton.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 3 sind in den plattenförmigen oder quaderförmigen Kern an seiner Oberseite eine Vielzahl von Kugeln 4 eingebettet, und zwar derart, dass der größere Teil in das Material des Kernes 2 eintaucht, während ein kleinerer Teil nach oben aus dem Kern 2 hervorsteht. Aus der Zeichnung sind derartige Kugeln 4 nur an der Oberseite des Kernes 2 ersichtlich, es ist aber ohne weiteres möglich, dass das Zwischenwirbelimplan tat 1 auf der gegenüberliegenden Unterseite in gleicher Weise ausgebildet ist. Dies gilt sowohl für das Zwischenwirbelimplantat der 1 bis 3 als auch für alle anderen Ausführungsbeispiele, die nachstehend erörtert werden, bei diesen wird in allen Fällen nur die Ausgestaltung auf einer Seite des Kerns 2 ausführlich dargestellt und erörtert. Auch auf der gegenüberliegenden Seite können die Zwischenwirbelimplantate 1 in der gleichen Weise ausgebildet sein, wie dies anhand der Oberseite der Zwischenwirbelimplantate 1 dargestellt und beschrieben ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 3 bilden die Kugeln 4 mit ihrem in den Kern 2 eingebetteten Teilen jeweils ein Stützelement 5 aus, mit dem sich die Kugeln 4 im Kern 2 abstützen, während die aus dem Kern 2 herausragenden Bereiche der Kugeln 4 Anlageelemente 6 ausbilden, die sich an dem benachbarten Wirbelkörper anlegen und diesen dadurch abstützen.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 3 sind praktisch die Kugeln 4 sowohl Stützelement 5 als auch Anlageelement 6, d. h. beide Funktionen fallen in einem Bauteil zusammen.
Im dehydrierten Zustand hat der Kern 2 ein kleines Volumen und damit auch eine kleine Querschnittsfläche, wie dies aus der Darstellung der 2 deutlich wird. Nach dem Einführen in den Körper und nach der Aufnahme von Flüssigkeit aus der Umgebung der Operationsstelle quillt das Material des Kernes 2 auf, und damit vergrößert sich auch der Querschnitt des Kernes 2, dies ist in 3 dargestellt. Gleichzeitig mit der Vergrößerung der Querschnittsfläche des Kernes 2 werden die Kugeln 4 voneinander entfernt, d. h. ihr gegenseitiger Abstand vergrößert sich. Auf diese Weise sind die Kugeln 4 auch nach dem Aufquellen des Kernes 2 im Wesentlichen gleichmäßig über die gesamte Querschnittsfläche des Kernes 2 verteilt und bilden dort Stützpunkte aus zum Abstützen des benachbarten Wirbelkörpers.
Dieses Prinzip wird auch bei dem Ausführungsbeispiel eines Zwischenwirbelimplantates realisiert, wie es in den 4 bis 7 dargestellt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind in den Kern 2 senkrecht zu dessen Oberseite stabförmige Füße 7 eingebettet, die an ihrem freien Ende eine kugelförmige Verbreiterung 8 tragen. Die Füße 7 ragen geringfügig aus dem Kern 2 hervor und bilden dort einen ringförmigen und ösenförmigen Abschnitt 9 aus, dem Fuß 7 gegenüberliegend tritt aus dem ösenförmigen Abschnitt 9 ein Verbindungsstab 10 aus, der in die Unterseite einer Anlageplatte 11 einmündet. Die Anlageplatten 11 haben bei dem in den 4 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiel die Form eines Quadrates, bei nicht aufgequollenem Kern 2 liegen die Anlageplatten 11 ohne Ausbildung eines Spaltes dicht aneinander in einer einzigen, parallel zur Oberseite des Kernes 2 verlaufenden Ebene, die Anlageplatten 11 bilden gemeinsam eine Wirbelkörper-Anlagefläche aus.
Der Fuß 7 mit der Verbreiterung 8, der ösenförmige Abschnitt 9 und der Verbindungsstab 10 entsprechen dem Stützelement 5 beim Ausführungsbeispiel der 1 bis 3, die Anlageplatten 11 dagegen entsprechen dem Anlageelement 6.
Wenn das Material des Kerns 2 unter Aufnahme von Flüssigkeit aufquillt, dehnt sich der Kern 2 seitlich aus, so dass er eine größere Grundfläche einnimmt. Dabei werden die in ihn eingebetteten, mit den Anlageelementen 6 verbundenen Stützelemente 5 voneinander entfernt, so dass zwischen den einzelnen Anlageplatten 11 Spalte 12, 13 entstehen (7). Insgesamt wird dadurch die Wirbelkörper-Anlagefläche vergrößert, ohne dass dabei große Scherkräfte auf den Kern 2 ausgeübt werden, wie dies bei einteiligen bekannten Anlageelementen der Fall ist. Die Wirbelkörper-Anlagefläche besteht in diesem Falle aus schuppenartig nebeneinander angeordneten Einzelelementen, die beim Aufquellen des Kernes 2 der Bewegung des Kernmaterials ohne weiteres folgen und sich entsprechend der Volumenzunahme des Kerns 2 voneinander entfernen.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 8 und 9 ist ein ähnlicher Aufbau gewählt wie im Fall des Zwischenwirbelimplantates der 4 bis 7, einander entsprechende Teile tragen daher dieselben Bezugszeichen. Zusätzlich zu den konstruktiven Merkmalen des Zwischenwirbelimplantates der 4 bis 7 sind bei dem Ausführungsbeispiel der 8 und 9 jeweils zwei in einer Reihe nebeneinander liegende Stützelemente 5 über ein ringförmiges Begrenzungselement 14 miteinander verbunden, welches durch die ösenförmigen Abschnitte 9 von zwei in einer Reihe nebeneinander liegenden Stützelementen 5 hindurch greift. Wenn der Kern 2 vor dem Aufquellen einen kleinen Querschnitt einnimmt, sind die Begrenzungselemente 14 lose in dem ösenförmigen Abschnitt 9 gelagert, bei der Auseinanderbewegung der Stützelemente 5 jedoch, die sich aufgrund der Flüssigkeitsaufnahme des Kernes 2 einstellt, legen sich die Begrenzungselemente 14 dicht an die ösenförmigen Abschnitte 9 an und begrenzen deren Auseinanderbewegung, d. h. die Spalte 12 zwischen in einer Reihe nebeneinander liegenden Anlageplatten 11 erreichen beim Aufquellen des Kernes 2 eine maximale Breite, die nicht überschritten wird (9). Aus der Darstellung der 9 wird auch deutlich, dass die ösenförmigen Abschnitte 9 und die ringförmigen Begren zungselemente 14 insgesamt eine kettenähnliche Ausgestaltung bilden, wobei einmal die ösenförmigen Abschnitte 9 und zum anderen die ringförmigen Begrenzungselemente 14 als Kettenglieder wirken. Dadurch wird insgesamt die Auseinanderbewegung der in einer Reihe angeordneten Stützelemente 5 begrenzt, während bei dem Ausführungsbeispiel der 8 und 9 quer dazu keine derartige Begrenzung der Auseinanderbewegung auftritt.
Eine solche zusätzliche Begrenzung der Aufweitung der Stützelemente 5 aus benachbarten Reihen wird jedoch bei dem Ausführungsbeispiel der 10 und 11 erreicht, das weitgehend ähnlich aufgebaut ist wie das Ausführungsbeispiel der 8 und 9. In diesem Falle sind jedoch zusätzliche Begrenzungselemente 15 vorgesehen, die die Begrenzungselemente 14 der nebeneinander liegenden Stützelemente 5 von parallelen, nebeneinander liegenden Reihen von Stützelementen 5 durchgreifen. Damit ergibt sich eine zweidimensionale Verkettung der ösenförmigen Abschnitte 9 aller Stützelemente 5, die Begrenzungselemente 14 und 15 sind dabei in einer Ebene zwischen dem Kern 2 einerseits und den Anlageplatten 11 andererseits angeordnet. Auf diese Weise wird die Erhöhung des Abstandes der Stützelemente 5 und damit der Anlageelemente 6 innerhalb einer Reihe und quer dazu zwischen benachbarten Reihen begrenzt.
Bei den Ausführungsbeispielen der 4 bis 10 sind die Stützelemente 5 und die Anlageelemente 6 in einem Bauteil vereinigt. Im Gegensatz dazu sind bei dem Ausführungsbeispiel der 12 und 13 die Stützelemente 5 und die Anlageelemente 6 getrennte Bauteile. Die Stützelemente 5 entsprechen in ihrem Aufbau vollständig den Stützelementen 5 des Ausführungsbeispiels der 4 bis 11, allerdings fehlt dabei der dem Fuß 7 gegenüberliegende Verbindungsstab 10. Die Stützelemente 5 enden an ihrer Oberseite, also an ihrer dem Kern 2 abgewandten Seite, mit dem ösenförmigen Abschnitt 9.
Die Anlageplatten 11 tragen an ihrer Unterseite, also an ihrer dem Kern 2 zugewandten Seite, einen kurzen Verbindungsstab 16, der in einen kreisförmigen, ösenförmigen Abschnitt 17 übergeht. Die ösenförmigen Abschnitte 9 des Stützelementes 5 einerseits und 17 des Anlageelementes 6 andererseits durchgreifen sich gegenseitig, so dass auch der Abstand der Anlageplatten 11 von dem Kern 2 veränderbar ist.
Sowohl die ösenförmigen Abschnitte 17 als auch die ösenförmigen Abschnitte 9 sind innerhalb einer Reihe und quer dazu durch ringförmige Begrenzungselemente 14 und 15 miteinander verbunden, durch diese ringförmigen Begrenzungselemente 14, 15 wird bei einer Volumenvergrößerung des Kernes 2 die Ausdehnung des Kernes 2 in senkrecht zueinander liegenden Richtungen begrenzt.
Bei der Konstruktion der 12 und 13 liegen also zwischen den Anlageplatten 11 einerseits und dem Kern 2 andererseits übereinander zwei Lagen von zweidimensionalen Kettenflächen, also Flächen, deren Einzelglieder in zwei senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen kettenartig miteinander verbunden sind.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 14 und 15 ist ein ähnlicher Aufbau gewählt wie bei den Ausführungsbeispielen der 12 und 13, jedoch sind die Anlageplatten 11 mit dem Verbindungsstab 16 und den ösenförmigen Abschnitten 17 weggelassen worden. Auf diese Weise verbleiben lediglich die Begrenzungselemente 14 und 15 der oberen Lage der Kettenfläche, wobei diese Begrenzungselemente 14 und 15 nach Art einer Kette im Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Reihen von Stützelementen 5 oberhalb dieser Reihen angeordnet sind. Die Begrenzungselemente 14 dieser oberen Ebene bilden dann mit ihren dem Kern 2 abgewandten Außenseiten die Anlageelemente 6 aus, d. h. sie liegen an einem benachbarten Wirbelkörper an.
Bei der Aufweitung des Kernes 2 werden die einzelnen Glieder dieser Kette gedehnt, so dass die Anlagepunkte voneinander entfernt werden, diese Aufweitung wird aber durch die übrigen Begrenzungselemente eingeschränkt.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 14 und 15 sind die Kettenglieder der Kettenflächen kreisringförmig ausgebildet. Im Gegensatz dazu werden bei dem Ausführungsbeispiel der 16 und 17 an jedem Fuß 7 eines Stützelementes 5 würfelförmige Stützkörper 18 angeordnet, die jeweils aus längs der Kanten eines Würfels laufenden Stäben 19 bestehen, wobei die Seitenflächen offen sind. An einem der Stäbe ist der Fuß 7 als Verlängerung des Stabes angeordnet, und die Stützkörper 18 sind in mehreren parallelen Reihen nebeneinander angeordnet. Jeweils vier Stützkörper 18 werden gemeinsam von einem ebenfalls würfelförmigen Anlagekörper 20 durchgriffen, wobei jeder der senkrechten Stäbe des Anlagekörpers 20 durch eine offene obere Seitenfläche eines von vier Stützkörpern 18 hindurchgreift. Auf diese Weise entsteht zwischen zwei Reihen von würfelförmigen Stützkörpern 18 eine Reihe von würfelförmigen Anlagekörpern 20, die vom Kern 2 einen größeren Abstand haben als die Stützkörper 18.
Beim Aufquellen des Kernes 2 können sich die Stützkörper 18 in zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen voneinander entfernen, diese Aufweitung wird begrenzt durch die Anlage der Kanten des Anlagekörpers 20 an den Kanten der Stützkörper 18 (17).
Die Anlagekörper 20 legen sich mit ihrer Oberseite an einem benachbarten Wirbelkörper an und bilden somit die Anlageelemente 6 aus.
Die Ausgestaltung der 18 und 19 entspricht weitgehend der Ausgestaltung der 10 und 11. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der 10 und 11, bei dem die Anlageplatten 11 bei dem nicht gequollenen Kern 2 nebeneinander dicht anliegen, überdecken sich beim Ausführungsbeispiel der 18 und 19 die Anlageplatten 11, wenn der Kern 2 vor der Flüssigkeitsaufnahme noch nicht aufgequollen ist. Die Randbereiche 21, 22 benachbarter Anlageplatten 11 sind abgeschrägt, so dass die sich überdeckenden Anlageplatten 11 längs der abgeschrägten Randbereiche 21, 22 aufeinander aufgleiten. Wenn sich die Anlageplatten 11 beim Quellvorgang des Kernes 2 voneinander entfernen, bilden sich daher zwischen benachbarten Anlageplatten 11 keine oder nur sehr schmale Spalte aus, während bei den voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen die Breite der entstehenden Spalte der Verschiebebewegung der Stützelemente 5 infolge des Quellvorganges entsprechen.
In den 20 bis 25 ist ein Zwischenwirbelimplantat dargestellt, das weitgehend gleich aufgebaut ist wie das der 18 und 19. Die zwischen benachbarten Reihen angeordneten Begrenzungselemente 15 sind jedoch im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der 18 und 19 nicht ringförmig ausgebildet, sondern dreieckförmig, wobei zwei Schenkel 23, 24 des Begrenzungselementes 15 in Richtung auf die Anlageplatten 11 konvergieren. Die Begrenzungselemente 14, die benachbarte Stützelemente 5 einer Reihe miteinander verbinden, durchgreifen das dreieckförmige Begrenzungselement 15, so dass beim Aufweiten des Kernes 2 und dem Auseinanderziehen dieser Begrenzungselemente 14 diese an den schrägen Schenkeln 23, 24 entlang gleiten und dadurch das dreieckförmige Begrenzungselement 15 anheben, d. h. in Richtung auf die Anlageplatte 11 verschieben.
An der Spitze tragen die dreieckförmigen Begrenzungselemente 15 einen spitzen Vorsprung 25, der unterhalb der Anlageplatten 11 bleibt, wenn die Stützelemente 5 bei nicht gequollenem Kern 2 nicht auseinander gezogen werden (25), und die nach oben über die Anlageplatten 11 vorstehen, wenn die Stützelemente 5 bei dem Quellvorgang des Kernes 2 auseinander gezogen werden. Diese Vorsprünge 25 können dann in den an den Anlageplatten 11 anliegenden Wirbelkörper eindringen und dadurch das Zwischenwirbelimplantat 1 relativ zu dem Wirbelkörper fixieren.
Bei dieser Konstruktion wird also die Volumenvergrößerung des Kernes 2 einmal dazu genutzt, die einzelnen Anlageelemente 6 in ihrem gegenseitigen Abstand zu vergrößern und zum anderen dazu, die dreieckförmigen Begrenzungselemente 15 quer zur Ebene der Anlageplatten 11 zu verschieben und dadurch die Vorsprünge 25 in den anliegenden Wirbelknochen einzugraben.
Die beschriebenen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele können gegebenenfalls miteinander kombiniert und gegeneinander ausgetauscht werden, so dass eine Vielzahl von Konstruktionsmöglichkeiten entsteht, denen das Grundprinzip eigen ist, dass einzelne Stützelemente und Anlageelemente unabhängig voneinander bewegt werden können, wenn der Kern 2 beim Aufquellen eine Vergrößerung erfährt.
In allen Ausführungen können die Anlageelemente mit einer knochensubstanzfreundlichen Oberfläche versehen sein, so dass ein Anwachsen und Einwachsen von Knochenmaterial erleichtert wird. Dies gilt insbesondere auch bei den Ausgestaltungen gemäß den 14 bis 17, bei denen kettenförmige Glieder oder dreidimensionale Stabkörper die Anlageelemente bilden. In diesen Fällen kann erreicht werden, dass Knochenmaterial in die offenen Räume der Anlageelemente einwächst und so eine feste Verbindung zwischen dem Wirbelkörper einerseits und der oberen Lage und damit den Anlageelementen des Zwischenwirbelimplantates 1 andererseits erzielt wird.

Claims

Zwischenwirbelimplantat mit einem Kern aus einem quellfähigen Material und mit einer Wirbelkörper-Anlagefläche auf seiner Oberseite und/oder seiner Unterseite, die mit dem quellfähigen Kern verbunden ist, wobei die Wirbelkörper-Anlagefläche mehrere Stützelemente umfasst, die jeweils nebeneinander und einzeln in dem Kern verankert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirbelkörper-Anlagefläche mehrere voneinander getrennte, nebeneinander und außerhalb des Kernes (2) angeordnete Anlageelemente (6) umfasst, die von den Stützelementen (5) getragen werden und die in der Ebene der Wirbelkörper-Anlagefläche gegeneinander bewegbar sind.
Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Stützelement (5) und ein Anlageelement (6) dauerhaft miteinander verbunden sind.
Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Stützelement (5) und ein Anlageelement (6) einstückig ausgebildet sind.
Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (5) Kugeln (4) sind, die teilweise in den Kern (2) eingebettet sind und deren aus dem Kern (2) hervorstehender Teil jeweils ein Anlageelement (6) ausbildet.
Zwischenwirbelimplantat nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (5) einen in den Kern (2) eintauchenden Fuß (7) mit einer Verbreiterung (8) aufweist.
Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbreiterung (8) die Form einer Kugel hat.
Zwischenwirbelimplantat nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlageelement (6) plattenförmig ausgebildet ist.
Zwischenwirbelimplantat nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Anlageelemente (6) in einer Ebene liegen.
Zwischenwirbelimplantat nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageelemente (6) bei nicht gequollenem Kern (2) ohne Überdeckung nebeneinander liegen.
Zwischenwirbelimplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageelemente (6) bei nicht gequollenem Kern (2) sich in einem Randbereich (21, 22) überdeckend nebeneinander liegen.
Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageelemente (6) in dem sich bei nicht gequollenem Kern (2) überdeckenden Randbereich (21, 22) abgeschrägt sind.
Zwischenwirbelimplantat nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nebeneinander angeordnete Stützelemente (5) und/oder Anlageelemente (6) über ein Begrenzungselement (14, 15) miteinander verbunden sind, welches beim Quellvorgang des Kernes (2) ein Auseinanderbewegen der Stützelemente (5) und/oder der Anlageelemente (6) erlaubt, dieses Auseinanderbewegen jedoch begrenzt.
Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Begrenzungselement (14, 15) ringförmig ausgebildet ist und jeweils zwei nebeneinander angeordnete Stützelemente (5) und/oder Anlageelemente (6) umgibt.
Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (5) und/oder das Anlageelement (6) einen ösenförmigen Abschnitt (9; 17) aufweisen, durch den das Begrenzungselement (14, 15) hindurchgreift.
Zwischenwirbelimplantat nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass alle in einer Reihe nebeneinander liegenden Stützelemente (5) und/oder Anlageelemente (6) über Begrenzungselemente (14) miteinander verbunden sind.
Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich Stützelemente (5) und/oder Anlageelemente (6) aus nebeneinander liegenden Reihen über Begrenzungselemente (15) miteinander verbunden sind.
Zwischenwirbelimplantat nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (5) und die Anlageelemente (6) auf ihren einander zugewandten Seiten ösenförmig ausgebildet sind und sich in diesem ösenförmigen Bereich (9, 17) gegenseitig umgreifen.
Zwischenwirbelimplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (5) und die Anlageelemente (6) auf ihren einander zugewandten Seiten ösenförmig ausgebildet sind und in diesem ösenförmigen Bereich (9, 17) durch Begrenzungselemente (14, 15) bis zu einem maximalen Abstand auseinanderbewegbar miteinander verbunden sind.
Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der ösenförmige Bereich durch die Seitenflächen eines aus stabförmigen Kantenelementen (19) aufgebauten dreidimensionalen Körpers (18, 20) gebildet wird.
Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der dreidimensionale Körper (18, 20) ein Würfel ist.
Zwischenwirbelimplantat nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Anlageelementen (6) quer zur Ebene der Wirbelkörper-Anlagefläche verschiebbare Fixiervorsprünge (25) angeordnet sind, die aus einer Ruhestellung, in der sie die Anlageelemente (6) nicht überragen, in eine Fixierstellung verschiebbar sind, in der sie über die Anlageelemente (6) hervorstehen, und dass zur Verschiebung der Fixiervorsprünge (25) Antriebselemente (15) vorgesehen sind, die von der Auseinanderbewegung der Stützelemente (5) und/oder der Anlageelemente (6) beim Aufquellen des Kernes (2) aktivierbar sind.
Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (15) auseinanderlaufende Anlageflächen (23, 24) für Zugglieder (14) aufweist, die jeweils an einem Stützelement (5) und/oder Anlageelement (6) gehalten sind und beim Auseinanderbewegen der Stützelemente (5) und/oder der Anlageelemente (6) an den Anlageflächen (23, 24) derart entlang gleiten, dass das Antriebselement (15) in Richtung auf die Wirbelkörper-Anlagefläche verschoben wird.
Zwischenwirbelimplantat nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageflächen (23, 24) durch die Schenkel eines dreieckförmigen Antriebselements (15) gebildet werden.
Zwischenwirbelimplantat nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (15) als ein die Auseinanderbewegung benachbarter Stützelemente (5) und/oder Anlageelemente (6) bis zu einem maximalen Abstand zulassendes Begrenzungselement ausgebildet ist.