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Title:
INTERVERTEBRAL IMPLANT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/015637
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an intervertebral implant with a hollow, cylindrical shape and having a covering surface (1), a base surface (2), a hollow, cylindrical wall (3) with one outer surface area (4), and one inner surface area (5), in addition to one central hollow, cylindrical shaft (6). The implant is composed of at least 95 % by volume of an X-ray-transparent material having an elastic modulus of 1 to 20 Gpa. It enables a postoperative observation to be carried out by means of X-rays, and is also highly biocompatible.

Inventors:
SCHAER MANUEL (CH)
BERNHARD JEROME (CH)
TAGWERKER KONRAD (CH)
Application Number:
PCT/EP1999/006332
Publication Date:
March 08, 2001
Filing Date:
August 27, 1999
Export Citation:
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Assignee:
SYNTHES AG (CH)
SYNTHES USA (US)
SCHAER MANUEL (CH)
BERNHARD JEROME (CH)
TAGWERKER KONRAD (CH)
International Classes:
A61L27/00; A61F2/44; E03C1/04; A61B17/02; A61F2/00; A61F2/30; A61F2/46; (IPC1-7): A61F2/44
Foreign References:
US5192327A1993-03-09
FR2724312A11996-03-15
US4960818A1990-10-02
FR2733413A11996-10-31
DE19615938A11996-10-31
Other References:
See also references of EP 1207821A1
Attorney, Agent or Firm:
Lusuardi, Werther (Kreuzbühlstrasse 8, Zürich, CH)
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Claims:
Patentansprüche
1. ZwischenwirbelImplantat von hohlzylinderförmiger Gestalt, mit einer Deckfläche (1), einer Grundfläche (2), einer Hohlzylinderwand (3) mit einer äusseren Mantelfläche (4) und einer inneren Mantelfläche (5) sowie einer zentralen Hohlzylinderachse (6), wobei das Implantat zu mindestens 95 VolumenProzent aus einem röntgenstrahlendurchlässigen Material besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Implantat aus einem Material besteht, welches einen EModul von 1 bis 20 GPa besitzt.
2. ZwischenwirbelImplantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Implantat aus einem Material besteht, welches einen EModul von 3 bis 5 GPa besitzt.
3. ZwischenwirbelImplantat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Implantat mindestens einen Marker aus einem röntgenopaken Material aufweist.
4. ZwischenwirbelImplantat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Marker insgesamt höchstens 5 Volumenprozente des ZwischenwirbelImplantats ausmacht.
5. ZwischenwirbelImplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Deck (1) und Grundfläche (2) mit einer dreidimensionalen Strukturierung (10) versehen ist.
6. ZwischenwirbelImplantat nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, dass die dreidimensionalen Strukturierung (10) aus Zähnen besteht, vorzugsweise in regelmässiger Anordnung.
7. ZwischenwirbelImplantat nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, dass die dreidimensionale Strukturierung (10) aus kreissegmentförmig angeordneten Zähnen besteht.
8. ZwischenwirbelImplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Deck (1) und Grundfläche (2) keilförmig zueinander verlaufen.
9. ZwischenwirbelImplantat nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, dass die Deckfläche (1) zur Grundfläche (2) einen Winkel von 10°20° einschliesst.
10. ZwischenwirbelImplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das röntgenstrahlendurchlässige Material aus der Gruppe der Polyaryletherketone ausgewählt wird.
11. ZwischenwirbelImplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Deckfläche (1) und/oder die Grundfläche (2) mit einer oder mehreren Führungsnuten (11) versehen ist, welche gegen die Hohlzylinderachse (6) gerichtet sind.
12. ZwischenwirbelImplantat nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsnuten (11) von der Hohlzylinderachse (6) aus gesehen, um einen Winkel von 45° 15° versetzt angeordnet.
13. ZwischenwirbelImplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis DF/FQF zwischen der Deckfläche (1) DF und der freien Querschnittsfläche FQF des von der inneren Mantelfläche (5) umschlossenen Hohlzylinders im Bereich von 0,5 bis 1,6 liegt.
14. ZwischenwirbelImplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlzylinderwand (3) eine gegen die Hohlzylinderachse (6) gerichtete, von der Deckfläche (1) zur Grundfläche (2) reichende Einbuchtung (9) aufweist.
15. ZwischenwirbelImplantat nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlzylinderwand (3) an ihrer höheren Seite einen parallel zur Hohlzylinderachse (6) verlaufenden, von der Deckfläche (1) zur Grundfläche (2) reichenden Trennschlitz (7) aufweist, der das Implantat Uförmig gestaltet.
16. ZwischenwirbelImplantat nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbuchtung (9), von der Hohlzylinderachse (6) aus gesehen, an der dem Trennschlitz (7) gegenüberliegenden Seite der Hohlzylinderwand (3) angebracht ist.
17. ZwischenwirbelImplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Mantelfläche (4) mit einer oder mehreren Haltenuten (8) versehen ist, welche quer zur Hohlzylinderachse (6) verlaufen und den gleichen Abstand zur Deck (1) und Grundfläche (2) aufweisen.
18. ZwischenwirbelImplantat nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Haltenuten (8) vorgesehen sind, welche von der Einbuchtung (9) aus gesehen, um den Betrag 90° und/oder 240° versetzt sind.
19. ZwischenwirbelImplantat nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwei weitere Haltenuten (8) vorgesehen sind, welche um 180° versetzt sind und in den Trennschlitz (7) münden.
20. ZwischenwirbelImplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlzylinderwand (3) mit Perforationen (12) versehen ist.
21. ZwischenwirbelImplantat nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Perforationen (12) als Kreisbohrung, Schlitz oder Langloch ausgebildet sind.
22. ZwischenwirbelImplantat nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Perforationen (12), von der Einbuchtung (9) aus gesehen, um den Betrag 0°, 90°, bzw. 240° angeordnet sind.
23. ZwischenwirbelImplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass seine Höhe im Bereich von 12 bis 23 mm liegt.
24. ZwischenwirbelImplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass seine Höhe im Bereich von 4,5 bis 12,5 mm liegt.
25. ZwischenwirbelImplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Mantelfläche (4) einen maximalen Abstand von 14 bis 18 mm, von der zentralen Hohlzylinderachse (6) aus gemessen, aufweist.
26. ZwischenwirbelImplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Mantelfläche (4) einen maximalen Abstand von 5,5 bis 9,5 mm, von der zentralen Hohlzylinderachse (6) aus gemessen, aufweist.
27. ZwischenwirbelImplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das röntgenstrahlendurchlässige Material aus der Gruppe der Polyetheretherketone (PEEK), ultrahochmolekularen Polyethylene (UHMWPE) oder Polysulfone (PSU) ausgewählt wird.
Description:
Zwischenwirbel-Implantat Die Erfindung betrifft ein Zwischenwirbel-Implantat gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-A 196 15 938 ist ein derartiges Zwischenwirbel- Implantat bekannt, welches aus einer langgestreckten Metallplatte hergestellt wird, so dass es röntgenstrahlen- undurchlässig ist.

Die Nachteile dieses bekannten Implantates bestehen darin, dass es röntgenopak ist und somit nach erfolgter Implantation keine Observation der beabsichtigten Wirbelkörperfusion mehr zulässt.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Zwischenwirbel-Implantat zu schaffen, welches eine postoperative Observation mittels Röntgenstrahlen erlaubt und gleichzeitig eine hohe Biokompatibilität aufweist.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit einem Zwischenwirbel-Implantat, welches die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Der vergleichsweise geringe E-Modul des röntgenstrahlendurchlässiges Material fördert dabei ein optimales Knochenwachstum.

Als röntgenstrahlendurchlässige Materialien eignen sich z. B.

Polyetheretherketone (PEEK), ultrahochmolekulare Polyethylene (UHMWPE) oder Polysulfone (PSU), insbesondere solche mit einem E-Modul von 3 bis 5 GPa.

Eine bevorzugte Weiterbildung besteht darin, dass das Zwischenwirbel-Implantat mindestens einen Marker aus einem röntgenopaken Material ausweist, der höchstens 5 Volumenprozente des Zwischenwirbel-Implantats ausmacht. Damit lässt sich im Röntgenbild neben dem neu gebildeten Knochen dennoch die Position des Implantats ausmachen. Die Marker bestehen vorzugsweise aus Titan oder Tantal in Form von Stiftchen oder Kügelchen.

Eine bevorzugte Weiterbildung besteht darin, dass die Deck- und Grundflächen mit einer dreidimensionalen Strukturierung versehen sind, vorzugsweise in regelmässiger Anordnung, z. B. in Form von kreissegmentförmig angeordneten Zähnen.

Vorzugsweise verlaufen die Deck-und Grundflächen keilförmig zueinander, z. B. in einem Winkel von 10°-20°.

Eine bevorzugte Weiterbildung besteht darin, die Deckfläche und/oder die Grundfläche mit einer oder mehreren Führungsnuten zu versehen, welche gegen die Hohlzylinderachse gerichtet sind. Die Führungsnuten sind dabei vorzugsweise-von der Hohlzylinderachse (6) aus gesehen-um einen Winkel von 45° 15° angeordnet.

Das Verhältnis DF/FQF zwischen der Deckfläche DF und der freien Querschnittsfläche FQF des von der inneren Mantelfläche umschlossenen Hohlzylinders sollte zweckmässigerweise im Bereich von 0,5 bis 1,6 liegen.

Eine weitere bevorzugte Weiterbildung besteht darin, dass die Hohlzylinderwand eine gegen die Hohlzylinderachse gerichtete, von der Deckfläche zur Grundfläche reichende Einbuchtung aufweist. Die Hohlzylinderwand weist dabei vorzugsweise an ihrer höheren Seite einen parallel zur Hohlzylinderachse verlaufenden, von der Deckfläche zur Grundfläche reichenden Trennschlitz auf, der das Implantat U-förmig gestaltet. Die Einbuchtung wird vorzugsweise, von der Hohlzylinderachse aus gesehen, an der dem Trennschlitz gegenüberliegenden Seite der Hohlzylinderwand angebracht.

Die posteriore Einbuchtung gewährleistet eine optimale Auflage des Implantats auf der Wirbelkörperendplatte. Damit wird eine hohe Primärstabilität erreicht. Durch die damit erzielte Passgenauigkeit wird ein laterales Wegrutschen des Implantats erschwert.

Der Trennschlitz trägt dazu bei, dass der an den Wirbelkörperendplatten angelagerte Knochen möglichst schnell von anterior her in das Implantat einwachsen kann. Im weiteren erlaubt der Trennschlitz ein Füllen (z. B. mit Knochenspänen) in situ. Der Trennschlitz ist vorzusweise 6 bis 10 mm breit.

Eine weitere bevorzugte Weiterbildung besteht darin, dass die äussere Mantelfläche mit einer oder mehreren Haltenuten versehen ist, welche quer zur Hohlzylinderachse verlaufen und den gleichen Abstand zur Deck-und Grund-flache aufweisen. Vorzugsweise sind mehrere Haltenuten vorgesehen, welche von der Einbuchtung aus gesehen, um den Betrag 90° und/oder 240° versetzt sind. Besonders vorteilhaft ist das Anbringen von zwei weiteren Haltenuten, welche um 180° versetzt sind und in den Trennschlitz münden.

Eine weitere bevorzugte Weiterbildung besteht darin, dass die Hohlzylinderwand mit Perforationen versehen ist, z. B. in Form von Kreisbohrungen, Schlitzen oder Langlöchern. Die Perforationen sollten, von der Einbuchtung aus gesehen, um den Betrag 0°, 90°, bzw. 240° angeordnet sein.

Das Zwischenwirbel-Implantat weist für die Anwendung im Lendenwirbelsäulenbereich vorzugsweise eine Höhe im Bereich von 12 bis 23 mm auf ; für die Anwendung im Halswirbelsäulenbereich eine solche im Bereich 4,5 bis 12,5 mm.

Für eine Anwendung im Lendenwirbelsäulenbereich weist die äussere Mantelfläche vorzugsweise einen maximalen Abstand von 14 bis 18 mm, von der zentralen Hohlzylinderachse aus gemessen, auf.

Für eine Anwendung im Halswirbelsäulenbereich weist die äussere Mantelfläche vorzugsweise einen maximalen Abstand von 5,5 bis 9,5 mm, von der zentralen Hohlzylinderachse (6) aus gemessen, auf.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung wird im folgenden anhand der teilweise schematischen Darstellungen eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert.

Es zeigen : Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des Zwischen- wirbel-Implantats ; und Fig. 2 eine Seitenansicht des Zwischenwirbel-Implantats nach Fig. 1.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Zwischenwirbel-Implantat weist eine hohlzylinderförmige Gestalt auf. Es besitzt eine Deckfläche 1, eine Grundfläche 2, eine Hohlzylinderwand 3 mit einer äusseren Mantelfläche 4 und einer inneren Mantelfläche 5 sowie eine zentrale Hohlzylinderachse 6.

Das Implantat besteht zu mindestens 95 Volumen-Prozent aus einem röntgenstrahlendurchlässigen Material, z. B. PEEK (Gruppe der Polyaryletherketone). Das verwendet Material muss einen E-Modul von 1 bis 20 GPa besitzen. Vorzugsweise beträgt der E-Modul 3 bis 5 GPa.

In der Figuren nicht sichtbar sind drei Marker aus einem röntgenopaken Material (Tantal oder Titan), welche zusammen höchstens 5 Volumenprozente des Zwischenwirbel-Implantats ausmachen. Als Gesamtvolumen (100 %) wird dabei der vom Material des Zwischenwirbel-Implantats eingenommen Rauminhalt verstanden, ohne den vom Implantat umschlossenen Hohlraum.

Die Deck-und Grundflächen 1,2 des Implantats sind mit einer dreidimensionalen Strukturierung 10 versehen, welche aus regelmässig in einem Kreissegment angeordneten Zähnen besteht.

Die kreissegmentförmig angeordneten Zähne des Implantats ergeben-zusätzlich zur Keilform des Implantats-eine Wölbung der Deck-und Grundflächen, was wiederum eine optimale Auflage auf der Wirbelkörperendplatte ermöglicht.

Wie aus Fig. 2 gut erkennbar, verlaufen die Deck-und Grundfläche 1,2 keilförmig zueinander und schliessen einen ungefähren Winkel von 10°-20° ein.

Das Implantat weist an der Deckfläche 1 und an der Grundfläche 2 mehrere laterale und anterolaterale Führungsnuten 11 auf, welche gegen die Hohlzylinderachse 6 gerichtet sind. Die Führungsnuten dienen dazu, das Implantat über die Klingen eines Distraktors in den derart aufgespreizten Zwischenwirbelraum einzuführen. Die versetzt angeordneten Nutenpaare erlauben entweder ein laterales, anterolaterales und anteriores Einführen.

Die Führungsnuten 11 sind, von der Hohlzylinderachse 6 aus gesehen, um einen Winkel von 45° 15° versetzt angeordnet.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich weist die Hohlzylinderwand 3 eine gegen die Hohlzylinderachse 6 gerichtete, von der Deckfläche 1 zur Grundfläche 2 reichende posteriore Einbuchtung 9 auf. Die Hohlzylinderwand 3 weist an ihrer höheren (anterioren) Seite einen parallel zur Hohlzylinderachse 6 verlaufenden, von der Deckfläche 1 zur Grundfläche 2 reichenden Trennschlitz 7 auf, der das Implantat U-förmig gestaltet. Die Einbuchtung 9 ist, von der Hohlzylinderachse 6 aus gesehen, an der dem Trennschlitz 7 gegenüberliegenden Seite der Hohlzylinderwand 3 angebracht.

Die äussere Mantelfläche 4 ist mit zwei lateralen Haltenuten 8 versehen, welche quer zur Hohlzylinderachse 6 verlaufen und den gleichen Abstand zur Deck-und Grund-Fläche 1,2 aufweisen. Von der Einbuchtung 9 aus gesehen, sind die Haltenuten 8 um den Betrag von 90° und 240° versetzt angeordnet.

Im weiteren sind zwei zusätzliche, anteriore Haltenuten 8 vorgesehen, welche um 180° versetzt sind und in den Trennschlitz 7 münden.

Die Funktion der Haltenuten ist es, erstens ein axiales Verdrehen am Implantathalter zu verhindern und zweitens, eine plane Auflagefläche für diese Instrument zu schaffen. Die Hohlzylinderwand 3 ist mit mindestens einer ovalen Perforation 12 versehen, welche von der Einbuchtung 9 aus gesehen, um den Betrag von 90° versetzt angeordnet ist.




 
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