DE19720241B4 - Interbody fusion implant - Google Patents

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Abstract

Wirbelkörperfusionsimplantat, bestehend aus einem massiven rotationssymmetrischen Formkörper (1) mit einem balligen Vorderende (2) mit glatter Oberfläche und einem sich bündig daran anschließenden länglichen Stielteil (3), dessen Oberfläche zumindest abschnittsweise mit einer Oberflächenstruktur (4), in welche Knochentrapekel einwachsen können, versehen ist, wobei der Durchmesser des Stiels (3) vom Rand des balligen Endes (2) hin zum hinteren Ende (5) stetig um bis zu 2 mm zunimmt, bei dem der Formkörper (1) vom vorderen bis zum hinteren Ende von einer Durchbohrung (6) durchsetzt ist.Interbody fusion implant, consisting of a massive rotationally symmetrical shaped body (1) with a crowned front end (2) with smooth surface and one flush adjoining elongated Stem part (3), its surface at least in sections, with a surface structure (4) into which bone trabeculae can grow in, is provided, wherein the diameter of the stem (3) from the edge of the crowned end (2) towards the rear end (5) steadily up to 2 mm increases, in which the molding (1) from the front to the rear of a through hole (6) is interspersed.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft einen Wirbelkörperfusionsdübel zur knöchernen Fusion zweier benachbarter Wirbelkörper der menschlichen Wirbelsäule.The The invention relates to a vertebral fusion dowel for osseous Fusion of two adjacent vertebral bodies of the human spine.

Bekannt sind Wirbelkörperimplantate allgemein zur Fusion zweier Wirbelkörper. Klassisch ist beispielsweise das sogenannte Keystone-Implantat. Aus jüngerer Zeit bekannt sind derartige Implantate beispielsweise aus der DE 40 12 622 C1 und der DE 91 01 603 U1 . Die darin beschriebenen Implantate sind zwar sehr vorteilhaft, jedoch in erster Linie bestimmt für Einsatzfälle, bei denen ganze Wirbelkörper zum Teil reseziert und ersetzt werden müssen. Sie sind daher von ihrer Dimension allein schon recht ausladend und mechanisch kompliziert, was allerdings in den für sie vorgesehenen Applikationsfällen auch gerechtfertigt ist. Anders hingegen sieht es bei kleineren Defekten der Wirbelkörper bzw. der dazwischen liegenden Bandscheibe aus. Bei im Gegensatz zu Indikationsfällen, in denen Implantate der oben beschriebenen Art zum Einsatz kommen, medizinisch recht einfach gelagerten Fällen ist es per se nicht angezeigt, mit derartig großen Implantaten operativ Abhilfe zu schaffen. Hier spielt selbstverständlich die medizinische Philosophie eine Rolle, so viel wie möglich körpereigene Teile im Körper zu belassen und so wenig lädierte Körperteile wie nötig zu entfernen.Vertebral implants are generally known for the fusion of two vertebral bodies. For example, the so-called Keystone implant is a classic. More recently, such implants are known for example from DE 40 12 622 C1 and the DE 91 01 603 U1 , Although the implants described therein are very advantageous, but primarily intended for applications in which entire vertebral bodies must be partially resected and replaced. Therefore, they are already quite expansive and mechanically complicated by their dimension alone, but this is also justified in the application cases provided for them. On the other hand, it looks different with smaller defects of the vertebral bodies or the intermediate intervertebral disc. In contrast to indication cases, in which implants of the type described above are used, medically quite simply stored cases, it is not advisable per se to provide surgical remedy with such large implants. Here, of course, the medical philosophy plays a role in leaving as much as possible body parts in the body and to remove as little damaged body parts as necessary.

Ein Wirbelsäulenimplantat ist bekannt aus der EP-0 260 044 A1. Gemäß einer Ausführungsform ist dort vorgesehen, einen im wesentlichen zylindrischen Körper zweigeteilt aus zwei Halbschalen zu bilden. In deren Inneren ist eine Gewindespindel mit gegenläufigen Gewinden gelagert, auf der zwei Nocken aufgeschraubt sind. Die beiden Nocken sind im nicht-verspannten Zustand des Implantates untergebracht in entsprechend ausgebildeten Taschen in den beiden Zylinderhälften. Auf eine Drehung der Gewindespindel zum Verspannen des Implantates in der Wirbelsäule werden diese Nocken aus den besagten Taschen herausgedrängt, so daß die beiden Hälften des zylindrischen Körpers auseinandergespreizt werden. Es findet demnach eine Parallelverschiebung der Wirbelkörper statt, an denen die beiden Zylinderhälften anliegen.One spinal implant is known from EP-0 260 044 A1. According to one embodiment provided there, a two-part substantially cylindrical body to form two half-shells. Inside is a threaded spindle with opposing ones Mounted threads on which two cams are screwed. The two Cams are housed in the non-strained state of the implant in appropriately trained pockets in the two cylinder halves. On a rotation of the threaded spindle for clamping the implant in the spinal column these cams are pushed out of said pockets, so that the both halves of the cylindrical body be spread apart. It therefore finds a parallel shift the vertebral body instead, where the two cylinder halves abut.

Als problematisch jedoch erweist es sich, daß im Falle der Anbringung einer Bohrung bzw. eines Kanals zwischen zwei Wirbelkörpern das noch nicht auseinandergespreizte Implantat zwar dort hinein gesetzt werden kann, wenn jedoch die Gewindespindel gedreht wird, so daß sich die beiden Zylinderhälften parallel voneinander entfernen, so findet das Implantat lediglich durch einen Preßfit Halt in der Wirbelsäule. Am Eingang des Kanals bzw. der eingebrachten Bohrung findet sich bei dem Implantat derselbe Querschnitt wie am Ende des- bzw. derselben, nämlich ein ovaler Querschnitt. Auf Grund von Belastungen der Wirbelsäule im täglichen Leben kann es nicht ausgeschlossen werden, daß der Preßfit des Implantates gelockert wird und dem Patienten die Gefahr eines Herausrutschens des Implantates aus der Bohrung bzw. aus dem Kanal erwächst. Dies ist nicht akzeptabel.When problematic, however, it turns out that in the case of attachment of a Hole or a channel between two vertebral bodies not yet spread apart Although implant can be put in there, but if the Threaded spindle is rotated so that the two cylinder halves parallel Remove from each other, the implant finds only by a press fit Hold in the spine. At the entrance of the channel or the introduced hole can be found in the implant, the same cross-section as at the end of the same, namely a oval cross-section. Due to strains of the spine in the daily Life can not be ruled out that the pressfit of the implant relaxed and the patient the risk of slipping out of the implant emerges from the bore or from the channel. This is not acceptable.

Gemäß einem späteren Vorschlag gemäß der WO 92/14423 A1, in der auch das vorerwähnte Implantat Erwähnung findet, wird dem Herausrutschen aus dem Kanal in den Wirbelkörpern versucht entgegenzuwirken, indem das Implantat nach Einsetzen in den Kanal in seiner Mitte in seinem Querschnitt vergrößert wird. Am Anfang und am Ende des Kanals bzw. der Bohrung finden sich die kleinsten Querschnitte, während der Querschnitt des Implantates nach der Implantation und dem Spannen in der Mitte am größten ist. Es trifft zu, daß dem Herausrutschen hierdurch wirksam entgegengewirkt wird. Als nachteilig wird allerdings angesehen, daß die größte Erweiterung bzw. größte Spreizung des Implantates nicht am sozusagen eigentlichen Ort des Geschehens vorgenommen wird, sondern weit dahinter gelegen. Der Ort nämlich, wo ein Implantat seine therapeutische Wirkung entfalten sollte, ist der Übergangsbereich von knöchernen Material eines Wirbelkörpers zur Bandscheibe, welche bei der indizierten Operation und Einsatz eines solchen Implantates beschädigt ist. Im Grenzbereich zwischen knöchernen Material und der beschädigten Wirbelsäule ist dafür Sorge zu tragen, daß die Spreizung in diesem Bereich am größten ist. Dies vermag keines der bekannten Implantate zu leisten.According to one later Proposal according to WO 92/14423 A1, in which also the aforementioned implant is mentioned, is the slipping out of the channel in the vertebral bodies trying to counteract by placing the implant in its center after insertion into the canal is enlarged in its cross section. At the beginning and at the end of the channel or the hole you will find the smallest cross sections, while the cross section of the implant after implantation and clamping in the middle is the largest. It is true that the Slipping out is thereby effectively counteracted. As a disadvantage however, considered that the biggest extension or largest spread of the implant is not at the actual place of action is made, but far behind it. Namely, the place where an implant should have its therapeutic effect the transition area of bony Material of a vertebral body to the intervertebral disc, which in the indicated operation and use damaged by such an implant is. In the border area between bony material and the damaged one spinal column is responsible to bear that the Spread is greatest in this area. This is impossible to perform the known implants.

Hingewiesen sei auch auf einen Wirbelkörperfusionsdübel gemäß der DE 43 23 956 C1 . Das darin beschriebene Fusionsimplantat besteht im wesentlichen aus einer Hülse, die durch Anziehen einer sie durchsetzenden Schraube am proximalen Ende von einer auf ihr aufgeschraubten Mutter mit sich konisch erweiternder Mantelfläche aufgeweitet oder gespreizt wird. Hierdurch wird der Sperreffekt eines Spreizdübels erzielt, welcher vorliegend der Primärfixation in einem Preßsitz im Wirbelkörper dient. Als nachteilig könnte bei diesem Implantat angesehen werden, daß die Feinjustierung der Lage im knöchernen Bett nicht sehr einfach zu bewerkstelligen ist.Reference should also be made to a Wirbelkörperfusionsdübel according to the DE 43 23 956 C1 , The fusion implant described therein consists essentially of a sleeve which is widened or spread by tightening a screw passing through it at the proximal end of a nut screwed onto it with a conically widening lateral surface. As a result, the Sperreffekt an expansion anchor is achieved, which in the present case serves the primary fixation in a press fit in the vertebral body. A disadvantage of this implant could be considered that the fine adjustment of the situation in the bony bed is not very easy to do.

Schließlich ist aus der DE 696 33 278 T2 ein Wirbelkörperfusionsimplantat mit im wesentlichen kegelstumpfförmiger Konfiguration bekannt, wobei ein Abschlussende größer als das Einsetzende ist und das Einsetzende aus einem balligen Formkörper mit glatter Oberfläche besteht. Das bekannte Implantat weist eine Oberflächenstruktur mit einer Vielzahl von Öffnungen auf, in welche Knochentrapekel einwachsen können.Finally, out of the DE 696 33 278 T2 a vertebral body fusion implant of substantially frusto-conical configuration is known wherein a terminal end is larger than the insertion end and the insertion end is a crowned smooth-surfaced body. The known implant has a surface structure with a multiplicity of openings into which bone trapezes can grow.

Es weist auch am Abschlussende eine Angriffseinrichtung zum Angriff eines Gerätes zum Einsetzen des Implantates auf.It also has an attack device at the end of the attack a device for inserting the implant.

Bei diesem Implantat wird es als nachteilig empfunden, dass es dem Operateur bei der Implantation keinerlei Führungshilfe erleichtert, das Implantat zwischen zwei Wirbelkörpern zu positionieren. Darüber hinaus kann beim Einsatz des Implantates in die Bohrung zwischen zwei Wirbelkörpern ein Überdruck entstehen aufgrund eines vor dem Einsetzende des balligen Formkörpers entstehenden Luftpolsters.at This implant it is considered disadvantageous that it is the surgeon no guidance during implantation makes it easier to position the implant between two vertebral bodies. Furthermore may be overpressure when inserting the implant into the bore between two vertebral bodies arise due to a resulting before the insertion end of the spherical molding Air cushion.

Vor dem aufgezeigten Hintergrund es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Implantat der vorerwähnten Art so weiterzubilden, dass die zuvor genannten Nachteile beseitigt werden.In front the background shown it is the task of the present Invention to further develop an implant of the aforementioned kind, that the aforementioned disadvantages are eliminated.

Gelöst wird die Aufgabe durch das Wirbelkörperfusionsimplantat, welches besteht aus einem massiven rotationssymmetrischen Formkörper mit einem balligen Vorderteil mit glatter Oberfläche und einem sich bündig daran anschließenden länglichen Stielteil, dessen Oberfläche zumindest abschnittsweise mit einer Oberflächenstruktur, in welche Knochentrapekel einwachsen können, versehen ist, wobei der Durchmesser des Stiels vom Rand des balligen Vorderteils hin zum hinteren Ende stetig um bis zu 2 mm zunimmt. Mit anderen Worten weitet sich das Implantat vom vorderen balligen Teilabschnitt konisch hin zum hinteren Ende des Stiels auf. Das ballige Vorderteil weist eine relativ glatte Oberfläche auf, wohingegen der Stiel mit einer besonderen Oberflächenstruktur versehen ist, wie beispielsweise mit einer offenmaschigen dreidimensionalen Raumnetzstruktur oder mit einer von Tripoden gebildeten Struktur. Die Oberflächenstruktur läßt das Einsprossen von Knochentrapekeln zu, womit für eine sichere Sekundärfixation des Implantates in situ gesorgt ist. Aber auch hinsichtlich der Primärfixation spielt die Ausbildung der Oberflächenstruktur des Stieles eine Rolle, wie anhand der nachfolgenden Beschreibung der Operationstechnik beschrieben wird:
Zunächst wird mit einem Kronenbohrer über einen Führungsdraht an der Implantationsstelle zwischen zwei Wirbelkörpern eine Bohrung mit einem an jeder Stelle etwa 2 mm kleineren Durchmesser als das Wirbelkörperfusionsimplantat gesetzt. Sodann wird das Implantat über den Führungsdraht in die Knochenbohrung gesetzt und mittels eines Setzinstrumentes in die Bohrung eingeschlagen. Über die glatte Oberfläche des balligen vorderen Endes gleitet das Implantat beim Eintreiben in den Knochen. In den Bereichen der Oberflächenstruktur auf dem Stielteil wirken jedoch aufgrund der unterschiedlichen Durchmesser des Implantates einerseits und der Knochenbohrung andererseits hohe Flächenpressungen. Darüberhinaus verhakt sich die Oberflächenstruktur – je nach konkreter Ausbildung dieser Struktur – mit dem umgebenden Knochenmaterial mehr oder weniger. Auf diese Weise wird für eine hohe Primärstabilität des Implantates in situ gesorgt.The object is achieved by the vertebral body fusion implant, which consists of a solid rotationally symmetrical shaped body with a convex front part with a smooth surface and a flush adjoining elongated stem part whose surface is at least partially provided with a surface structure in which bone trapezium can grow, the Diameter of the stem increases steadily by up to 2 mm from the edge of the crowned front part to the rear end. In other words, the implant widens conically from the front convex portion to the rear end of the stem. The spherical front part has a relatively smooth surface, whereas the stem is provided with a special surface structure, such as, for example, with an open-meshed three-dimensional spatial network structure or with a structure formed by tripods. The surface structure allows the sprouting of bone trapezes, which ensures a secure secondary fixation of the implant in situ. But also with regard to the primary fixation, the formation of the surface structure of the stem plays a role, as described with reference to the following description of the surgical technique:
First, with a crown drill over a guidewire at the implantation site between two vertebral bodies, a bore is made with a diameter about 2 mm smaller at each site than the vertebral body fusion implant. Then the implant is placed over the guidewire in the bone hole and hammered into the hole by means of a setting instrument. The implant slides over the smooth surface of the crowned front end when driven into the bone. In the areas of the surface structure on the stem part, however, high surface pressures act on account of the different diameters of the implant on the one hand and the bone bore on the other hand. Moreover, depending on the specific design of this structure, the surface structure more or less hooks up with the surrounding bone material. In this way, a high primary stability of the implant is provided in situ.

Darüber hinaus ist der Formkörper vom vorderen bis zum hinteren Ende von einer Durchbohrung durchsetzt. Diese Durchbohrung erfüllt gleich zwei Aufgaben: Zum einen stellt sie eine Führungshilfe beim Implantieren dar. Es kann nämlich ein Führungsdraht durch die Durchbohrung hindurch geführt werden und das Ende des Führungsdrahtes auf den Boden der Knochenbohrung gesetzt werden. Sodann kann das Implantat auf dem Führungsdraht hin zur Knochenbohrung gefädelt werden. Zum anderen erfüllt die Durchbohrung eine Entlüftungsfunktion. Durch die Durchbohrung kommt es nämlich zur Vermeidung von Überdruck in der Knochenbohrung beim Einschlagen des Implantates durch Kompression von Luft oder Sekretmedium.Furthermore is the molding penetrated from the front to the rear end of a perforation. This puncture met two tasks at once: Firstly, it provides guidance when implanting. It can namely a guidewire be passed through the through hole and the end of the guidewire be placed on the bottom of the bone hole. Then that can Implant on the guide wire threaded to the bone hole become. On the other hand fulfilled the puncture a venting function. By the puncture happens to avoid overpressure in the bone hole when impacting the implant by compression from air or secretion medium.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Durchbohrung im Bereich des hinteren Endes mit einem Innengewinde versehen ist. Dies ist von Belang im Falle eines notwendigen werdenden Revisionseingriffes. Mit dem Innengewinde kann dann nämlich ein geeignetes Extraktionsinstrument verschraubt werden und das Implantat beispielsweise unter Hebelwirkung aus der Knochenbohrung entfernt werden.According to one Further advantageous development is provided that the perforation is provided in the region of the rear end with an internal thread. This is of importance in the event of a necessary revision surgery. With the internal thread can then namely be bolted a suitable extraction instrument and the Implant, for example, under leverage from the bone hole be removed.

Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß in der Stirnseite des hinteren Endes des Implantates ein Kupplungsteil für ein Setzinstrument eingelassen ist, beispielsweise ein um die Durchbohrung herum eingelassener Innensechskant. Mit dem Innensechskant zusammenarbeiten kann ein Außensechskant des erwähnten Setzinstrumentes, um das Implantat in der Knochenbohrung exakt zu positionieren.According to one yet another embodiment is provided that in the front side of the rear end of the implant, a coupling part for a setting instrument is admitted, for example, a recessed around the through hole Allen. Can work together with the hexagon socket External hexagon the mentioned setting instrument, to accurately position the implant in the bone hole.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels gemäß der einzigen Zeichnungsfigur näher erläutert. Diese zeigt das Implantat in einer Ansicht, teilweise geschnitten.The Invention is based on an embodiment according to the only one Drawing figure closer explained. This shows the implant in a view, partially cut.

Das Implantat besteht gesamthaft aus einem rotationssymmetrischen Formkörper 1, der seinerseits ein balliges Vorderteil 2 aufweist. Dieses Vorderteil 2 ist mit einer glatten Oberfläche versehen, um keinerlei zusätzlichen Widerstand gegen das Einschlagen des Implantates in die Knochenbohrung zu bieten. Ferner schließt sich dem Vorderteil 2 bündig ein länglicher Stiel 3 auf. Der Stiel 3 weist auf seiner Oberfläche eine Oberflächenstruktur auf, die das Einwachsen von Knochentrapekeln ermöglicht, um so eine Langzeitfixation ohne Zement des Implantates in der Knochenbohrung zu ermöglichen.The implant consists entirely of a rotationally symmetrical shaped body 1 , which in turn is a crowned front piece 2 having. This front part 2 is provided with a smooth surface so as not to provide any additional resistance to impaction of the implant into the bone bore. Furthermore, the front part closes 2 flush an elongated stem 3 on. The stem 3 has on its surface a surface structure that allows the ingrowth of bone trapezes, so a long-term fixation without cement of the implant to allow in the bone hole.

Der Durchmesser des Stielteils 3 ist im Bereich des bündigen Anschlusses an das vordere ballige Ende 2 mit D, bezeichnet. Ausgehend hiervon nimmt der Durchmesser des Stieles 3 bis zum hinteren Ende 5 stetig zu, bis er den Wert D2 erreicht. D1 und D2 können bis zu 2 mm unterschiedlich sein.The diameter of the stem part 3 is in the area of the flush connection to the front crowned end 2 denoted by D. Starting from this, the diameter of the stem decreases 3 to the far end 5 steadily until it reaches the value D 2 . D 1 and D 2 can be different up to 2 mm.

Der Formkörper 1 ist vom vorderen bis zum hinteren Ende durchsetzt durch eine Durchbohrung 6, die im Bereich des hinteren Endes 5 mit einem Innengewinde 7 versehen ist. Das Innengewinde 7 dient zur Verschraubung mit einem Gewinde eines Extraktionsinstrumentes.The molded body 1 is traversed from the front to the rear end by a through hole 6 in the area of the rear end 5 with an internal thread 7 is provided. The internal thread 7 used for screwing with a thread of an extraction instrument.

In die Stirnseite des hinteren Endes 5 ist vorliegend ein Innensechskant 8 um die Durchbohrung 6 herum eingelassen, in welchen ein Außensechskant eines geeigneten Setzinstrumentes (nicht dargestellt) eingesetzt werden kann. Auf Drehung des Setzinstrumentes hin kann das Implantat in der Knochenbohrung verdreht werden und so seine optimale Stellung empirisch ermittelt werden.In the front of the rear end 5 is in this case a hexagon socket 8th around the puncture 6 let in, in which an external hexagon of a suitable setting instrument (not shown) can be used. Upon rotation of the setting instrument out the implant can be rotated in the bone bore and thus its optimal position can be determined empirically.

Claims (4)

Wirbelkörperfusionsimplantat, bestehend aus einem massiven rotationssymmetrischen Formkörper (1) mit einem balligen Vorderende (2) mit glatter Oberfläche und einem sich bündig daran anschließenden länglichen Stielteil (3), dessen Oberfläche zumindest abschnittsweise mit einer Oberflächenstruktur (4), in welche Knochentrapekel einwachsen können, versehen ist, wobei der Durchmesser des Stiels (3) vom Rand des balligen Endes (2) hin zum hinteren Ende (5) stetig um bis zu 2 mm zunimmt, bei dem der Formkörper (1) vom vorderen bis zum hinteren Ende von einer Durchbohrung (6) durchsetzt ist.Vertebral body fusion implant consisting of a massive rotationally symmetrical shaped body ( 1 ) with a crowned front end ( 2 ) with a smooth surface and a flush adjoining elongated stem part ( 3 ) whose surface is at least partially covered by a surface structure ( 4 ), in which bone trapezes can grow in, is provided, wherein the diameter of the stem ( 3 ) from the edge of the crowned end ( 2 ) to the rear end ( 5 ) increases steadily by up to 2 mm, wherein the shaped body ( 1 ) from the front to the rear end of a perforation ( 6 ) is interspersed. Wirbelkörperfusionsimplantat nach Anspruch 1, bei dem die Durchbohrung (6) im Bereich des hinteren Endes (5) mit einem Innengewinde (7) versehen ist.The vertebral fusion implant of claim 1, wherein the perforation ( 6 ) in the area of the rear end ( 5 ) with an internal thread ( 7 ) is provided. Wirbelkörperfusionsimplantat nach Anspruch 1 oder 2, bei dem in die Stirnseite des hinteren Endes (5) ein Kupplungsteil (8) für ein Setzinstrument eingelassen ist.A vertebral body fusion implant according to claim 1 or 2, in which in the end face of the rear end ( 5 ) a coupling part ( 8th ) is admitted for a setting instrument. Wirbelkörperfusionsimplantat nach Anspruch 3, bei dem das Kupplungsteil (8) als ein um die Durchbohrung herum eingelassener Innensechskant ist.Vertebral fusion implant according to claim 3, in which the coupling part ( 8th ) as a recessed around the perforation hexagon is.
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