Zwischenwirbel-ImplantatIntervertebral implant
Die Erfindung betrifft ein Zwischenwirbel-Implantat gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an intervertebral implant according to the preamble of patent claim 1.
Solche Zwischenwirbel-Implantate werden bei der Fusion von Wirbelkörpern eingesetzt, insbesondere im Bereich der lumbalen Wirbelsäule. Pro Zwischenwirbelräum werden ein bis zwei Implantate verwendet.Such intervertebral implants are used in the fusion of vertebral bodies, especially in the area of the lumbar spine. One to two implants are used per intervertebral space.
Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedene Typen derartiger Zwischenwirbel-Implantate bekannt, welche allerdings folgende Nachteile aufweisen:Various types of such intervertebral implants are already known from the prior art, but they have the following disadvantages:
Die bekannten Implantate lassen sich zwar mit Knochenspänen (bone graft) und ähnlichen Materialien füllen, erlauben aber kein gezieltes Einbringen und Verteilen von mit sogenannten "Bone Morphogenic Proteines" (BMP) , Kontrastmitteln, oder klinisch-therapeutischen Mitteln angereicherten, halbflüssigen Knochenersatzmaterialien (z.B. Knochenmehl) im Zwischenwirbel- räum. Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Zwischenwirbel-Implantat zu schaffen, welches nach der Implantateinführung in den Zwischenwirbelraum das Einfüllen und gezielte Verteilen von halbflussigem, mit sogenannten "Bone Morphogenic Proteines" (BMP) , Kontrastmitteln, oder klinisch-therapeutischen Mitteln angereichertem Knochenersatzmaterial oder ahnlichen Substanzen (z.B. Knochenmehl) erlaubt.The known implants can be filled with bone graft and similar materials, but do not allow the targeted introduction and distribution of so-called "bone morphogenic proteins" (BMP), contrast agents, or clinically therapeutic agents, semi-fluid bone substitute materials (e.g. bone meal) ) in the intervertebral space. The invention seeks to remedy this. The invention is based on the problem of creating an intervertebral implant which, after the implant has been introduced into the intervertebral space, is used for the filling and targeted distribution of semi-fluid bone substitute material enriched with so-called "bone morphogenic proteins" (BMP), contrast agents, or clinical therapeutic agents Similar substances (e.g. bone meal) allowed.
Zur Losung dieses Problems ist die eingangs genannte Anordnung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des unabhängigen Anspruchs 1 weitergebildet .To solve this problem, the arrangement mentioned at the outset is further developed by the features of the characterizing part of independent claim 1.
Damit ist der Vorteil erzielbar, dass mit einem geeigneten Einspritzwerkzeug nach der Einführung des hohlen Implantats in den Zwischenwirbelraum, dank dessen vorzugsweise seitlich angeordneten, unterschiedlich grossen Perforationen, in gezielter Weise sowohl die freibleibenden Räume zwischen den Implantaten (falls zwei Implantate eingeführt werden) , als auch die Implantate selbst mit halbflussiger Knochenersatzmasse gefüllt werden können. Diese Technik ist bei minimalmvasiver und offener Operationstechnik anwendbarThe advantage can thus be achieved that with a suitable injection tool after the introduction of the hollow implant into the intervertebral space, thanks to its preferably laterally arranged perforations of different sizes, the free spaces between the implants (if two implants are inserted) in a targeted manner as the implants themselves can also be filled with semi-fluid bone substitute. This technique can be used with minimally vasive and open surgical techniques
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erlaubt die spiralförmige Struktur des als Rotationskörper ausgebildeten Implantats dessen Drehung und Einschraubung in den Zwischenwirbelraum wahrend der Einfuhrungsphase Eine bevorzugte Weiterbildung besteht darin, dass das als hohler Rotationskörper ausgebildete Implantat an seiner Frontfläche mit einen Verschlussdeckel oder mit einer Einführungsöffnung zur Aufnahme eines Werkzeugs versehen ist. Halbflüssige Knochenmehlmassen oder ähnliche Substanzen können sowohl vor, als auch nach dem Implantieren in den Hohlkörper eingebracht werden. Der Hohlkörper ist im weiteren mit Perforationen in Form von vorzugsweise längs angeordneten, anfangs und end-ständig kleiner werdenden Lochstrukturen versehen. Die Perforationen sind dabei vorzugsweise auf einen parallel zur Längsachse des Hohlkörpers angeordneten Längεstreifen der Mantelfläche beschränkt. Zweckmässigerweise sind zwei solcher, symmetrisch zur Längsachse angeordneter Längsstreifen vorgesehen, so dass diese in den Positionen 0° und 180° zum Durchmesser liegen. Um das Implantat während dessen Einführung richtig positionieren zu können ist auf der Frontseite des Implantates die Stellung dieser Längsstreifen markiert.In a preferred embodiment of the invention, the spiral structure of the implant designed as a rotating body allows it to be rotated and screwed into the intervertebral space during the insertion phase A preferred development consists in that the implant, which is designed as a hollow rotating body, is provided on its front surface with a closure cover or with an insertion opening for receiving a tool. Semi-fluid bone meal or similar substances can be introduced into the hollow body both before and after the implantation. The hollow body is furthermore provided with perforations in the form of hole structures which are preferably arranged longitudinally, initially becoming smaller and smaller at the end. The perforations are preferably limited to a longitudinal strip of the lateral surface arranged parallel to the longitudinal axis of the hollow body. Two such longitudinal strips arranged symmetrically to the longitudinal axis are expediently provided, so that they are in the positions 0 ° and 180 ° to the diameter. In order to be able to correctly position the implant during its insertion, the position of these longitudinal strips is marked on the front of the implant.
Die Perforationen erlauben eine gezielte Abgabe von Knochenersatzmaterial aus dem Hohlkörper heraus und das rasche Einwachsen des Knochens in den Hohlkörper.The perforations allow targeted delivery of bone replacement material from the hollow body and the rapid ingrowth of the bone into the hollow body.
Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der teilweise schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert . Es zeigen :The invention and further developments of the invention are explained in more detail below on the basis of the partially schematic illustration of an exemplary embodiment. Show it :
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemässen Implantats,-1 is a perspective view of the implant according to the invention,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch das erfindungsgemässe Implantat nach Fig. 1 mit der Darstellung des Einspritz-/Austrittsverhaltens der Knochenersatzmasse; undFIG. 2 shows a longitudinal section through the implant according to the invention according to FIG. 1 with the representation of the injection / exit behavior of the bone replacement mass; and
Fig. 3 eine schematische Darstellung von zwei in den Zwischenwirbelraum eingeführten erfindungsgemässen Implantaten nach Fig. 1.3 shows a schematic illustration of two implants according to the invention, introduced into the intervertebral space according to FIG. 1.
Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Zwischenwirbel-Implantat besteht im wesentlichen aus einem länglichen, zylindrischen oder prismatischen Hohlkörpers 1 mit einer Längsachse 2, einerThe intervertebral implant shown in FIGS. 1 and 2 consists essentially of an elongated, cylindrical or prismatic hollow body 1 with a longitudinal axis 2, one
Frontwand 3 und einer Hinterwand 4.Front wall 3 and a rear wall 4.
Die Aussenseite der Mantelfläche 5, des als Rotationskörper ausgebildeten Hohlkörpers 1, weist eine dreidimensionale, spiralförmige Strukturierung 6 in Form eines Aussengewindes auf und ist mit einer Anzahl von Perforationen 7 versehen.The outside of the outer surface 5, of the hollow body 1 designed as a rotating body, has a three-dimensional, spiral-shaped structure 6 in the form of an external thread and is provided with a number of perforations 7.
Das Aussengewinde weist eine Steigung von mindestens 2 rr vorzugsweise von mindestens 2,5 mm und eine Tiefe von 0,tThe external thread has a pitch of at least 2 rr, preferably at least 2.5 mm, and a depth of 0, t
2,2 mm, vorzugsweise von 1,5 - 2, 0 mm auf. Die Strukturierung 6 kann auch aus zur Langsachse 2 parallel verlaufenden Längsrillen bestehen oder aus irgendwelchen anderen, die Planarität der Oberfläche stellenweise aufhebenden Strukturelementen, z.B. Zähnchen, Perforationen, Noppen, Spitzen oder , Nuten.2.2 mm, preferably from 1.5-2.0 mm. The structuring 6 can also consist of longitudinal grooves running parallel to the longitudinal axis 2 or of any other structural elements, such as teeth, perforations, knobs, tips or grooves, which partially cancel out the planarity of the surface.
Die Frontwand 3 des Hohlkörpers 1 ist mit einer Emführungs- offnung 11 zur Einführung von vorzugsweise halbflussigem Knochenersatzmaterial 15 versehen. Die Einführungsöffnung 11 ist zweckmässigerweise m Form eines tiefen mit der Langsachse 2 konzentrischen Sacklochs gestaltet, welche nach Aussen hin in ein Profil (z.B. Sechskantprofil) ausläuft, um die Aufnahme eines Antriebswerkzeugeε zur Eindrehung des Implantats zu gestatten.The front wall 3 of the hollow body 1 is provided with an insertion opening 11 for the introduction of preferably semi-fluid bone substitute material 15. The insertion opening 11 is expediently designed in the form of a deep blind hole which is concentric with the longitudinal axis 2 and which runs outwards into a profile (e.g. hexagon profile) in order to permit the inclusion of a drive tool for screwing in the implant.
Die Perforationen 7 sind auf einem parallel zur Längsachse 2 angeordneten Längsstreifen 8 der Mantelflache beschrankt. Es können auch zwei solcher, symmetrisch zur Langsachse 2 (0° und 180° Position) angeordneter Längsstreifen 8 vorgesehen sein. Der Längsstreifen 8 ist im Vergleich zur übrigen, unperforierten Mantelflache 5 abgeflacht, vorzugsweise um einen Betrag, der mindestens der Hohe der Strukturierung 6 entspricht und maximal 4 mm betragt. Vorzugsweise betragt die Abflachung zwischen 1,0 und 3 mm.The perforations 7 are restricted to a longitudinal strip 8 of the jacket surface arranged parallel to the longitudinal axis 2. Two such longitudinal strips 8 arranged symmetrically to the longitudinal axis 2 (0 ° and 180 ° position) can also be provided. The longitudinal strip 8 is flattened in comparison to the remaining, unperforated jacket surface 5, preferably by an amount that corresponds at least to the height of the structuring 6 and is a maximum of 4 mm. The flattening is preferably between 1.0 and 3 mm.
Die durchschnittliche Durchtrittsfläche der Perforationen 7 ist im zentralen Bereich der Mantelfläche 5 grösser als im Bereich des, der Front- und Hinterwand 3,4 benachbarten Teils der Mantelflache 5. Die durchschnittliche Durchtrittstlache der Perforationen 7 im zentralen Bereich der Mantelfläche 5 liegt zwischen 0,8 und 28,0 mm2, vorzugsweise zwischen 1,8 und 12,0 mm2.The average passage area of the perforations 7 is larger in the central area of the lateral surface 5 than in the area of the part of the lateral surface 5 adjacent to the front and rear wall 3, 4. The average passage area of the perforations 7 in the central region of the lateral surface 5 is between 0.8 and 28.0 mm2 , preferably between 1.8 and 12.0 mm2 .
Im Bereich des, der Front- und Hinterwand 3,4 benachbarten Teils der Mantelfläche 5 beträgt die durchschnittliche Durchtritts¬ fläche der Perforationen 7 zwischen 0,3 und 19,0 mm2, vorzugsweise zwischen 0,5 und 7,0 mm2.In the area of the part of the lateral surface 5 adjacent to the front and rear walls 3, 4, the average passage area of the perforations 7 is between 0.3 and 19.0 mm2 , preferably between 0.5 and 7.0 mm2 .
Die Zahl der Perforationen 7 pro Längsstreifen 8 liegt zwischen 3 und 8, vorzugsweise zwischen 4 und 6.The number of perforations 7 per longitudinal strip 8 is between 3 and 8, preferably between 4 and 6.
Die Frontwand 3 weist bei dem in Fig. 1 dargestellten Implantat einen entfernbaren Verschlussdeckel 9 mit der Einführungsöffnung 11 auf. Die Frontwand 3, bzw. der Verschlussdeckel 11 ist mit Markierungen 10 versehen, welche die Stellung der Längsstreifen 8 angeben, um die Perforationen 7 des Implantats im Zwischenwirbelraum richtig plazieren zu können.In the implant shown in FIG. 1, the front wall 3 has a removable closure cover 9 with the insertion opening 11. The front wall 3 or the closure cover 11 is provided with markings 10 which indicate the position of the longitudinal strips 8 in order to be able to correctly place the perforations 7 of the implant in the intervertebral space.
Das Implantat ist vorzugsweise aus Titan, Titanlegierung, Keramik oder einem biokompatiblen Kunststoff gefertigt.The implant is preferably made of titanium, titanium alloy, ceramic or a biocompatible plastic.
Nachstehend wird nun anhand des Implantats nach den Fig. 1 und 2 dessen klinische Anwendung im Detail beschrieben.The clinical application of the implant according to FIGS. 1 and 2 will now be described in detail below.
Wie in Fig. 3 in einer Horizontalebene dargestellt, können die Hohlkörper 1 mittels eines durch die Pfeile 12 angedeuteten Antriebsinstrumentes in den ausgeräumten Zwischenwirbelraum 16 zwischen zwei Wirbeln eingedreht werden. Vorzugsweise werden zwei Hohlkörper 1 in den Zwischenwirbelraum 16 eingeführt. Der Hohlkörper 1 wird nun anhand seiner Markierungen 10 (Fig. 1) derart ausgerichtet, dass die Perforationen 7 frei in der Horizontalebene (Zeichenebene von Fig. 3) zu liegen kommen. Nun können mit einem in Fig. 2 angedeuteten Einfüllinstrument 14 mit sogenannten "Bone Morphogenic Proteines" (BMP) , Röntgen-Kontrastmitteln, oder klinisch-therapeutischen Mitteln angereichertes, halbflüssiges Knochenersatzmaterial 15 oder ähnliche Substanzen (z.B. Knochenmehl) in den Zwischen¬ wirbelraum 16 eingespritzt werden.As shown in FIG. 3 in a horizontal plane, the hollow bodies 1 can be screwed into the cleared intervertebral space 16 between two vertebrae by means of a drive instrument indicated by the arrows 12. Two hollow bodies 1 are preferably introduced into the intervertebral space 16. The Hollow body 1 is now aligned on the basis of its markings 10 (FIG. 1) such that the perforations 7 come to lie freely in the horizontal plane (drawing plane of FIG. 3). Now, with a filling instrument 14 indicated in FIG. 2 with so-called "bone morphogenic proteins" (BMP), X-ray contrast media, or clinically therapeutic agents, semi-liquid bone substitute material 15 or similar substances (eg bone meal) enriched in the intervertebral space 16 can be injected become.