DE4423826A1 - Keramische Wirbelprothese - Google Patents
Keramische WirbelprotheseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine keramische Wirbelprothese nach
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Sie kann eine oder
mehrere Zwischenwirbelscheiben ersetzen, die bei einer ope
rativ ausgeführten Resektion entfernt worden sind.
Wenn eine Nervenwurzel wegen eines Defektes der Zwischen
wirbelscheibe oder Bandscheibe, beispielsweise am Halswir
bel, einem Druck ausgesetzt wird, können häufig verschie
dene neurologische Symptome auftreten. Um den Menschen von
diesen Symptomen zu befreien, wird der defekte Abschnitt
normalerweise ruhiggestellt und fixiert und es erfolgt ein
herkömmlicher Heilprozeß, beispielsweise unter Anwendung
einer Streckung. Wenn der Schmerz nicht nachläßt oder die
Verletzung zu schwer ist, um durch ein derartiges Heilver
fahren geheilt zu werden, so wird am Patienten eine Opera
tion durchgeführt. Es sind zwei Operationsverfahren verfüg
bar, bei denen die defekte Zwischenwirbelscheibe vor
dem Wirbelkörper entfernt wird bzw. der Wirbelbogen teil
weise im hinteren Teil des Wirbelkörpers entfernt wird, so
daß die Hernie versorgt wird. Das erste Operationsverfah
ren, bei dem die Verletzte Zwischenwirbelscheibe vor dem
Wirbelkörper entfernt wird, wird als Vorwärtsadhäsion be
zeichnet, bei der ein Knochen implantiert und in einem
Hohlraum, der zwischen dem oberen und dem unteren Wirbel
körper ausgebildet ist, adhäsiv befestigt wird.
Bei dieser Vorwärtsadhäsion wird in vielen Fällen der eige
ne Darmbeinknochen als der zu implantierende Knochen ver
wendet. Jedoch kann durch die Entfernung des Darmbeins der
Patient wegen sekundärer Invasionserscheinungen belastet
werden. Daher werden neuerdings Prothesen, beispielsweise
Keramikprothesen, verwendet und an Stelle des eigenen Darm
beinknochens implantiert. Im allgemeinen sind die Keramik
prothesen in einem Organismus sehr stabil und in einem ho
hen Maße biologisch kompatibel.
Keramik ist jedoch brüchig sowie hart und zeigt daher bei
Stößen ungünstiges Verhalten. Für eine Wirbelprothese ist
es erforderlich, daß sie eine mechanische Festigkeit hat,
die stark genug ist, um der Druckbelastung zu widerstehen,
die vom oberen und vom unteren Wirbelkörper ausgeübt wird.
Zusätzlich muß die Wirbelprothese in direkten Kontakt mit
dem Knochen gebracht oder direkt an diesem befestigt wer
den, ohne daß zwischen der Prothese und dem Knochen weiches
Gewebe vorhanden ist, wobei zwischen dem oberen und dem un
teren Wirbelkörper keine Knochenresorption auftreten darf.
Die Form der Prothese sollte derart sein, daß der herauszu
schneidende Knochenabschnitt so klein wie möglich ist, denn
die Prothese muß abhängig von ihrer Gestalt teilweise ent
fernt werden können. Bekannte Prothesen, die nicht aus Ke
ramik sind, unterliegen, verglichen mit einem fehlerlosen
Knochen, einer bestimmten Druckbelastung wegen wiederholter
Absorption und Knochenresorption, um einen ausgeglichenen
Zustand aufrechtzuerhalten. Eine keramische Wirbelprothese
jedoch, bei der keine Knochenresorption auftritt, sollte so
geformt sein, daß der Kompressionsdruck gleichmäßig ver
teilt wird. Bei den konventionellen keramischen Wirbelpro
thesen wurde hauptsächlich Wert auf die Materialfestigkeit
der Prothese gelegt, um den Widerstand gegen die Druckbela
stung zu erhöhen. Die Gestalt der Prothese blieb bislang
weitgehend außer Betracht. Weiterhin wurden keine Anstren
gungen unternommen, um die Größe des zu entfernenden Kno
chens zu reduzieren.
Weiterhin ist es erforderlich, den Abstand zwischen dem
oberen und dem unteren Wirbelkörper zu vergrößern, um die
Wirbelprothese zwischen diesen Körpern einzufügen. Die kon
ventionelle Wirbelprothese kann selbst nicht den Abstand
zwischen dem oberen und dem unteren Wirbelkörper vergrö
ßern. Daher ist es erforderlich, ein spezielles Erweite
rungswerkzeug zu verwenden, wodurch die Operationszeit ver
längert wird. Eine bekannte, langgestreckte Prothese wird
dazu verwendet, mehrere herausgenommene Wirbelkörper zu er
setzen. Diese Prothese ist im allgemeinen als kreisförmiger
oder winkelförmiger Ständer ausgebildet, der sich linear in
vertikaler Richtung erstreckt. Eine solche Prothese stimmt
nicht mit dem Profil der kontinuierlich gekrümmten Wirbel
körper überein. Die bekannte Prothese ist daher morpholo
gisch unnatürlich.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Keramikprothese anzuge
ben, deren Widerstand gegen Druckbeanspruchung erhöht ist
und bei der keine Knochenresorption auftritt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1
und 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Un
teransprüchen angegeben.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß die Form der
Keramikprothese von hoher Bedeutung ist. Die Kontaktober
fläche des Wirbelkörpers mit der Zwischenwirbelscheibe ist
makroskopisch eine konkave Oberfläche. Die Wirbelprothese,
die die Zwischenwirbelscheibe ersetzt, hat bei der Erfin
dung eine konvexe Oberfläche entsprechend der konkaven Kon
taktoberfläche. Dadurch erhöht sich der Widerstand gegen
eine Druckbeanspruchung, und eine Knochenresorption wird
vermieden. Weiterhin ergibt sich eine Minimierung des Be
trags an Wirbelknochen, der resektioniert werden muß. Au
ßerdem läßt sich die Keramikprothese nach der Erfindung
leicht einsetzen und die Stabilität der Prothese nach dem
Einsetzen wird erhöht.
Die nach außen konvex gewölbten Kontaktoberflächen der Wir
belprothese erhöhen den Widerstand gegen Druckbelastungen,
die durch den oberen und den unteren Wirbelkörper ausgeübt
werden. Da die Kontaktflächen der Wirbelkörper, die mit der
Prothese in Kontakt gelangen, makroskopisch gesehen konkave
Oberflächen sind, kann der Betrag an Knochen der zu resek
tionierenden Wirbelkörper, welcher von den konvexen Ober
flächen der Prothese abhängt, minimiert werden. Der Ein
griff der konkaven Kontaktoberflächen der Wirbelkörper und
der konvexen Kontaktoberflächen der Prothese führt zu einer
hohen Widerstandsfähigkeit gegen Kompressionsbelastung
nicht nur in vertikaler Richtung, d. h. in Längsrichtung der
Wirbelsäule, sondern auch in lateraler Richtung, die ge
ringfügig von der Längsrichtung abweicht, denn der Druck
wird im wesentlichen gleichförmig verteilt. Die Druckver
teilung verhindert, daß der Knochen des Wirbels durch die
Prothese resorbiert wird, d. h. es findet keine Knochenre
sorption statt. Demnach wird ein Absinken der Prothese ver
hindert, so daß sie ordnungsgemäß und stabil als Ersatz für
die herausgenommene Zwischenwirbelscheibe für lange Zeit
ohne Deformation der verbleibenden Wirbel funktioniert.
Die Kontaktoberflächen der Prothese, die die Wirbel berüh
ren, können entweder aus einer einzigen Wölbung oder aus
einer Zusammensetzung gewölbter Oberflächen mit verschiede
nen Krümmungen bestehen. Beispielsweise kann bei einer zu
sammengesetzten gewölbten Oberfläche die Wölbung bzw. der
Krümmungsradius in einem Abschnitt senkrecht zur Einsetz
richtung der Prothese von der Wölbung in einem Abschnitt
parallel zur Einsetzrichtung verschieden sein.
Vorzugsweise nimmt die Breite der Prothese nach und nach in
Richtung des vorderen Endes, gesehen in der Einsetzrich
tung, ab, so daß die Prothese leicht in einen Hohlraum oder
Raum zwischen dem oberen und dem unteren Wirbelkörper ein
gesetzt werden kann. Vorzugsweise hat die Prothese eine
Keilform.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine
verbesserte Halswirbelprothese nach dem Anspruch 6. Sie hat
eine Kurvenform, die mit der morphologischen natürlichen
Form übereinstimmt.
Vorzugsweise beträgt der Krümmungsradius der vorderen Ober
fläche der Halbwirbelprothese 100 bis 200 mm. Der Krüm
mungsradius der hinteren Oberfläche kann gleich groß oder
auch verschieden sein. Wenn der Krümmungsradius der hinte
ren Oberfläche kleiner als der der vorderen Oberfläche ist,
kann die Halbwirbelprothese leicht von der Vorderseite der
Wirbel her eingesetzt werden.
Das Keramikmaterial der Prothese besteht aus Aluminiumkera
mik, Zirkonkeramik oder Kalziumphosphatkeramik etc. Unter
diesen Keramikwerkstoffen ist insbesondere Kalziumphosphat
keramik vorteilhaft einsetzbar, da eine spontane Adhäsion
des Kalziumphosphatkeramikmaterials mit den zugehörigen
Wirbeln stattfindet, die sich aus der festen Verbindung
zwischen diesen ergibt. Als Kalziumphospatkeramik kann vor
teilhafterweise eine Kalziumphospatzusammensetzung verwen
det werden, deren Ca-P-Verhältnis von 1,0 bis 2,0 reicht,
beispielsweise Hydroxylapatit, Tricalciumphospat, Tetra
alciumphosphat, Calciumhydrogenphospat etc. Diese Substan
zen können einzeln, als Mischung oder als Zusammensetzung
verwendet werden.
Vorzugsweise besteht die Wirbelprothese aus porösem Calci
umphosphatkeramik, deren Porosität (wahre Porosität) 20 bis
55%, vorzugsweise 30 bis 45% Prozent, beträgt. Bei porö
sen Keramiken kann eine beschleunigte Adhäsion an den Wir
belkörpern erwartet werden, da Ostheoplast in die Poren an
der Kontaktoberfläche zwischen der Wirbelprothese und den
Wirbelkörpern eindringt. Dies beschleunigt die Wiederher
stellung der Funktion der Wirbel. Wenn die wahre Porosität
unter 20% liegt, ist die Zahl der Poren zu klein, um die
erwähnten Vorteile zur Wirkung zu bringen. Wenn umgekehrt
die Porosität größer als 55% ist, ist die mechanische Fe
stigkeit der Prothese zu klein, um der Kompressionsbean
spruchung zu widerstehen. Die wahre Porosität bezieht sich
auf einen Prozentwert des totalen Volumens der geschlosse
nen Poren (Zellen) und der offenen Poren (Zellen) bezogen
auf eine Volumeneinheit.
Die Keramikwirbelprothese kann wie folgt hergestellt wer
den: Beim folgenden Beispiel wird Hydroxylapatit-Keramik
verwendet. Phosphatsalz und Calciumsalz werden in einen an
sich bekannten Naßprozeß synthetisiert, um Hydroxylapatit-
Schlamm zu erhalten. Der Schlamm wird in einem Trockner vom
Drehtrommeltyp oder ähnliches getrocknet, um Hydroxylapa
tit-Pulver zu erhalten. Das Pulver wird in die Form der Ke
ramikwirbelprothese gepreßt, beispielsweise durch eine sta
tische Hydraulikpresse vom Trockentyp. Das Preßteil wird
bei 1000 bis 1200°C in einem elektrischen Ofen gebrannt, um
die Wirbelprothese bzw. die Halswirbelprothese zu erhalten.
Alternativ ist es möglich, einen Schlammgießprozeß, einen
Spritzgießprozeß einzusetzen, oder grüne Keramik (green
compact) zu produzieren, die durch eine Werkzeugmaschine zu
einer vorbestimmten Form bearbeitet wird.
Die oben erwähnten Verfahren sind einsetzbar, um eine dich
te Wirbelprothese zu produzieren, deren Porosität kleiner
als 10% ist. Um eine Wirbelprothese mit einer Porosität
größer als 20% herzustellen, werden ein Schaummittel und
Wasser zugesetzt und mit dem Hydroxylapatit-Pulver ver
mischt, um einen geschäumten Schlamm zu erhalten, der dann
getrocknet wird. Der getrocknete Schlamm wird von einer
Fräsmaschine oder ähnliches bearbeitet, um die vorbestimmte
Form der Prothese zu erhalten, die danach bei 1000 bis
1200°C in einem elektrischen Ofen gebrannt wird, um das
Endprodukt zu erhalten, d. h. die Wirbelprothese. Bei dem
beschriebenen Prozeß ist es alternativ möglich Puder zuzu
fügen, das eine Substanz enthält, die unter Temperaturein
fluß verschwindet, so daß die Mischung geformt und gebrannt
wird, um die Wirbelprothese herzustellen.
Weiterhin kann die Wirbelprothese aus Keramik oder Keramik
werkstoff hergestellt werden, die einen dichten Mittelstück
und ein dieses umgebende poröses Umfangsteil haben. Der
dichte Mittelabschnitt trägt hauptsächlich dazu bei, daß
die mechanische Festigkeit insgesamt erhöht wird, während
der poröse Umfangsteil hauptsächlich eine beschleunigte
Haftung der Prothese an den Wirbelkörpern bewirkt. Um eine
solche Prothese mit einem dichten Mittelabschnitt und einem
diesen umgebenden porösen Umfangsteil zu produzieren, wird
beispielsweise ein getrocknetes dichtes Material entspre
chend dem Mittelabschnitt in ein getrocknetes poröses Mate
rial entsprechend dem Umfangsabsteil eingefügt und die Zu
sammensetzung gebrannt; oder das getrocknete dichte Mate
rial wird an das getrocknete poröse Material durch Apatit-
Schlamm angeklebt und die Zusammensetzung gebrannt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Beispiels un
ter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
Darin zeigt:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Keramikwirbelpro
these,
Fig. 2 eine Vorderansicht des Beispiels nach Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht des Beispiels nach Fig.
1 von rechts,
Fig. 4 eine schematische Ansicht der Wirbelprothe
se nach den Fig. 1 bis 3, die zwischen
Wirbelkörper eingefügt ist,
Fig. 5 einen Querschnitt einer Halswirbelprothese,
Fig. 6 und 7 eine Vorderansicht bzw. eine Seitenansicht
von links des Beispiels nach Fig. 5,
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht des Beispiels
nach Fig. 5, und
Fig. 9 eine schematische Ansicht der in den Fig. 5
bis 8 dargestellten Halswirbelprothe
se, die zwischen Wirbelkörper eingesetzt
ist.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine Wirbelprothese 10 aus Kera
mik. Die Wirbelprothese 10 ist in der Draufsicht im wesent
lichen rechteckförmig entsprechend der Querschnittsform ei
nes Wirbelkörpers (eines Halswirbels oder eines Brustwir
bels). Die Prothese 10 ist in bezug auf die Mittelachse
(Mittelebene) in vertikaler Richtung Z symmetrisch. Sie hat
einen keilförmigen Mittelabschnitt 11, der an der oberen
und an der unteren Oberfläche mit einer gewölbten Kontakt
oberfläche 12 versehen ist, die konvexe Oberflächen bilden.
Der keilförmige Mittelabschnitt 11 hat eine Breite, die
graduell in Richtung seines vorderen Endes in einem Bereich
in Richtung parallel der Richtung A (d. h. in der z-x-Ebene)
abnimmt, in der die Prothese zwischen die Wirbelkörper ein
geführt wird, wie in Fig. 2 zu sehen ist.
In einem Bereich parallel zur Einführrichtung A (d. h. in
der z-x-Ebene) sind die Kontaktflächen 12 mit einem vorderen
kleinen gewölbten Flächenabschnitt 12a mit einem großen
Krümmungsradius sowie mit einem hinteren, großen, gewölbten
Flächenabschnitt 12b mit einem kleinen Krümmungsradius ver
sehen. Die beiden Flächen 12a, 12b sind miteinander kombi
niert und gehen ineinander über. Die gewölbte Fläche 12 hat
im Querschnitt in der z-y-Ebene senkrecht zur Einführrich
tung A eine Wölbfläche mit einer einzigen Wölbung bzw. ei
nem Krümmungsradius, wie in Fig. 3 dargestellt ist.
Die Prothese 10 ist zwischen die Wirbelkörper 20 mit dem
vorderen kleinen Oberflächenabschnitt 12a als Führungsende
eingefügt, wie aus Fig. 4 zu sehen ist.
Da der kleine, gewölbte Flächenabschnitt 12a eine kleinere
Wölbung (der Krümmungsradius ist größer) hat, als der
große, gewölbte Flächenabschnitt 12b, und der keilförmige
Abschnitt 11 die Dicke am vorderen Ende verringert, kann
die Prothese 10 zwischen die Wirbelkörper 20 eingeführt
werden, wobei der Raum zwischen den Wirbelkörpern wegen des
Keileffekts insgesamt vergrößert wird. Wenn das Einsetzen
abgeschlossen ist, verteilen die Kontaktoberflächen 12 mit
den Abschnitten 12a und 12b die Kompressionsbelastung, die
durch die Wirbelkörper 20 ausgeübt wird, im wesentlichen
gleichmäßig und es findet keine Knochenresorption statt, so
daß die Prothese stabil zwischen den Wirbelkörpern 20 ge
halten wird. Der Anteil der Wirbelkörper 20, der wegzu
schneiden ist, kann so klein wie möglich sein, da die kon
vexen Oberflächen 12 den Oberflächen der zugehörigen Wir
belkörper 20 entsprechen, die makroskopisch gesehen konkave
Oberflächen sind.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Mittel
abschnitt, obwohl er die Form eines Keils hat, die Form ei
ner parallelen Platte haben. Die Prothese 10 hat weiterhin
eine symmetrische Gestalt in bezug auf die Mittelachse in
vertikaler Richtung. Demgemäß kann die Prothese entweder
mit der oberen oder mit der unteren Seite in den Fig. 2
und 3 nach oben weisend eingeführt werden. Alternativ kann
die Prothese 10 eine asymmetrische Gestalt haben.
Im folgenden werden Beispiele für den Herstellprozeß der
Keramikprothese 10 beschrieben.
Ein Hydroxylapatit-Schlamm wurde in einem Naßherstellprozeß
vorbereitet. Der so erhaltene Schlamm wurde durch einen
Trockner vom Drehtrommeltyp, hergestellt durch Nishimura
Tekkou Seisakusho Co. Ltd., getrocknet, um Hydroxylapatit-
Pulver zu erhalten. Das Pulver wurde bei 800°C in einem
elektrischen Ofen für drei Stunden kalziniert, um ein
leichtes Hantieren zu erreichen. Das kalzinierte Pulver
wurde von einer Metallpresse gepreßt, um grüne Keramik in
Form eines Zylinders zu erhalten, dessen Durchmesser und
Länge 35 mm bzw. 35 mm waren. Die grüne Keramik wurde bei
einem hydraulischen Druck von 1 Tonne/cm² durch eine stati
sche Hydraulikpresse gepreßt, um eine zylindrische grüne
Keramik zu erhalten, die eine mechanische Festigkeit hat,
die groß genug ist, um sie zu bearbeiten. Die zylindrische
grüne Keramik wurde durch eine NC-Fräsmaschine bearbeitet,
um Produkte verschiedener Größen herzustellen, deren Ge
stalt in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, wobei ein
Schrumpfen der grünen Keramik während eines Brennprozesses
berücksichtigt wurde. Die Produkte wurden dann bei 1100°C
für zwei Stunden in einem elektrischen Ofen gebrannt, um
verschiedene Größen von Prothesen zu erhalten. Die Prothe
sen wurden bei Patienten unter Verwendung des Vorwärtsadhä
sions-Prozesses eingepflanzt, die an Zwischenwirbelschei
ben-Hernie oder ähnliches litten. Es wurden gute Resultate
erzielt.
Hydroxylapatit-Schlamm wurde durch einen Naßherstellprozeß
vorbereitet und durch einen Trockner vom Drehtrommeltyp,
hergestellt durch Nishmura Tekkou Seisakusho Co. Ltd., ge
trocknet, um Hydroxylapatit-Pulver zu erhalten. Das Pulver
wurde bei 800°C in einem elektrischen Ofen für drei Stunden
kalziniert, um ein leichtes Hantieren des Materials zu er
reichen.
Es wurden 100g Eiweiß-Albumin zugefügt und nach und nach
mit 200g des kalzinierten Pulvers durch eine Kugelmühle vom
Trockentyp gemischt. Danach wurde 500g Wasser dem ge
mischten Pulver zugefügt und für 15 min durch einen Handmi
xer aufgeschäumt. Danach wurde die geschäumte Mischung auf
eine Petrischale von 20 cm Durchmesser und 5 cm Tiefe über
führt und bei 80°C für 24 Stunden in einem Trockner ge
trocknet, um einen getrockneten porösen Körper zu erhalten.
Der poröse Körper wurde in Parallelpipedon geschnitten und
von einer NC-Werkzeug- und Fräsmaschine bearbeitet, um Pro
dukte verschiedener Größen zu erhalten, deren jeweilige Ge
stalt in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist, wobei eine
Schrumpfung während des Brennprozesses berücksichtigt
wurde. Die Produkte wurden dann bei 1200°C für drei Stunden
in einem elektrischen Ofen gebrannt, um Prothesen verschie
dener Größen zu erhalten. Die Prothesen wurden Patienten
durch die Vorwärtsadhäsions-Methode implantiert, die an ei
ner Zwischenwirbelscheiben-Hernie oder ähnliches litten. Es
wurden gute Resultate erzielt.
Die Fig. 5 bis 9 zeigen eine Halswirbelprothese 30 aus
Keramik für mehrere Halswirbel. Die Prothese 30 hat die
Form eines Bogens entsprechend der Form der Halswirbelsäu
le, so daß, wenn die Prothese 30 eingepflanzt und befestigt
ist, ihre Oberfläche, die der vorderen Fläche der Halswir
belsäule entspricht, aus einer konvexen Oberfläche 31 be
steht. Die obere und die untere Oberfläche der Prothese 30,
die mit dem oberen und dem unteren Wirbelkörper 20 in Kon
takt gebracht wird, haben konvexe Oberflächen 32.
Zu beachten ist, daß der Krümmungsradius der vorderen Ober
fläche 31, die der vorderen Oberfläche der Halswirbelsäule
entspricht, nicht notwendigerweise mit dem Krümmungsradius
der hinteren Oberfläche 33 übereinstimmen muß. Beispiels
weise, wenn der Krümmungsradius der konvexen vorderen Ober
fläche 31 größer als der Krümmungsradius der konkaven hin
teren Oberfläche 33 ist, kann die Prothese 30 leichter in
einen Hohlraum eingeführt werden, der gebildet wird, wenn
mehrere Wirbelkörper resektioniert worden sind. Bei dem
dargestellten Ausführungsbeispiel betragen die Krümmungsra
dien der konvexen Oberfläche 31 und der konkaven Oberfläche
33 etwa 160 mm bzw. 150 mm.
Wenn die Halswirbelprothese 30 eingesetzt wird, bildet die
konvexe vordere Oberfläche 31 ein Führungsteil, wie in der
Fig. 8 dargestellt ist. Demnach hat die Prothese 30 eine
natürliche Wölbung entsprechend der Halswirbelsäule. Wenn
das Einsetzen der Prothese 30 vollzogen ist, verteilt die
konvexe Kontaktoberfläche 32, die mit den Wirbelkörpern 20
in Kontakt gebracht wird, wegen ihrer konvexen Form die
Kompressionsbelastung durch die Wirbelkörper 20 im wesent
lichen gleichmäßig, so daß die Prothese 30 stabil zwischen
den Wirbelkörpern 20 ohne Knochenresorption gehalten werden
kann. Der von den Wirbelkörpern 20 wegzuschneidende Teil
ist minimal, da die Oberflächen der Wirbelkörper 20 makro
skopisch gesehen konkave Oberflächen sind, wie weiter oben
bereits erläutert worden ist.
Beispiele des Herstellprozesses der Halswirbelprothese 30
werden im folgenden erläutert.
Tricalciumphosphat-Pulver, vermarktet von Taiheiyou Kagaku
Co. Ltd., wurde bei 1800°C für drei Stunden in einem elek
trischen Ofen kalziniert. Es wurde durch einen Röntgenana
lysator festgestellt, daß das kalzinierte Pulver eine Hy
droxylapatat-Kristallstruktur hatte. Das kalzinierte Pulver
wurde durch eine Metallpresse gepreßt, um grüne Keramik in
Form eines Prismas mit den Abmessungen 25 mm×25 mm×80
mm (Höhe) zu erhalten. Die grüne Keramik wurde bei einem
hydraulischen Druck von 1 Tonne/cm² von einer statischen
Hydraulikpresse gepreßt, um eine prismenförmige grüne Kera
mik zu erhalten, deren mechanische Festigkeit groß genug
war, um sie zu bearbeiten. Die grüne Keramik wurde dann von
einer NC-Fräsmaschine bearbeitet, um Produkte verschiedener
Größen herzustellen, deren jeweilige Gestalt in den Fig.
5 bis 9 dargestellt ist, wobei ein Schrumpfen der grünen
Keramik während des Brennprozesses berücksichtigt wurde.
Die Produkte wurden dann bei 1100°C für zwei Stunden in ei
nem elektrischen Ofen gebrannt, um Halswirbelprothesen ver
schiedener Größen zu erhalten. Die Halsprothesen wurden
nach der Vorwärtsadhäsions-Methode Patienten implantiert,
die an Zwischenwirbel-Hernie oder ähnliches litten. Es wur
den gute Ergebnisse nach dem Verstreichen von sechs Monaten
erzielt.
50g Eiweiß-Albumin wurden nach und nach mit 200g kalizi
niertem Hydroxylapatit-Pulver vermischt, das nach dem im
Beispiel 3 beschriebenen Herstellprozeß durch eine Kugel
mühle vom Trockentyp erhalten wurde. Danach wurde 500g Was
ser dem vermischten Pulver zugeführt und für 15 Minuten
durch einen Handmixer aufgeschäumt. Danach wurde die ge
schäumte Mischung einer Petrischale von 20 cm Durchmesser
und 5 cm Tiefe zugeführt und bei 80°C für 24 Stunden in ei
nem Trockner getrocknet, um einen getrockneten porösen Kör
per zu erhalten. Der poröse Körper wurde in Parallel-Pipe
don geschnitten und von einer NC-Fräsmaschine bearbeitet,
um Produkte verschiedener Größen zu erhalten, deren jewei
lige Gestalt in den Fig. 5 bis 9 dargestellt ist, wobei
ein Schrumpfen während des Brennprozesses berücksichtigt
wurde. Die Produkte wurden dann bei 1200°C für zwei Stunden
in einem elektrischen Ofen gebrannt, um Halwirbelprothesen
verschiedener Größen zu erhalten. Die Prothesen wurden nach
dem Vorwärtsadhäsionsprozeß Patienten eingepflanzt, die an
Zwischenwirbel-Hernie oder ähnliches litten. Es wurden gute
Resultate nach Ablauf von sieben Monaten erzielt.
Die Halswirbelprothese für mehrere Wirbelkörper kann vor
teilhafterweise in einen Hohlraum durch einen Vorwärtsad
häsions-Prozeß implantiert werden, nachdem mehrere Wirbel
körper entfernt worden sind. Die Halswirbelprothese kann
die von dem zugehörigen oberen und unteren Wirbelkörper
ausgeübte Kompressionsbelastung gleichmäßig verteilen, wo
durch ein erhöhter Widerstand gegen Druckbelastung erzielt
wird. Eine Knochenresorption findet nicht statt. Der Kno
chenanteil, der aus dem Wirbelkörper während der von einem
Arzt durchgeführten Operation resektioniert wird, kann mi
nimiert werden. Die Halswirbelprothese kann auf einfache
Weise zwischen die Wirbelkörper eingeführt werden. Die Pro
these wird zwischen den Wirbelkörpern für eine lange Zeit
stabil gehalten. Weiterhin dient die Halswirbelprothese als
ein morphologisch natürliches Ersatzmittel.
Claims (9)
1. Wirbelprothese aus Keramik, die in einen zwischen ei
nem oberen und einem unteren Wirbelkörper bei minde
stens einer entfernten Zwischenwirbelscheibe gebilde
ten Hohlraum eingesetzt wird, gekennzeichnet durch ei
ne obere und eine untere nach außen gerichtete konvexe
Kontaktfläche (12), die mit dem oberen bzw. dem unte
ren Wirbelkörper in Kontakt kommt.
2. Wirbelprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die obere und die untere Kontaktfläche (12)
jeweils eine gewölbte Oberfläche hat, deren Wölbung in
einem Bereich in Richtung senkrecht zur Einführrich
tung (A) der Prothese in den Hohlraum von der Wölbung
in einem Bereich in Richtung parallel zur Einführrich
tung (A) verschieden ist.
3. Wirbelprothese nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die gewölbte Fläche einer jeden Kontakt
fläche (12) in einem Bereich parallel zur Einführrich
tung (A) einen vorderen, kleinen Wölbflächenabschnitt
(12a) und einen in Einführrichtung (A) gesehen hinte
ren, großen Wölbflächenabschnitt (12b) in Kombination
hat.
4. Wirbelprothese nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Calciumphos
phat-Keramik besteht.
5. Wirbelprothese nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Keramik mit
einer Porosität von 20 bis 55% besteht.
6. Halswirbelprothese für mehrere Wirbelkörper, wobei die
Halswirbelprothese in einen Hohlraum eingesetzt wird,
der durch Resektion mehrerer nebeneinanderliegenden
Halswirbel gebildet wird, gekennzeichnet durch eine
nach außen gerichtete gebogene vordere Oberfläche
(31), die den vorderen Flächen der entfernten Wirbel
körper entspricht, und durch eine obere und eine unte
re nach außen gerichtete konvexe Kontaktoberfläche
(32), die mit dem zugehörigen oberen und dem unteren
Wirbelkörper in Kontakt gelangen.
7. Halswirbelprothese nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Wölbung der nach außen gebogenen
vorderen Oberfläche (31) von der Wölbung der hinteren
Oberfläche (33) verschieden ist.
8. Halswirbelprothese nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß sie aus Calciumphosphat-Keramik be
steht.
9. Halswirbelprothese nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Keramik mit einer
Porosität von 20 bis 55% besteht.
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