DE10242329A1 - Bandscheibenprothese - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Bandscheibenprothese geschaffen, die in bekannter Weise eine Grundplatte (1) und eine dieser gegenüberliegende Deckplatte (2) und einen dazwischenliegenden Kern (3) aufweist. Wenigstens eine der Platten besitzt auf der dem Kern zugewandten Seite eine erste konkave Kontaktfläche (6). Bei dem Kern ist wenigstens eine angrenzende erste konvexe Kontaktfläche vorgesehen. Zur Verbesserung von Führung und Elastizität ist um eine der Kontaktflächen herum eine Rille (11) vorgesehen, in der ein mit der gegenüberliegenden Kontaktfläche in Kontakt befindlicher elastischer Ring (13) eingebettet ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Bandscheibenprothese nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 5.
- Aus der
DE 42 08 116 C ist eine derartige Bandscheibenprothese bekannt. Aus derEP 0 471 821 B ist ferner eine Bandscheibenprothese bekannt, die einen Kern aufweist, der einseitig sphärisch ausgebildet ist. - Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bandscheibenprothese der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist.
- Diese Aufgabe wird durch eine Bandscheibenprothese nach Patentanspruch 1 bzw. nach Patentanspruch 5 gelöst.
- Bei der Bandscheibenprothese nach Patentanspruch 1 ist dabei insbesondere eine Dämpfung im Endbereich der Kippbewegung vorgesehen. Bei der Bandscheibenprothese nach Patentanspruch 5 ist insbesondere eine Vertikaldämpfung verbessert, sowie eine axiale Rotation begrenzt.
- Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
- Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:
-
1 eine perspektivische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform; -
2 einen Schnitt durch die in1 gezeigte Ausführungsform; -
3 eine perspektivische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform; -
4 einen Schnitt durch die in3 gezeigten Ausführungsform; -
5 einen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform; -
6 einen Schnitt durch eine vierte Ausführungsform; -
7 eine perspektivische Ansicht der in6 gezeigten Ausführungsform; und -
8 -10 Draufsichten eines Details. - Wie aus den Figuren ersichtlich ist, weist jede Ausführungsform der Bandscheibenprothese eine Grundplatte
1 , eine dieser gegenüberliegende Deckplatte2 und einen dazwischenliegenden Kern3 auf. - Bei dem in den
1 und2 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel weist die Grundplatte1 auf der dem Kern abgewandten Außenseite eine ebene Außenfläche4 auf. An ihrem äußeren Rand weist die Grundplatte nach außen sich zu der Außenfläche vertikal erstreckende Zacken5 auf, die zum Eingreifen in eine benachbarte Wandung eines Wirbelkörpers dienen. Auf der der Außenfläche4 gegenüberliegenden Innenseite weist die Grundplatte eine konkave Ausnehmung6 auf, die vorzugsweise als sphärisches Segment ausgebildet ist. Angrenzend an die konkave Ausnehmung und um diese herumlaufend erstreckt sich eine zu der Außenfläche4 parallele Randzone7 . - Wie aus
2 ersichtlich ist, ist die Deckplatte2 identisch zur Grundplatte1 ausgebildet und lediglich spiegelsymmetrisch angeordnet, so daß die konkave Ausnehmung6' der Deckplatte2 der konkaven Ausnehmung6 der Grundplatte1 zugewandt ist. - Zwischen Grundplatte
1 und Deckplatte2 liegt der Kern3 . Dieser weist einen zur Symmetrieachse8 symmetrisch angeordneten Zentralteil9 auf, der die Form einer bikonvexen Linse aufweist und dessen jeweils konvexe Außenflächen die gleiche Krümmung und insbesondere sphärische Krümmung aufweisen wie die damit zusammenwirkenden konkaven Ausnehmungen6 bzw.6' der Grundplatte und Deckplatte. - Wie aus
2 weiter ersichtlich ist, weist auch der Kern3 eine Randzone10 auf, deren Außendurchmesser gleich dem Durchmesser von Grund- und Deckplatte ist. Die Randzone ist vorzugsweise so ausgebildet, daß die beiden der Grundplatte und der Deckplatte zugewandten Flächen zueinander und zu der Symmetrieebene des Kerns parallel ausgebildet sind. - Wie weiter aus
2 ersichtlich ist, weist die Randzone10 auf der der Grundplatte1 zugewandten Unterseite benachbart zu dem Zentralteil9 eine ringförmige Ausnehmung11 auf. Diese weist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen kreissegmentförmigen Querschnitt auf. Die dem gegenüberliegende Fläche der Randzone7 der Grundplatte weist eine den gleichen Durchmesser aufweisende ringförmige Ausnehmung12 auf, die ebenfalls einen kreissegmentförmigen Querschnitt besitzt. - Wie aus
2 ersichtlich ist, ist die der Deckplatte2 zugewandte Oberfläche der Randzone10 symmetrisch zu der der Grundplatte zugewandten Seite ausgebildet und weist eine entsprechende ringförmige Ausnehmung11' auf. Die dem Kern zugewandte Seite der Deckplatte2 weist wie die Grundplatte1 ebenfalls eine der ringförmigen Ausnehmung11' gegenüberliegende ringförmige Ausnehmung12' auf, die in ihren Abmessungen der ringförmigen Ausnehmung11' entspricht. - Wie aus
2 ferner ersichtlich ist, sind in den jeweiligen Paaren11 ,12 bzw.11' ,12' der ringförmigen Ausnehmungen Ringe13 bzw.13' angeordnet. - Die Grundplatte
1 und die Deckplatte2 sind aus einem biokompatiblen Material, insbesondere Stahl oder Titan hergestellt. Der Kern3 ist nach einer ersten Ausführungsform aus einem körperverträglichen hochmulekularen Polyethylenkunststoff geformt. Die beiden Ringe sind aus einem körperverträglichen elastischen Kunststoff, beispielsweise Medical Grade Silikongummi gebildet. - Bei der Anwendung wird die so ausgebildete Bandscheibenprothese nach Entfernen der geschädigten Bandscheibe zwischen zwei Wirbelkörper eingesetzt und greift mit den Zacken
5 ,5' in die benachbarten Wirbelkörperwandungen ein, so daß die Platten selbst drehfest gehalten werden. Die Ringe13 ,13' bewirken eine Abfederung der Bandscheibenprothese gegen zu starkes Verkippen und bremsen gleichzeitig ein zu starkes Verdrehen um die Mittenachse8 . - Der Außendurchmesser von Grund- und Deckplatte ist so gewählt, daß er wenig kleiner ist als der kleinste Durchmesser der benachbarten Wirbelkörperendplattenfläche.
- Auch die in den
3 ,4 und5 gezeigten Ausführungsbeispiele sind jeweils um die sich senkrecht zur Symmetrieachse8 erstreckende Mittenebene spiegelsymmetrisch ausgebildet. - Die in der
3 und4 gezeigte zweite Ausführungsform weist wiederum eine Grundplatte21 , eine Deckplatte22 und dazwischen einen Kern23 auf. - Die Grundplatte
21 weist wiederum nach außen hervorstehende Zacken25 auf. Die Außenfläche24 ist, wie am besten aus4 ersichtlich ist, als konvexe kugelsegmentförmige Oberfläche ausgebildet, wobei die Krümmung der Oberfläche so gewählt ist, daß sie im wesentlichen einer typischen konkaven Krümmung einer damit in Kontakt zu bringenden Wirbelkörperendplattenfläche entspricht. Symmetrisch zur Symmetrieachse8 weist die dem Kern zugewandte Oberfläche eine der konkaven Ausnehmung6 entsprechende konkave Ausnehmung26 auf. Es ist eine erste Randzone27 vorgesehen, die anders als beim ersten Ausführungsbeispiel aber nicht eben, sondern zur Außenseite der Grundplatte hin kegelstumpfförmig abfallend ausgebildet ist. - Wie aus
4 ersichtlich ist, ist die Deckplatte22 identisch zur Grundplatte ausgebildet und zu einer sich senkrecht zur Symmetrieachse8 erstreckenden Mittenebene spiegelsymmetrisch angeordnet. - Der Kern
23 ist dreiteilig ausgebildet und besteht aus zwei mit ihren Planflächen einander zugewandten plan-konvexen Linsenkörpern28 , zwischen denen eine plan-parallele Platte29 angeordnet ist. Die Linsenkörper28 ,28' und die Platte29 haben im wesentlichen den gleichen Durchmesser. Die Krümmung der konvexen Flächen der Linsenkörper entspricht der Krümmung der damit zusammenwirkenden konkaven Ausnehmungen26 ,26' . - Wie am besten aus
4 ersichtlich ist, weist der Kern23 eine sich senkrecht zu seiner Symmetrieebene erstreckende und durch seinen Mittelpunkt gehende Bohrung30 auf. An den entsprechenden Stellen weisen Grundplatte und Deckplatte sich entlang ihrer Symmetrieachsen erstreckende durchgehende Ausnehmungen31 ,31' auf. Auf den jeweiligen den Außenflächen24 ,24' zugewandten Seiten sind diese durch Senkbohrungen32 ,32' in ihrem Durchmesser erweitert. In der Bohrung30 ist eine vorzugsweise aus einem körperverträglichen Kunststoff oder aus Metall gefertigte Verbindungshülse33 vorgesehen, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Bohrung30 und deren Länge größer als die Länge der Bohrung30 ist, so daß die Verbindungshülse mit dem jeweiligen freien Ende in die Ausnehmung der benachbarten Platte eingreift. Wie aus4 ersichtlich ist, ist die Hülse zu ihren Enden hin je weils verjüngt ausgebildet. Von beiden Seiten ist jeweils durch die Ausnehmungen31 geführt eine Schraube34 ,34' in die Verbindungshülse33 eingeschraubt, wobei der Kopf der Schraube stets in der Senkbohrung anliegt. Die Senkbohrung ist ein wenig größer als der jeweilige Kopf. Die Schrauben werden so weit angezogen, daß Grund- und Deckplatte und Kern so miteinander verbunden sind, daß die aneinandergrenzenden Flächen ohne Spiel, aber zueinander beweglich gehalten sind. - Wie aus
4 ersichtlich ist, ist die Tiefe der Senkbohrungen32 ,32' etwas größer als die Dicke der Köpfe der Schrauben34 ,34' . Die Senkbohrungen sind an ihrem äußeren Ende jeweils durch Abdeckplatten35 nach außen hin abgedeckt. Der Unterschied zwischen der Tiefe der Senkbohrungen32 ,32' und der Dicke der Köpfe der Schrauben34 ,34' ist so gewählt, daß die Köpfe beim federnden Zusammendrücken der Bandscheibenprothese gerade noch nicht an die Abdeckplatten35 stoßen. - Die Grund- und Deckplatten sind vorzugsweise aus dem gleichen Material ausgebildet wie bei der ersten Ausführungsform. Die Linsenkörper
28 ,28' haben vorzugswiese die gleiche Materialausbildung wie die Grund- und Deckplatte. Die Platte29 ist aus einem körperverträglichen elastischen Kunststoff, vorzugsweise einem Medical Grade Silikongummi gebildet. Auf diese Weise übernehmen die Linsenkörper zusammen mit den Grund- und Deckplatten die Kippbewegung, während die Platte29 für die Elastizität und damit die Abfederung sorgt. - Die in
5 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in3 und4 gezeigten Ausführungsform nur durch die Ausbildung des Kernes. Alle übrigen Teile stimmen mit der zuvor beschriebenen Ausführungsform überein. - Der Kern
43 weist wiederum zwei äußere plan-konvexe Linsenkörper48 ,48' auf, die mit ihren konvexen Flächen in gleicher Weise wie vorher beschrieben mit den Grund- und Deckplatten zusammenwirken. Auch die zentrale Bohrung und die Befestigung mittels der Verbindungshülse und den Schrauben stimmt identisch überein. Anders als bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel ist anstelle der plan-parallelen Platte29 ein elastischer Ring49 vorgesehen. Zur Aufnahme und Führung des Ringes49 weisen die einander zugewandten planen Flächen der Linsenkörper48 ,48' im Querschnitt kreisseigmentförmige ringförmige Ausnehmungen50 ,50' auf, in denen der Ring49 gehalten ist. - Die Materialien und die Funktionsweise und das Einbauen entsprechen dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel. Der Ring übernimmt die Funktion der Platte.
- Bei der in
6 gezeigten weiteren Ausführungsform stimmt die Deckplatte mit der in4 beschriebenen Deckplatte überein. In der6 ist die Außenfläche54 eben dargestellt, sie kann aber auch wie in der in4 gezeigten Ausführungsform der Fläche24' entsprechend konvex ausgebildet sein. - Anders ausgebildet dagegen ist die Grundplatte
51 . Diese ist als Zylinderelement ausgebildet, welches auf seiner der Deckpaltte zugewandten Seite eine ebene Fläche57 mit einem Durchmesser, der gleich dem Durchmesser der Deckplatte ist, aufweist. Auf seiner der Deckplatte abgewandten Seite schließt sich ein zylindrischer Abschnitt58 an, dessen Durchmesser ein wenig kleiner ist, so daß der darüberliegende Abschnitt mit größerem Durchmesser einen Anschlag bildet. Der Abschnitt58 dient zum Aufnehmen eines Zylindermantels59 , der am besten in der perspektivischen Darstellung in7 ersichtlich ist. Der Zylindermantel wird im Paßsitz auf den Abschnitt58 aufgesetzt und weist an seinem freien Ende mit dem benachbarten Wirbelkörper in Eingriff bringbare Zacken55 auf. Ferner weist der Zylindermantel Ausnehmungen60 auf, die die Einwachsmöglichkeit wesentlich verbessern. - Der Kern
53 weist auf seiner der Deckplatt52 zugewandten Seite einen plan-konvexen Linsenkörper61 auf, der dem Linsenkörper28' in Form und Material entspricht. Auf der diesem Linsenkörper abgewandten Seite ist zwischen seiner planen Oberfläche und der ebenen Oberfläche57 der Grundplatte51 eine plan-paralle1e Platte62 vorgesehen. Die in6 lediglich schematisch dargestellte Verbindung zwischen Grundplatte51 und Deckplatte52 mit dem Kern53 dazwischen ist in der gleichen Weise wie bei den beiden vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Bewegung über das Gleitpaar Linsenkörper61 und Deckplatte52 . Die Dämpfung wird von der Platte62 übernommen. - In
8 ist eine Draufsicht auf eine Deckplatte der in den3 bis7 beschriebenen Ausführungsformen gezeigt, wobei die Abdeckplatte35' und der Kopf der Schraube34' weggelassen sind. - Aus
8 ist zu ersehen, daß die jeweilige Hülse33 an ihren jeweils verjüngt abgeschrägten Enden sechskantig ausgebildet ist, wobei die Flächen zwischen den sechs Ecken jeweils hohlkehlenartig ausgebildet sind. Die diesen sechskantigen Abschnitt aufnehmende jeweilige Ausnehmung31' ist ebenfalls sechskantig ausgebildet, wobei der jeweilige Durchmesser durch zwei gegenüberliegende Ecken jeweils um ein vor bestimmtes Maß wenig größer als der entsprechende Durchmesser der Verbindungshülse an dieser Stelle ist. Die Flächen zwischen jeweils zwei Ecken sind zur Mitte der Ausnehmung hin bauchig ausgebildet, wobei der Radius der bauchigen Krümmung jeweils um ein vorbestimmtes Maß wenig größer als der Radius der Hohlkehlen ist. - Wie in
9 und10 gezeigt ist, kann somit eine Drehung um ein durch die Größenunterschiede vorbestimmtes Maß zwischen Hülse und Deckplatte bzw. Hülse und Grundplatte erfolgen. Damit wird eine Begrenzung der Drehung auf einen vorbestimmten Winkel erreicht. - Bei allen gezeigten Ausführungsformen können die Außenflächen von Grund- und Deckfläche rauh ausgebildet sein, um eine Verbesserung des Einwachsens zu erreichen.
- Bei allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen können die aneinandergrenzenden und eine Relativbewegung zueinander ausführenden Flächen mit entsprechendem Material als Gleitpaarung beschichtet sein. Dafür kommen insbesondere Keramikschichten oder auch Polyethylenbeschichtungen oder auch entsprechende Metallegierungen in Frage.
- Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen sind jeweils aneinandergrenzende und zusammenwirkende konkave und konvexe sphärische Flächen beschrieben. Dabei hat jeweils der Kern die konvexen Flächen und die Deckplatte und die Grundplatte haben zugehörige konkave sphärische Flächen. Nach einer abgewandelten Ausführungsform können die Flächenformen jeweils umgekehrt sein. Das heißt, der Kern kann als bikonkaver Linsenkörper oder als plan-konkaver Linsenkörper ausgebildet sein und die zugehörige Kontaktfläche von Grundplatte und Deckplatte ist dann entsprechend zu der konkaven sphärischen Fläche sphärisch konvex ausgebildet.
Claims (9)
- Bandscheibenprothese mit einer Grundplatte (
1 ,21 ,51 ) und einer dieser gegenüberliegenden Deckplatte (2 ,22 ,52 ) und einem dazwischenliegenden Kern (3 ,23 ,53 ), wobei wenigstens eine der Platten auf der dem Kern zugewandten Seite eine erste konkave Kontaktfläche (6 ,26 ) und der Kern wenigstens eine angrenzende erste konvexe Kontaktfläche aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß um eine der Kontaktflächen herum eine Rille (11 ,11' ,12 ,12' ,50 ,50' ) vorgesehen ist, in der ein mit der gegenüberliegenden Kontaktfläche in Kontakt befindlicher elastischer erster Ring (13 ,13' ,49 ) eingebettet ist. - Bandscheibenprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch um die gegenüberliegende Kontaktfläche herum eine Rille vorgesehen ist, in die der erste Ring eingreift.
- Bandscheibenprothese nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch um eine der zweiten Kontaktflächen herum eine Rille vorgesehen ist, in der ein mit der gegenüberliegenden Kontaktfläche in Kontakt befindlicher elastischer zweiter Ring eingebettet ist.
- Bandscheibenprothese nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auch um die mit dem zweiten Ring in Kontakt befindliche gegenüberliegende Kontaktfläche herum eine entsprechende Rille vorgesehen ist.
- Bandscheibenprothese mit einer Grundplatte (
1 ,21 ,51 ), einem mit dieser in Kontakt befindlichen Kern, der auf seiner der Grundplatte abgewandten Seite eine konvexe Oberfläche aufweist, und einer anschließenden Deckplatte, die auf der dem Kern zugewandten Seite einen konkav ausgebildeten Abschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (23 ,53 ) eine der Grundplatte (21 ,51 ) zugewandte elastische Schicht (29 ,49 ,62 ) und eine den konvexen Teil umfassende Gleitfläche umfaßt. - Bandscheibenprothese nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Grundplatte einen konkaven Abschnitt aufweist und der Kern angrenzend an die elastische Schicht eine mit dem konkaven Abschnitt in Eingriff befindliche konvexe Gleitschicht umfaßt.
- Bandscheibenprothese nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern bikonvex ausgebildet ist und in seiner Mitte eine elastische Zwischenschicht besitzt.
- Bandscheibenprothese nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß entlang einer sich von der Grundplatte zur Deckplatte erstreckenden Mittenachse ein Dorn zum Begrenzen der Relativbewegung zwischen Grund- und Deckplatte um die Mittenachse herum vorgesehen ist.
- Platzhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Kontaktflächen der Grund- bzw. Deckplatte konvex und die Kontaktflächen des Kerns konkav ausgebildet sind.
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