DE69922989T2

DE69922989T2 - Wirbelkörperfusionstransplantat

Info

Publication number: DE69922989T2
Application number: DE69922989T
Authority: DE
Inventors: L. Charles BRANCH; Mingyan Liu; M. Lawrence BOYD; Loic Josse
Original assignee: SDGI Holdings Inc
Current assignee: Warsaw Orthopedic Inc
Priority date: 1998-10-28
Filing date: 1999-10-27
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2019-10-28
Also published as: US20100063554A1; EP1124510B1; US7625374B2; DE69922989D1; US7479160B2; WO2000024327A3; US6610065B1; US20050261681A9; EP1514519A3; EP1124510A2; EP1514519A2; ES2234337T3; US20040093083A1; AU1235500A; US20020016592A1; US7637953B2; WO2000024327A2; WO2000024327B1; JP2002528164A; ATE285731T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Implantate zur Verwendung bei Lendenwirbelkörper-Fusionsoperationen. Instrumente zum Durchführen solcher Operationen werden beschrieben. Im einzelnen betrifft diese Erfindung aus Spenderknochen hergestellte Implantate, die verwendbar sind, um nach einer Nukleotomie die Bandscheibenhöhe wiederherzustellen und die Knochenverschmelzung zu fördern. Darüber hinaus werden Instrumente und Verfahren zum Präparieren des Zwischenwirbelraums und Einsetzen des Implantats in einen Zwischenwirbelraum bereitgestellt.
Eine der Hauptursachen von Kreuzschmerz und Arbeitsunfähigkeit resultiert aus dem Vorfall oder der Degeneration einer oder mehrerer Bandscheiben in der Lendenwirbelsäule. Schmerz und Instabilität werden durch Zusammendrücken der Spinalnervenwurzeln verursacht, weil die beschädigten Bandscheiben in den Wirbelkanal vorspringen und keine ausreichende biomechanische Stütze für den vollen Umfang der Wirbelbewegung gewährleisten. Normalerweise stabilisieren die Zwischenwirbelscheiben, die sich zwischen den Endplatten von benachbarten Wirbeln befinden, die Wirbelsäule und verteilen Kräfte zwischen den Wirbeln und polstern Wirbelkörper. Eine Zwischenwirbelscheibe schließt einen halbgallertartigen Bestandteil – den Nucleus pulposus – und einen faserigen Ring – den Anulus fibrosus – ein. Die Bandscheiben können auf Grund einer Verletzung, einer Krankheit oder des Alterns verschoben oder beschädigt werden. Ein eingeklemmter oder unterbrochener Anulus fibrosus kann zu einem Nervenschaden, Schmerzen, Taubheit, Muskelschwäche und sogar Lähmung führen. Außerdem trocknen Bandscheiben auf Grund der normalen Alterungsprozesse aus und verhärten sich, wodurch die Höhe des Bandscheibenraums verringert wird und eine Instabilität der Wirbelsäule und eine verminderte Mobilität erzeugt werden.
Nicht alle Patienten mit Wirbelsäulenschaden oder -mißbildungen erfordern einen chirurgischen Eingriff Bei Patienten, die auf konservative Behandlung nicht angesprochen haben und die eine nachweisbare Bandscheibenerkrankung haben, ist jedoch oft eine chirurgische Korrektur erforderlich. Typischerweise schließt die chirurgische Korrektur eine Nukleotomie (chirurgische Entfernung eines Abschnitts oder der Gesamtheit einer Zwischenwirbelscheibe) ein. Der Nukleotomie folgt oft eine Fusion der benachbarten Wirbel. Um den Schmerz, abnorme Gelenkmechanik, vorzeitige Entwicklung von Arthritis und Nervenschäden zu lindern, muß anschließend an eine Nukleotomie der durch die beschädigte Bandscheibe freigemachte Bandscheibenraum erhalten werden. Daher sind zwischen den Wirbeln, die der resezierten Bandscheibe benachbart waren, Abstandsstücke oder Implantate erforderlich.
Gegenwärtige Behandlungsmethoden sind nicht in der Lage gewesen, die Endplattenentfernung unter Verwendung von herkömmlich gestalteten Meißeln, Kratzern und Schneidern genau zu kontrollieren. Die Verwendung herkömmlicher chirurgischer Instrumente kontrolliert weder angemessen die Schneidtiefe in den Bandscheibenraum noch stellt sie ein Mittel bereit, um das Implantat genau in den präparierten Hohlraum einzusenken – insbesondere für gewindelose eingeschlagene. Darüber hinaus gewährleisten gegenwärtige Methodologien während der Operation keinen ausreichenden Schutz der Nervenstrukturen, um Nervenschäden zu verhindern.
Gegenwärtige Behandlungsmethoden verwenden Transplantate, entweder Knochen- oder künstliche Implantate, um den Zwischenwirbelraum zwischen benachbarten Wirbeln zu füllen. Es ist wünschenswert, daß diese Implantate nicht nur den durch die beschädigte Bandscheibe freigemachten Bandscheibenraum füllen, sondern ebenfalls die Bandscheibenraumhöhe im Zustand vor der Schädigung wiederherstellen. Ein Implantat muß ausreichend fest sein, um wesentlich das gesamte Körpergewicht über dem Wirbelraum, in den es eingesetzt wird, zu tragen. Darüber hinaus ist es wünschenswert, die Implantate zu nutzen, um eine Fusion der benachbarten Wirbel über den Bandscheibenraum zu fördern und dadurch die mechanische Stabilität zu fördern. Gegenwärtige Methodologien verwenden aus Metall, Kunststoffverbundstoffen oder Knochen hergestellte Implantate oder Abstandsstücke. Die Verwendung von Knochenimplantaten bietet mehrere Vorteile gegenüber künstlichen Abstandsstücken oder Implantaten. Die Knochen gewährleisten ein Implantat mit einem geeigneten Elastizitätsmodul, der dem der benachbarten Wirbel vergleichbar ist. Die Knochenimplantate können mit Hohlräumen versehen werden, die mit Spongiosa oder einem anderen osteogenen Material gefüllt werden können, um das Knochenwachstum und die schließliche Fusion zwischen benachbarten Wirbeln zu fördern. Darüber hinaus haben aus Kortikalis geformte Implantate eine ausreichende Druckfestigkeit, um ein biomechanisch gesundes Zwischenwirbelabstandsstück bereitzustellen, während es langsam durch den Körper eingebaut oder absorbiert und durch des Patienten eigenes Knochengewebe ersetzt wird – umgangssprachlich als „schleichende Substitution" bezeichnet.
Die folgenden Patente sind repräsentativ für den gegenwärtigen Stand der Technik für die betreffende Technologie.
Die Internationale PCT-Veröffentlichung Nr. WO96/22747 offenbart ein Zwischenkörperhohlraum-Implantat, das einen länglichen starren Körper einschließt und einen allgemein nicht kreisförmigen Querschnitt hat. Das Implantat ist dafür ausgelegt, in ein allgemein zylindrisches Loch eingesetzt zu werden, und sein Vorderende umfaßt eine Vielzahl von scharfen Kanten, die Hohlmeißel bilden, die das Loch entsprechend dem Querschnitt des Implantats formen können.
Die Internationale PCT-Veröffentlichung Nr. WO98/17330 schildert ein nierenförmiges Implantat, hergestellt aus einer Biokeramik, wie beispielsweise einer biphasischen oder Kalziumphosphatkeramik mit Hydroxylapatit- und/oder Trikalziumphosphatbestandteilen. Die Biokeramik kann ebenfalls als Träger für osteoinduktive Faktoren verwendet werden, um die Knochenverschmelzung zwischen benachbarten Wirbeln zu fördern.
Während es wünschenswert ist, natürliche Knochentransplantate als Implantate zu verwenden, ist die Verwendung von Knochen oft wegen eines kleinen Vorrats an geeigneten Quellen begrenzt. Xenogentransplantate von nicht menschlichen Wesen, Tieren, leiden an Abstoßungsproblemen, sobald sie implantiert sind. Während Maßnahmen ergriffen werden, um die Abstoßung von Xenogentransplantaten durch den menschlichen Körper zu begrenzen, wird ein größerer Erfolg noch mit Knochen erzielt, der von menschlichen Quellen gewonnen ist. Die beste Quelle ist ein Autogentransplantat von dem Patienten, der das Transplantat empfängt. Das Entnehmen eines Autogentransplantats erfordert eine weitere Operation und ist in der Menge und der strukturellen Integrität durch die Anatomie des Patienten begrenzt. Die alternative Quelle von menschlichen Knochentransplantaten sind von menschlichen Spendern gewonnene Allogentransplantate. Da die Zahl von Menschen, die Gewebe für die Wissenschaft spenden, klein ist, stellen diese Knochentransplantate ein außerordentlich wertvolles und seltenes Gut dar. Gegenwärtige Methodologien zum Bereitstellen von Kortikalis-Implantatabstandsstücken erfordern typischerweise das Schneiden des Abstandsstücks, üblicherweise in der Form eines Stifts, aus der Diaphyse eines langen Knochens. Nur ein bestimmter Abschnitt der Diaphyse ist ausreichend dick, um Stifte mit der zum Aufrechterhalten des Zwischenwirbelraums erforderlichen Festigkeit bereitzustellen. Zum Beispiel hat bei einem menschlichen Oberschenkelknochen nur etwa das mittlere Drittel der Diaphyse, wo der Schaft am schmalsten ist und der Markkanal gut geformt ist, eine ausreichende Knochenwanddicke und Dichte, um zum Präparieren von Kortikalisstiften verwendet zu werden. Die geeigneten Abschnitte der Diaphyse werden in Scheiben geschnitten, und danach wird aus jeder Scheibe ein Pfropfen geschnitten. Die Pfropfen werden danach spanend bearbeitet, um einen Stift herzustellen. Meist schließt der Stift den Markkanal ein, um ein Depot für osteogenes Material bereitzustellen und die Fusion der benachbarten Wirbel zu fördern. Viel von dem Spenderknochen geht verloren, insbesondere die Reste der zum Bereitstellen der Stifte verwendeten Scheiben von der Diaphyse sowie die Endabschnitte des langen Knochens, die nicht verwendet werden können. Oberhalb und unterhalb dieses Mittelabschnitts der Diaphyse werden die Wände des Oberschenkelknochens auf Grund der Trennung der Lagen des Knochens in Cancelli dünner. Folglich werden diese Abschnitte des Oberschenkelknochens nicht als geeignet zum Herstellen von Kortikalisstiften betrachtet, welche die erforderlichen Abmessungen zum Einsetzen in Zwischenwirbelräume haben. Die Verwendung dieser Reste würde eine effizientere Verwendung und Erhaltung einer begrenzten und sehr wertvollen natürlichen Ressource an Kortikalis gewährleisten.
Folglich bleibt ein Bedarf an verbesserten Knochentransplantatimplantaten und Instrumenten zu deren Plazierung im Körper bestehen.
Folglich wird mit der vorliegenden Erfindung ein aus Knochen präpariertes Implantat bereitgestellt. Das Implantat hat einen geformten Körper und eine ausreichende Länge, um sich von einem anterioren Abschnitt eines Wirbelkörpers bis zu einem posterioren Abschnitt zu erstrecken, und eine ausreichende Höhe, um benachbarte Wirbel zu trennen. Das Implantat umfaßt einen Knochenabschnitt mit einer oberen und einer unteren Knocheneingriffsfläche, einer ersten Seitenwand und einer gegenüberliegenden zweiten Seitenwand. Die erste und die zweite Seitenwand erstrecken sich zwischen der oberen und der unteren Knocheneingriffsfläche. Darüber hinaus schließt die erste Seitenwand einen durch eine konkave Fläche definierten Abschnitt ein. Vorzugsweise schließt das Implantat außerdem einen ausgesparten Bereich ein, der als Depot oder Behälter zum Einlagern von osteogenem Material zum Steigern des Knochenwachstums und der schließlichen Fusion der benachbarten Wirbel dient. Das eine Ende des Implantats wird mit Strukturmerkmalen versehen, um einen Implantathalter in Eingriff zu nehmen, bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das andere Ende des Implantats mit einer Form versehen, um das Einsetzen in den Zwischenwirbelraum zu erleichtern. Das nach der vorliegenden Erfindung präparierte Implantat hat ausreichenden biomechanischen Halt, um den gewünschten Zwischenwirbelraum aufrechtzuerhalten, während es allmählich durch neues Knochenwachstum ersetzt wird. Bei spezifischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird das Implantat in der Gestalt einer J-Form bereitgestellt, bei anderen spezifischen Ausführungsformen wird das Implantat in der Gestalt einer Halbmondform bereitgestellt.
Außerdem wird ein Implantathalter bereitgestellt. Der Implantathalter schließt einen Greifkopf zum lösbaren Befestigen des Implantats ein. Vorzugsweise schließt der Implantathalter eine Stoßfläche ein, um das Implantat in einen vorgeformten Hohlraum im Zwischenwirbelraum zu treiben. Der Greifkopf schließt wenigstens ein Implantateingriffsstrukturmerkmal, wie beispielsweise einen Stift, ein. Optimalerweise schließt der Stift wenigstens einen strahlungsundurchlässigen Abschnitt ein, um ein Mittel zum Beobachten des Plazierens des Implantats über Röntgen während der Operation bereitzustellen. Bei einer Ausführungsform schließt der Greifkopf am Implantat eine vorzugsweise aufgerauhte oder gerändelte Fläche ein, um das Implantat in dem vorgeformten Hohlraum zu befestigen. Bei einer anderen Ausführungsform schließt der Implantathalter einschließlich des Greifkopfs wenigstens zwei Flächen ein. Jede der Flächen schließt einen Stift ein, der das Implantat durch paarweises Ineingriffnehmen von Aussparungen im Implantat lösbar am Greifkopf befestigt. Der Implantathalter hält das Implantat sicher, so daß es in den vorgeformten Hohlraum im Zwischenwirbelraum eingeschlagen werden kann, und gibt das Implantat danach frei, so daß es in dem Hohlraum verbleibt.
Es werden ebenfalls Instrumente zum Präparieren eines Zwischenwirbelraums zum Aufnehmen des Wirbelsäulenfusionsimplantats bereitgestellt. Die Instrumente schließen einen Meißel zum Präparieren des Zwischenwirbelraums zum Aufnehmen des Implantats, vorzugsweise durch Schneiden eines Hohlraums in den gegenüberliegenden Endplatten benachbarter Wirbel, ein. Der Knochenmeißel schließt wenigstens zwei Schneidkanten ein. Der Knochenmeißel schließt ebenfalls gegenüberliegende gekrümmte Flächen ein, die sich in distaler Richtung über die Schneidfläche hinaus erstrecken, um den Meißel und die Schneidflächen zwischen den gegenüberliegenden Flächen benachbarter Wirbel zu zentrieren. Wenn der Meißel und die Schneidklingen zwischen den gegenüberliegenden Flächen zentriert sind, schneiden die Klingen gleichermaßen von beiden Flächen.
Andere Instrumente schließen Kratzer, rotierende Kratzer und Stoß- oder „Klopt"-Hämmer ein, um die Implantate der vorliegenden Erfindung in Position zu treiben. Der Klopfhammer ermöglicht eine kontrollierte Stoßkraft und das Entfernen des Meißels nach dem Schneiden.
Ein anderer Aspekt schließt eine Nervenhalter-Klingen-Baugruppe zum Bewegen von Nervenstrukturen, wie beispielsweise des Duralsacks und der querlaufenden Nervenwurzel, mit einer minimalen Verletzung der jeweiligen Strukturen ein. Die Baugruppe schließt einen Halter, der einen zum Aufnehmen einer Halterklinge geeigneten Kanal hat, eine Halterklinge ein und kann wenigstens einen Stift, vorzugsweise zwei Stifte, einschließen, um die Positionierung der Halterbaugruppe und der Klinge proximal zum Zwischenwirbelraum sicher zu fixieren. Die Klinge kann zum Eingriff mit dem Halter und zum Ausfahren in den Zwischenwirbelraum geeignet sein, um eine Verankerung proximal zum Bandscheibenraum zu gewährleisten, die Bandscheibenhöhe zu erhalten und die Distraktion zu erhalten. Der Nervenhalter schließt ebenfalls einen in einem Winkel zum Kanal befestigten Griff ein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Halterkanal in der Form eines konkaven Kanals bereitgestellt. Es wird ebenfalls erwogen, daß der Halterkanal in einer Vielzahl von anderen Gestalten geformt werden kann, zum Beispiel rechteckige und verbreiterte V-förmige Kanäle.
Noch ein anderer Aspekt schließt eine schützende Führungshülse ein. Die Schutzhülse schließt einen Körper mit einem hohlen Kern zum Aufnehmen von Instrumenten zum Durchführen einer Operation ein. Außerdem stellt die Schutzhülse einen engen, aber ungehinderten Durchgang zum Zwischenwirbelraum bereit und verringert die Fläche des durch die Operation betroffenen Gewebes auf ein Minimum. Vorzugsweise schließt die Schutzhülse eine erste und eine zweite Distraktorfläche ein, die in den Zwischenwirbelraum eingesetzt werden können, um die Raumhöhe und die Ausrichtung der Wirbel aufrechtzuerhalten. Die Schutzhülse gewährleistet einen Schutz für Nervenstrukturen und verhindert ein Übergreifen der Nervenstrukturen in den Operationsbereich. Die Schutzhülse ermöglicht die Verwendung eines Tiefenanschlags an chirurgischen Instrumenten. Vorzugsweise schließt die Schutzhülse wenigstens ein Fenster ein, um das Sichtbarmachen zu erleichtern. Die Instrumente zum Präparieren und Einsetzen von Wirbelsäulenfusionsimplantaten können innerhalb der Schutzhülse aufgenommen werden. Solche Instrumente schließen den mit einem Implantat in Eingriff gebrachten Implantathalter, den Knochenmeißel, Kratzer und Bohrer ein.
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Implantat aus Knochen bereitzustellen, um einen Zwischenwirbelraum nach einer Nukleotomie aufrechtzuerhalten.
Es ist eine weitere Aufgabe, einen Implantathalter bereitzustellen, um das Implantat lösbar zu befestigen und das Einschlagen des Implantats in Position innerhalb des Zwischenwirbelraums zu erleichtern.
Es ist noch eine weitere Aufgabe, einen Schneidmeißel bereitzustellen, um einen Hohlraum im Zwischenwirbelraum zwischen benachbarten Endplatten an Wirbeln zu präparieren.
Es ist noch eine weitere Aufgabe, einen Halter zum Bewegen von Nervenstrukturen bereitzustellen.
Weitere Aufgaben, Merkmale, Vorteile, Aspekte und Vorzüge der vorliegenden Erfindung sollen aus den hierin bereitgestellten detaillierten Zeichnungen und Beschreibungen offensichtlich werden.
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Implantats nach der vorliegenden Erfindung,
2 ist eine Seitenansicht des Implantats von 1.
2a ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts der Seite des Implantats von 2, welche die Stege zum Eingriff mit Knochen illustriert.
3 ist eine Draufsicht des Abstandsstücks von 1.
4 ist eine Stirnansicht des Instrumenteneingriffsendes des Transplantats von 1.
5 ist eine seitliche Schnittsansicht eines Implantats, welche die Instrumentenaufnahmeschlitze und -aussparungen offenbart.
6 ist eine Stirnansicht des Einsetzendes des Implantats von 1.
7 ist eine Draufsicht einer Ausführungsform eines Implantathalters zur Verwendung mit einem Implantat nach der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine Stirnansicht des Implantathalters von 7.
9 ist eine Seitenansicht des Implantathalters von 7.
10 ist eine perspektivische Ansicht des Halters von 7.
11 ist eine aufgeschnittene Ansicht eines Zwischenwirbelraums, die ein innerhalb des Zwischenwirbelraums festsitzendes Implantat und das Einsetzen eines zweiten Implantats unter Verwendung des Implantathalters von 7 einschließt.
11a ist eine aufgeschnittene Ansicht eines Zwischenwirbelraums, die ein innerhalb des Zwischenwirbelraums festsitzendes halbmondförmiges Implantat und das Einsetzen eines zweiten Implantats unter Verwendung eines Implantathalters einschließt.
12 ist eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform eines J-förmigen Implantats nach der vorliegenden Erfindung.
13 ist eine Seitenansicht des Implantats von 12.
14 ist eine Draufsicht des Implantats von 12.
15 ist eine Stirnansicht, die das Instrumentenbefestigungsende des Implantats von 12 illustriert.
16 ist eine Stirnansicht, die das Einsetzende des Implantats von 12 illustriert.
17 ist eine vergrößerte Draufsicht einer alternativen Ausführungsform eines Implantathalters zur Verwendung mit dem Implantat von 12.
17a ist eine vergrößerte Ansicht eines Greifkopfs des Implantathalters von 17.
18 ist eine Seitenansicht des Implantathalters von 17.
18a ist eine vergrößere Draufsicht des Greifkopfs des Implantathalters von 17.
18b ist eine erste Stirnansicht des Implantathalters von 17.
19 ist eine Seitenansicht des Implantats von 12, im Eingriff im Implantathalter von 17.
20a ist eine Draufsicht des Implantats von 12, im Eingriff im Implantathalter von 17.
20b ist eine erste Stirnansicht des Implantats von 12, im Eingriff im Implantathalter von 17.
21 ist eine perspektivische Ansicht eines Implantats von 12, im Eingriff im Implantathalter von 17.
22 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform eines halbmondförmigen Implantats nach der vorliegenden Erfindung.
23 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform eines Implantathalters zur Verwendung mit einem Implantat nach der vorliegenden Erfindung.
23a ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Greifkopfs des Implantathalters von 23.
24 ist eine perspektivische Ansicht des Implantats von 22, im Eingriff im Implantathalter von 23.
25 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Meißels zur Verwendung mit einem Implantat nach der vorliegenden Erfindung.
25a ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Schneidkopfs des Meißels von 25.
25b ist eine seitliche Schnittansicht dreier Lendenwirbel und des Meißels von 25, wie er anfangs in den Zwischenwirbelraum eingesetzt wird.
25c ist eine seitliche Schnittansicht dreier Lendenwirbel und des Meißels von 25, der die gegenüberliegenden Flächen benachbarter Wirbel schneidet.
25d ist eine seitliche Schnittansicht dreier Lendenwirbel und des Meißels von 25, nach dem Abschluß der anfänglichen Hohlraumbildung im Zwischenwirbelraum.
26 ist eine perspektivische Ansicht eines Knochenschabers zur Verwendung mit einem Implantat nach der vorliegenden Erfindung.
26a ist eine perspektivische Ansicht des Schneidkopfes des Knochenschabers von 26.
27 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Klopfhammers zur Verwendung mit einem Implantat der vorliegenden Erfindung.
28 ist eine perspektivische Ansicht einer Nervenhalterbaugruppe zur Verwendung mit einem Implantat nach der vorliegenden Erfindung.
29 ist eine perspektivische Ansicht eines in 28 illustrierten Retraktorhalters.
29a ist eine perspektivische Teilansicht der Rückseite der Stützklinge für den Halter von 29.
30 ist eine perspektivische Ansicht der Halterklinge für den Halter von 29.
30a ist eine perspektivische Teilansicht der vorderen Spitze der Halterklinge in 30.
31 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Distraktors zur Verwendung mit einem Implantat der vorliegenden Erfindung.
31a ist eine perspektivische Teilansicht der Distraktorspitze des in 31 dargestellten Distraktors.
32 ist eine perspektivische Ansicht eines Rundkratzers zur Verwendung mit einem Implantat nach der vorliegenden Erfindung.
32a ist eine perspektivische Teilansicht des Kratzerkopfs des in 32 dargestellten Rundkratzers.
32b ist eine Seitenansicht des Rundkratzers von 32.
32c ist eine Draufsicht des Rundkratzers von 32.
32d ist eine perspektivische Ansicht des Kratzerkopfs des Rundkratzers von 32.
32e ist eine Draufsicht des Kratzerkopfs des Rundkratzers von 32.
32f ist eine Seitenansicht des Kratzerkopfs des Rundkratzers von 32.
33 ist eine perspektivische Ansicht eines Hobelkatzers zur Verwendung mit einem Implantat nach der vorliegenden Erfindung.
33a ist eine perspektivische Ansicht des Kratzerkopfs des in 33 dargestellten Hobelkratzers.
33b ist eine Seitenansicht des Hobelkatzers von 33.
33c ist eine Draufsicht des Hobelkatzers von 33.
34 ist eine perspektivische Ansicht eines drehbaren Schneiders zur Verwendung mit einem Implantat nach der vorliegenden Erfindung.
34a ist eine perspektivische Ansicht des Schneidkopfs des in 34 dargestellten drehbaren Schneiders.
34b ist eine Draufsicht des drehbaren Schneiders von 34.
34c ist eine Seitenansicht des drehbaren Schneiders von 34.
34d ist eine erste Stirnansicht des drehbaren Schneiders von 34.
35 ist eine perspektivische Ansicht eines gezahnten Kratzers zur Verwendung mit einem Implantat nach der vorliegenden Erfindung.
35a ist eine perspektivische Ansicht des Schneidkopfs des in 35 dargestellten gezahnten Kratzers.
36 ist eine perspektivische Ansicht einer Führungshülse zum Aufnehmen chirurgischer Instrumente und Implantationsinstrumente zur Verwendung mit einem Implantat nach der vorliegenden Erfindung.
37a ist eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform eines Meißels zur Verwendung mit einem Implantat nach der vorliegenden Erfindung.
37b ist eine Draufsicht des Meißels in 37a.
37c ist eine Seitenansicht des Meißels in 37a.
38 ist eine Seitenansicht des in 37a dargestellten Meißels, aufgenommen innerhalb der in 36 dargestellten Führungshülse.
39a ist eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform eines Implantathalters.
39b ist eine Draufsicht des in 39a dargestellten Implantathalters.
39c ist eine Seitenansicht des in 39a dargestellten Implantathalters.
39d ist eine Querschnittsansicht des in 39a dargestellten Implantathalters.
39e ist eine vergrößerte Ansicht des Greifkopfs des in 39a dargestellten Implantathalters.
39f ist eine perspektivische Stirnansicht des Greifkopfs des in 39a dargestellten Implantathalters.
40a ist eine perspektivische Ansicht eines Implantateinsetzers zur Verwendung mit einem Implantat nach der vorliegenden Erfindung.
40b ist eine Draufsicht des in 40a dargestellten Implantateinsetzers.
40c ist eine Seitenansicht des in 40a dargestellten Implantateinsetzers.
41 ist eine perspektivische aufgeschnittene Ansicht eines Knochentransplantatbeschickers, mit dem Kolben in einer ersten Position innerhalb des Beschickerschafts, zur Verwendung mit einem Implantat nach der vorliegenden Erfindung.
42 ist eine perspektivische aufgeschnittene Ansicht des Knochentransplantatbeschickers von 41, mit dem Kolben in einer zweiten Position innerhalb des Beschickerschafts.
43a ist eine aufgeschnittene Ansicht eines Zwischenwirbelraums, die einen Knochentransplantatbeschicker von 41 einschließt, beladen mit osteogenem Material, aufgenommen innerhalb einer Schutzhülse und des Zwischenwirbelraums.
43b ist eine aufgeschnittene Ansicht eines Zwischenwirbelraums und des Knochentransplantatbeschickers von 41, der osteogenes Material in den Zwischenwirbelraum abgibt.
44a ist eine Schnittansicht von oben eines idealisierten Diaphyseschnitts eines langen Knochens und des zum Herstellen eines Kortikalisstifts notwendigen Schnitts.
44b ist eine Seitenansicht eines idealisierten Schnitts von der Diaphyse eines langen Knochens, welche den Markkanal und den zum Herstellen eines Kortikalisstifts des Stands der Technik notwendigen Abschnitt des Knochens zeigt.
44c ist eine perspektivische Ansicht eines aus dem Diaphyseschnitt von 44a hergestellten Kortikalisstifts.
45 ist eine Draufsicht des Rests des Knochenschnitts von 44a.
46 ist eine perspektivische Ansicht des Knochenrests von 44a.
47 ist eine Schnittansicht von oben eines oberen Abschnitts der Diaphyse eines Oberarmknochenschafts.
48 ist eine Schnittansicht von oben eines oberen Abschnitts der Diaphyse eines Schienbeinschafts.
Zum Zweck der Förderung eines Verständnisses der Prinzipien der Erfindung wird nun Bezug genommen auf die in den Zeichnungen illustrierten Ausführungsformen, und es wird eine spezifische Sprache verwendet, um dieselben zu beschreiben. Trotzdem versteht es sich, daß damit keine Einschränkung des Rahmens der Erfindung beabsichtigt ist. Alle Änderungen und eine weitere Modifikation in den beschriebenen Verfahren, Systemen und Vorrichtungen und alle weiteren Anwendungen der Prinzipien der Erfindung, wie sie hierin beschrieben wird, werden als solche betrachtet, die einem Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich die Erfindung bezieht, normalerweise offensichtlich sein dürften.
Diese Erfindung stellt Knochenimplantate zum Einsetzen in die Zwischenwirbelräume zwischen benachbarten Wirbeln anschließend an eine Nukleotomie bereit. Die Knochenimplantate sind verwendbar zum Erhalten und/oder Wiederherstellen eines gewünschten Abstands zwischen benachbarten Wirbeln. Die Knochenimplantate der vorliegenden Erfindung schließen einen ausgesparten Bereich ein, der als Depot zum Aufnehmen von osteogenem Material dient, wodurch das Einwachsen von Knochen und die Fusion der benachbarten Wirbel gesteigert werden. Die Implantate der vorliegenden Erfindung werden dafür ausgelegt, Spenderknochenmaterial zu erhalten, ohne die zum Tragen der an der Implantationsebene erzeugten Kräfte notwendigen biomechanischen Eigenschaften des Implantats zu beeinträchtigen. Gemäss der Erfindung können mehrere Implantate von einem einzigen Spenderknochen geformt werden. Darüber hinaus können die Implantate nach der vorliegenden Erfindung gewonnen werden aus Resten von Spenderknochen, die zum Herstellen alternativer Implantate eingesetzt wurden, und aus den oberen und unteren Endabschnitten der Diaphyse von langen Knochen, denen die für zylindrische Stifte erforderlichen Eigenschaften fehlen, hierin zusammen als „Reste" bezeichnet. Vorzugsweise schließt jedes Implantat wenigstens einen durch die Form des Markkanals beeinflußten Abschnitt ein. Vorzugsweise ist der Markkanal als eine gekrümmte Fläche im Körper des Implantats, dass als Depot für osteogenes Material dienen kann, eingeschlossen. Optimalerweise schließt die Auslegung des Implantats Oberflächenmerkmale ein, die ein Ausstoßen des Implantats aus dem vorgeformten Hohlraum hemmen.
Unter Bezugnahme auf 1 bis einschließlich 6 wird nun eine Ausführungsform eines Implantats nach der vorliegenden Erfindung illustriert. Das Implantat 10 schließt einen Körper 11 mit einer konkaven Fläche 14 ein, die einen in den Körper 11 ausgesparten Bereich 15 definiert. Das Implantat 10 schließt ebenfalls ein zum Eingriff mit einem Implantathalter geeignetes Instrumentenbefestigungsende 32 ein. Das Instrumentenbefestigungsende 32 kann eine Vielzahl von Aussparungen, Aufnahmen, Nuten, Schlitzen, Vorsprüngen und anderen Stützelementen einschließen, um entsprechende Oberflächenmerkmale an einem Implantathalter in Eingriff zu nehmen. Das Implantat 10 schließt ebenfalls ein Einsetzende 17 ein. An dem in 1 bis 6 illustrierten Implantat wird das Einsetzende durch eine gekrümmte Fläche 18 definiert. Es versteht sich, daß die gekrümmte Fläche 18 ebenfalls Oberflächen mit einer gleichförmigen und einer ungleichförmigen Krümmung und verjüngte Enden einschließen kann, um die Leichtigkeit des Einsetzens des Implantats in den Zwischenwirbelraum zu steigern.
Der Körper 11 des Implantats 10 ist wesentlich länglich und definiert eine Längsachse 19. Die Länge des Implantats 10 ist ausreichend, um der Wirbelsäule eine ausreichende Stütze und Stabilität zu verleihen. Typischerweise hat das Implantat eine Länge von etwa 21 mm bis etwa 27 mm, insbesondere etwa 22 mm bis etwa 26 mm. Von der Seite gesehen, kann die Höhe des Implantats 10 für seine gesamte Länge, die parallel zur Längsachse liegt, wesentlich gleichförmig sein. Als Alternative dazu kann sich die Höhe des Implantats 10, wie in 2 gezeigt, längs seiner Länge verändern. Die maximale Höhe des Implantats 10 beträgt etwa 11 mm bis etwa 15 mm in der Höhe, wie durch die Bezugslinie 21 gezeigt. Die geringere Höhe 23 des Implantats 10 beträgt etwa 7 mm bis etwa 11 mm. Die maximale Breite 25 des Implantats 10 kann die Breite der Knochenreste, die als Quelle von Spenderknochen für die Implantate dienen, nicht überschreiten. Jedoch wird das Implantat mit einer ausreichenden maximalen Breite hergestellt, um die am Ort der Implantation erzeugten Kräfte angemessen zu tragen und um dem Implantat Stabilität zu verleihen, um eine Drehung im Bandscheibenraum zu hemmen. Darüber hinaus ist bei bevorzugten Ausführungsformen die Breite des Implantats ausreichend, um einer nach unten ausgeübten Druckkraft von etwa 30000 Newton zu widerstehen. Die Breite des Implantats beträgt etwa 8 mm bis etwa 14 mm, insbesondere etwa 10 mm bis etwa 12 mm.
Die Außenfläche des Implantats 10 kann Oberflächenmerkmale, wie beispielsweise Stege oder Zähne, einschließen, um ein Zurückstoßen des Implantats aus dem Zwischenwirbelraum zu verhindern. Die Stege 12 können zufällig oder gleichmäßig über die Außenfläche des Implantats 10 verteilt werden. Die Stege 12 können auf einer, zwei, drei oder vier Seiten der äußeren Oberfläche des Implantats 10 verteilt werden. Vorzugsweise werden Stege 12 und 13 auf der oberen Fläche 40 bzw. der unteren Fläche 42 angeordnet. Die Stege 12 und 13 werden als gleichschenkliges Dreieck definiert, das am Scheitel einen Winkel von etwa 50 bis etwa 70° definiert und eine Höhe von etwa 1 mm hat.
Der Körper 11 des Implantats 10 schließt einen ausgesparten Bereich 15 ein, der zum Aufnehmen osteogenen Materials verwendet werden kann. Eine Seite des Implantats 10 schließt die konkave Fläche 14 ein, geformt als Ergebnis des Markkanals des langen Knochens. Während die konkave Fläche 14 allgemein den Umrissen des Markkanals des Spenderknochens folgt, wird es sich verstehen, daß das Reinigen und Präparieren des Knochentransplantats vom Spender der Markkanal geringfügig verändern kann, wodurch die Konfiguration der konkaven Fläche 14 verändert wird. Darüber hinaus ähnelt die konkave Fläche 14 typischerweise einem Abschnitt einer zylindrischen Wand. Die spezifische Konfiguration der Fläche kann jedoch, in Abhängigkeit von der Form des Markkanals im Spenderknochen, variieren. Die konkave Fläche 14 definiert einen ausgesparten Bereich 15. Zusätzlich zur konkaven Fläche 14 kann das Implantat andere Öffnungen, wie beispielsweise Öffnungen 20 und 22, einschließen. Bei bevorzugten Ausführungsformen erstrecken sich die Öffnungen 20 und 22 durch das Implantat 10 und werden dafür bemessen, eine ausreichende Menge eines osteogenen Materials aufzunehmen, um das Einwachsen von Knochen und die Fusion der benachbarten Wirbel zu fördern.
Der Implantatkörper 11 schließt eine wesentlich flache Seite 16 gegenüber der konkaven Fläche 14 ein. Die flache Seite 16 stößt an das Instrumenteneingriffsende 32 an und erstreckt sich längs des Körpers 11, um an das Einsetzende 17 anzustoßen. Es versteht sich, daß die flache Seite 16 für die Zwecke der Erfindung wesentlich eben ist. Es liegt jedoch ebenfalls innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung, daß die flache Seite 16, falls gewünscht, eine gekrümmte Fläche einschließen kann.
Das Instrumentenbefestigungsende 32 kann eine Vielzahl von Aussparungen, Öffnungen und anderen Strukturmerkmalen einschließen, um einen Implantathalter in Eingriff zu nehmen. Zum Beispiel kann das Instrumenteneingriffsende, wie in 4 und 5 dargestellt, Schlitze 24, 26, eine erste Vertiefung 28 und eine zweite Vertiefung 30 einschließen. Die erste Vertiefung 28 und die zweite Vertiefung 30 können so bereitgestellt werden, daß sie entsprechende Stifte an einem Implantathalter passend in Eingriff nehmen.
Das Einsetzende 17, das eine abgerundete Fläche 18 einschließt, wird in 6 dargestellt. Es ist wünschenswert, aber nicht notwendig, daß das abgerundete Ende 18, wie in 6 dargestellt, eine gleichförmige Krümmung definiert. Es ist wünschenswert, das Ende des Implantatkörpers 11 abzurunden oder stromlinienförmig zu machen, um das Einsetzen des Implantats in einen vorgeformten Hohlraum zu erleichtern. Daher schließt das Implantat zusätzlich zur gekrümmten Fläche 18 ebenfalls geneigte Flächen 34 und 36 ein. Die geneigten Flächen 34, 36 und die gekrümmte Fläche 18 können bereitgestellt werden, um das Einsetzen des Implantats in den vorgeformten Hohlraum zu erleichtern. Wie im weiteren hierin erläutert, erübrigen solche gekrümmten Stirnflächen die Notwendigkeit, ein Zurichten des Bodens des Kanals des vorgeformten Hohlraums zu gewährleisten.
Mit der vorliegenden Erfindung kann ein Implantathalter verwendet werden, um das Implantat von 1 bis 6 lösbar zu befestigen und in den vorgeformten Hohlraum einzuschlagen. Eine Ausführungsform des Implantathalters wird in 7 bis 10 dargestellt. Der Implantathalter 50 schließt einen Griff 70, einen Greifkopf 59, einen ersten Schenkel 52 in Eingriff mit dem Griff 70 und einen zweiten Schenkel 54 ein. Der zweite Schenkel 54 wird mit einem Gelenkzapfen 56 schwenkbar am ersten Schenkel 52 befestigt. Der Greifkopf 59 schließt einen ersten Greifarm 60, einteilig am zweiten Schenkel 54, und einen zweiten Greifarm 62, einteilig am ersten Schenkel 52, ein. Folglich bleibt bei bevorzugten Ausführungsformen der Greifarm 62 unbeweglich, während der Greifarm 60 am Gelenkzapfen 56 schwenkt, um Zugang zu einem zwischen den gegenüberliegenden Greifarmen 60 und 62 geformten ausgesparten Hohlraum 68 zu gewähren. Die Greifarme 60 und 62 schließen Vorsprünge 64 bzw. 66 ein. Die Vorsprünge 64 und 66 sind dafür geeignet, die erste Vertiefung 28 und die zweite Vertiefung 30 am Implantat 10 passend in Eingriff zu nehmen. Darüber hinaus schließt der Greifkopf eine Fläche zum Berühren des Instrumenteneingriffsendes 32 des Implantats 10 ein, um das Implantat in einen vorgeformten Hohlraum zu treiben. Bei der in 7 bis 10 illustrierten bevorzugten Ausführungsform schließen die Greifarme 60 und 62 Stoßflächen 61 bzw. 63 ein. Die Stoßfläche 61 stößt an die Innenseite des Greifarms 60 an und ist wesentlich senkrecht zu derselben. Die Stoßfläche 63 wird ähnlich am Greifarm 62 angeordnet.
Gegenüberliegende Enden der Greifarme 60 und 62 sind ein erster Schenkel 52 bzw. ein zweiter Schenkel 54. Der erste Schenkel 52 wird mit dem Griff 70 verbunden und bleibt zusammen mit dem Greifarm 62 unbeweglich. Der zweite Schenkel 54 am gegenüberliegenden Ende des Greifarms 60 jedoch öffnet sich durch Schwenken am Gelenkzapfen 56. Das Schwenken des Schenkels 54 am Gelenkzapfen 56 bewirkt, daß sich der Greifarm 60 vom Greifarm 62 wegbewegt und folglich den ausgesparten Hohlraum 68 öffnet, um das Instrumenteneingriffsende 32 des Implantats 10 aufzunehmen. Nach dem Aufnehmen des Instrumenteneingriffsendes 32 wird dann der zweite Schenkel 54 zum ersten Schenkel 52 hin geschwenkt, um den ausgesparten Hohlraum 68 zu schließen und die Vorsprünge 64 und 66 in der ersten und der zweiten Befestigungsaussparung 24 und 26 und der ersten und der zweiten Vertiefung 28 und 30 am Implantat 10 sicher in Eingriff zu bringen.
Sobald der Verzweigungsarm 54 an den Verzweigungsarm 52 anstößt oder nahezu anstößt, nimmt ein Sperrstift 58 den ersten Schenkel 52 in Eingriff und verhindert ein Schwenken des zweiten Schenkels 54. Das Implantat 10 kann durch Ausrücken des Sperrstifts 58 und schwenkendes Öffnen des zweiten Schenkels 54 vom ersten Schenkel 52 vom Implantathalter 50 gelöst werden. Als Alternative dazu können andere Sperrmittel, wie beispielsweise eine verschiebbare Muffe oder eine Hülse, die dafür geeignet sind, den ersten und den zweiten Schenkel zu umschließen und ein Öffnen der Greifarme zu verhindern, verwendet werden. Während in 8 bis 10 der Sperrstift 58 als eine Ausführungsform zum sicheren Ineingriffnehmen des Implantats 10 illustriert wird, wird erwogen, daß andere, Fachleuten auf dem Gebiet bekannte, Sperrmittel oder -mechanismen verwendet werden können.
Der mit dem Implantat 10 in Eingriff gebrachte Implantathalter 50 kann verwendet werden, um das Implantat, wie in 11 dargestellt, in den Zwischenwirbelraum einzusetzen. Eine Einsetzröhre 90 wird in den Bandscheibenraum 82 eingesetzt, in einem extrem lateralen PLIF-Zugang (PLIF – posterior lumbar interbody fusion), der bei einem transforaminalen Verfahren angewendet werden kann. Ein Implantat 10a wird als vollständig eingesetzt in einem ersten vorgeformten Hohlraum angrenzend an einen Wirbelkörper 80 gezeigt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Einsetzröhre 90 zuerst angrenzend an den vorgeformten Hohlraum positioniert. Die Einsetzröhre 90 ist dafür geeignet, das Implantat 10 und den Implantathalter 50 verschiebbar aufzunehmen. Nachdem das Implantat 10 sicher in dem vorgeformten Hohlraum in Eingriff gebracht ist, wird der Sperrstift 58 gelöst, wodurch ermöglicht wird, daß der zweite Schenkel 54 vom ersten Schenkel 52 wegschwenkt und den Eingriff der Vorsprünge 64, 66 und der Greifarme 60 und 62 von den entsprechenden Befestigungsaussparungen und -vertiefungen am Implantat 10 löst. Die Einsetzröhre 90 kann dafür bemessen werden, eine Bewegung der Schenkel in derselben zu ermöglichen, oder kann zurückgezogen werden, um eine ausreichende Bewegung zum Freigeben zu ermöglichen. Der Implantathalter 50 und die Einsetzröhre 90 werden danach entfernt.
In 11a werden ein „J"-förmiges Implantat und ein Implantathalter, angeordnet innerhalb des Bandscheibenraums, illustriert. Ein erstes Implantat 210a wird als vollständig eingesetzt im Bandscheibenraum 82 dargestellt. Die Einsetzröhre 90 gewährt von der posterioren Seite des Wirbelkörpers 80 einen Zugang zum Bandscheibenraum 82 zum Einsetzen des Implantats 210. Ausgesparte Bereiche 219 an den Implantaten 210 und 210a werden medial angeordnet.
Eine alternative Ausführungsform eines nach der vorliegenden Erfindung präparierten Implantats wird in 12 bis 16 dargestellt. Das Implantat 110 wird in einem länglichen J-förmigen Körper 111 geformt, der eine Längsachse 119 definiert. Eine Seite des J-förmigen Körpers 111 schließt einen gekrümmten Abschnitt 112 ein, der an das J-Ende 128 anstößt, um die Biegung der J-Form zu bilden, und wird durch einen geraden Abschnitt 120 gegenüber dem J-Ende 128 begrenzt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform schließt der gekrümmte Abschnitt 122 eine konkave Innenfläche 114 ein. Vorzugsweise wird die konkave Fläche 114 auf der Grundlage des Markkanals eines langen Knochens geformt. Der gerade Abschnitt 120 stößt an ein Instrumenteneingriffsende 132 an. Das Instrumenteneingriffsende 132 schließt eine Instrumenteneingriffsaussparung 124 ein, um einen Implantathalter sicher in Eingriff zu nehmen. Die Instrumenteneingriffsaussparung 124 ist dafür geeignet, das Implantat 110 im Implantathalter zu befestigen, um die vertikale Bewegung des Implantats auf ein Minimum zu verringern, während das Implantat in den vorgeformten Hohlraum eingesetzt wird. Es wird erwogen, daß das Instrumenteneingriffsende 132 weiterhin eine Vielzahl von Instrumenteneingriffsstrukturen, wie beispielsweise Nuten, Aufnahmen, Löcher, Aussparungen, Vorsprünge, Stifte und Arretierungen, einschließen kann. Zwischen dem Instrumenteneingriffsende 132 und einer flachen Seite 116 wird eine obere Instrumentenaussparung 126 angeordnet. Die flache Seite 116, die dem geraden Abschnitt 120 gegenüberliegt, definiert die Rückseite oder den lateral angeordneten Abschnitt des J-förmigen Körpers 111 und stößt an dem einen Ende an das Einsetzende 117 an und stößt am entgegengesetzten Ende an einen Absatz 127 an. Das Einsetzende 117 schließt eine gekrümmte Fläche 118 ein. Während es in 12 bis 16 nicht spezifisch illustriert wird, ist vorgesehen, daß das Implantat 110 eine Länge, Höhe und Breite hat wie für das Implantat 10 beschrieben.
An einer oberen Fläche 129 und einer unteren Fläche 130 des Implantats 110 wird eine Vielzahl von Stegen 112 und 113 bereitgestellt. Es wird mehr oder weniger dargestellt, daß die obere Fläche 129 und die untere Fläche 130 eine Vielzahl von Stegen 112 und 113 einschließen. Es wird jedoch erwogen, daß Stege an einer, zwei, drei oder vier Seiten des Implantats 110 definiert werden können.
Eine alternative bevorzugte Ausführungsform eines Implantathalters wird in 17 bis 21 illustriert. Der Implantathalter 150 schließt einen Schaft 151 ein, der eine Längsachse 164 definiert. Der Schaft 151 schließt einen Greifkopf 152 an dem einen Ende und eine Kupplungsstelle 153 am entgegengesetzten Ende ein. Der Schaft spaltet sich in einen oberen Schenkel 154 und einen unteren Schenkel 156. Der obere und der untere Schenkel werden durch einen Kanal 158 getrennt. Der obere Schenkel 154 schließt eine obere Schenkelverlängerung 160 ein, und der untere Schenkel 156 schließt eine untere Schenkelverlängerung 170 ein. Zusammen definieren die obere Schenkelverlängerung und die untere Schenkelverlängerung den Greifkopf 152.
Der Greifkopf 152 schließt wenigstens eine Implantateingriffsstruktur ein. Vorzugsweise schließt der Greifkopf Vorsprünge 166 und 168 ein, die in entsprechende Aussparungen im Implantat eingreifen. Die Vorsprünge werden bereitgestellt, um die seitliche und vertikale Bewegung zu kontrollieren, wenn das Implantat in den Zwischenwirbelraum geschlagen wird. Optimalerweise schließt der Greifkopf ebenfalls eine Fläche ein, die verwendet werden kann, um das Implantat in den vorgeformten Hohlraum zu schlagen oder zu treiben.
Bei bevorzugten Ausführungsformen schließt der in 17 bis 21 illustrierte Greifkopf eine obere und eine untere Schenkelverlängerung 160 bzw. 170 ein. Die obere Schenkelverlängerung 160 schließt eine geneigte Fläche 162 ein, die bereitgestellt wird, um den geraden Abschnitt 120 am Implantat 110 passend in Eingriff zu nehmen. Die Schenkelverlängerung 160 schließt ein verjüngtes Ende 166 ein, das die Instrumenteneingriffaussparung 124 passend in Eingriff nimmt. Die untere Schenkelverlängerung 170 schließt ein Ende 172 ein, um den Absatz 127 am Implantat 110 in Eingriff zu nehmen. Darüber hinaus schließt die untere Schenkelverlängerung 170 ein verjüngtes Ende 168 ein, das zusammen mit dem verjüngten Ende 166 bereitgestellt wird, um die Instrumenteneingriffsaussparung 124 in Eingriff zu nehmen. Die verjüngten Enden 166 und 168 greifen in die Instrumentenaussparung 124 ein, um eine seitliche Bewegung des Implantats während des Einschlagens zu verhindern, um das Implantat in den vorgeformten Hohlraum zu zwingen.
Wie in 19 gezeigt, schließt der Schaft ebenfalls eine Außenhülse 184 ein, die längs des Schafts in einer Richtung parallel zur Längsachse bewegt werden kann und den oberen und den unteren Schenkel zusammendrückt, wenn die Außenhülse 184 in der Richtung zum Greifkopf 152 hin bewegt wird. Die Bewegung der Außenhülse 184 wird durch den Gewindeeingriff einer Gewindemutter 182 mit Außengewindegängen 157 kontrolliert. Die Außenhülse 184 schließt eine Innenfläche (nicht gezeigt) ein, dafür geeignet, die geneigten Flächen 155 und 159 am Innenschaft in Eingriff zu nehmen, um die Schenkel zusammenzudrücken.
Das Bewegen der Außenhülse 184 am Schaft 151 zum Greifkopf hin drückt den oberen und den unteren Schenkel 154 und 156 und die obere und die untere Schenkelverlängerung 160 und 170 zueinander hin. Folglich klemmen der obere und der untere Schenkel ein Implantat im Greifkopf fest und befestigen es.
Die Kupplungsstelle 153 wird am Schafs 151 gegenüber vom Greifkopf 152 eingeschlossen. Die Kupplungsstelle 153 wird verwendet, um einen Griff 180 oder ein Stoßinstrument zu befestigen, um ein eingeschlossenes Implantat in den vorgeformten Hohlraum zu treiben.
In 19 bis 21 wird das Implantat 110 angebracht im Implantathalter 150 dargestellt. Die obere und die untere Schenkelverlängerung 160 und 170 klemmen das Implantat im Greifkopf 152 fest. 20a und 21 illustrieren das Implantat im Eingriff in einem Implantathalter. Das Implantat wird so angeordnet, daß es innerhalb der lateralen Kanten der Wirbelkörper liegt. Der konkave Bereich wird so angeordnet, daß er medial gerichtet ist. Auf der gegenüberliegenden Seite des Wirbelkörpers kann ein zweites Implantat angeordnet werden. Die konkaven Bereiche der zwei Implantate würden zueinander zeigen, um einen eingeschlossenen Bereich zu bilden, der als Depot für osteogenes Material dient.
Noch eine andere Ausführungsform eines Implantats nach der vorliegenden Erfindung wird in 22 dargestellt. Das Implantat 210 schließt einen halbmondförmigen Körper 211 mit einer konvexen Fläche 217 und einer gegenüberliegenden konkaven Fläche 215 ein. Die konvexe Fläche 217 wird zwischen einem Instrumenteneingriffsende 222 und einem gegenüberliegenden Einsetzende 216 angeordnet. Es wird dargestellt, daß das Implantat 210 eine Reihe von Stegen 212, die aus einer oberen Fläche 214 vorstehen, und ähnlichen Stegen 213 hat, die von der unteren Fläche vorstehen, um Knochenflächen in Eingriff zu nehmen. Es versteht sich, daß das Implantat 210 so präpariert werden kann, daß es eine geringere Zahl von Stegen hat als in 22 dargestellt. Zum Beispiel kann das Implantat 210 Flächen einschließen, die keine Stege haben, oder Stege an einer, zwei, drei oder vier oder mehr Flächen. Das Implantat 210 wird mit einer Länge, Höhe und Breite versehen, wie es allgemein für das Implantat 10 beschrieben wird.
Die konkave Fläche 215 fügt sich an eine anstoßende Oberflächenwand 226 und fügt sich am entgegengesetzten Ende an eine Verjüngungsfläche 220. Während die konkave Fläche 215 allmählich den Umrissen des Markkanals folgt, versteht es sich, daß das Reinigen und spanende Bearbeiten des Knochentransplantats von einem Spender der Markkanal geringfügig verändern kann, wodurch die Konfiguration der konkaven Fläche 215 verändert wird. Vorzugsweise wird ein Abschnitt der konkaven Fläche 215 aus einem Abschnitt des Markkanals eines langen Knochens geformt. Die konkave Fläche 215 definiert einen ausgesparten Bereich 219, der als Depot für osteogenes Material dient.
Das Einsetzende 216 wird bereitgestellt, um die Leichtigkeit des Einsetzens des Implantats in einen vorgeformten Hohlraum zu steigern. Folglich liegt es im Rahmen dieser Erfindung, ein Einsetzende 216 mit einer wesentlich stromlinienförmigen Gestalt bereitzustellen. Zum Beispiel kann das Einsetzende 216 eine Geschoßform, eine gekrümmte Form, eine Kegelstumpfform und/oder eine Kegelform einschließen. Bei der in 22 illustrierten bevorzugen Ausführungsform wird das Einsetzende 216 an drei Seiten durch verjüngte Flächen 218, 220 und 221 begrenzt. Während es in 22 nicht spezifisch illustriert wird, kann das Einsetzende 216 ebenfalls durch eine vierte verjüngte Fläche, gegenüber der verjüngten Fläche 220, begrenzt werden. Als Alternative dazu kann das Einsetzende 216 gegenüber der verjüngten Fläche 220 an die konvexe Fläche 217 anstoßen.
Das Instrumenteneingriffsende 222 liegt gegenüber dem Einsetzende 216 am halbmondförmigen Körper 211. Wie bei anderen bevorzugten Ausführungsformen der Implantate zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung kann das Instrumenteneingriffsende eine Vielzahl von Aussparungen, Aufnahmen, Nuten, Schlitzen, Vorsprüngen und anderen Stützelementen einschließen, um entsprechende Oberflächenmerkmale an einem Implantathalter in Eingriff zu nehmen. Bei der in 22 illustrierten bevorzugten Ausführungsform schließt das Instrumenteneingriffsende 222 eine Mittelöffnung 224 ein. Die Mittelöffnung 224 wird zum verschiebbaren Aufnehmen eines Stifts oder einer Stabverlängerung an einem Implantathalter bereitgestellt. Vorzugsweise wird die Mittelöffnung 224 mit Innengewindegängen versehen, um einen Stift oder eine Stabverlängerung, mit Gewinde versehen, an einem Implantathalter in Gewindeeingriff zu nehmen. Die Mittelöffnung 224 kann sich über etwa 50% durch den Körper 211 erstrecken, insbesondere erstreckt sich die Mittelöffnung mehr als 80% durch den Körper 211. Am bevorzugtesten erstreckt sich die Mittelöffnung 224 so durch den Körper 211 des Implantats 210, daß sich ein eingesetzter Stift oder eine Stabverlängerung durch die Einsetzfläche 216 oder bis zu derselben erstreckt. Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen hat die gesamte Mittelöffnung 224 eine gleichförmige Querschnittsfläche. Es versteht sich, daß die Mittelöffnung 224 Segmente mit unterschiedlichen Durchmessern einschließen und/oder sich vom Instrumenteneingriffsende zum Einsetzende 216 verjüngen kann, um einen Stift oder eine Stabverlängerung eines Implantathalters aufzunehmen, der das (die) entsprechenden Segment(e) oder Verjüngung hat. (Siehe zum Beispiel die Stabverlängerung 246 in 23a). In 22 wird dargestellt, daß sich die Mittelöffnung 224 durch den durch die konkave Fläche 215 definierten ausgesparten Bereich 219 erstreckt, es versteht sich jedoch, daß alternative Ausführungsformen des Implantats 210 eine Mittelöffnung 224 bereitstellen können, die sich ganz oder teilweise durch das Implantat 210 erstreckt, ohne den ausgesparten Bereich 219 zu erreichen.
Noch eine andere Ausführungsform eines Implantathalters wird in 23 bis 24 dargestellt. Der Implantathalter 240 schließt eine Verlängerung 243, einen Griff 241, einen Schaft 242 und einen Greifkopf 244 ein. Der Schaft 242 definiert eine Längsachse 247. Der Greifkopf 244 schließt eine erste Fläche 250 ein, um an das Instrumenteneingriffsende 222 anzustoßen und anzuschlagen, um das Implantat 210 in einen präparierten Hohlraum zu treiben. Folglich hält der Implantathalter nicht nur lösbar ein Implantat, sondern stellt ebenfalls ein Mittel bereit, um das Implantat in einen vorgeformten Hohlraum einzuschlagen. Vorzugsweise wird die erste Fläche 250 aufgerauht, um das in Eingriff genommene Implantat 210 besser zu befestigen. Der Greifkopf 244 schließt ebenfalls eine Halterverlängerung 248 ein, die sich an einer Ecke 252 in einem eingeschlossenen Winkel 253 von etwa 90°, vorzugsweise senkrecht zur Richtung des Einschlagens oder Einsetzens, an die erste Fläche 250 anfügt. Bei alternativen Ausführungsformen kann die Halterverlängerung 248 jedoch an die erste Fläche 250 anstoßen und einen eingeschlossenen stumpfen Winkel 253 zwischen der ersten Fläche und der Halterverlängerung bilden. Als Alternative dazu kann die Halterverlängerung 248 an die erste Fläche 250 anstoßen und einen eingeschlossenen spitzen Winkel 253 zwischen der ersten Fläche und der Halterverlängerung bilden. (Siehe zum Beispiel die geneigte Fläche 162 einer ähnlichen Struktur in 17a). Es versteht sich, daß der Winkel zwischen der ersten Fläche und der Halterverlängerung 248 so bereitgestellt werden kann, daß die anstoßende Fläche 226 und das Instrumenteneingriffsende 222 am Implantat 210 reibschlüssig befestigt werden. Folglich kann die Halterverlängerung 248 dafür geeignet sein, eine seitliche Bewegung des Implantats zu hemmen, wenn es im Hohlraum festgekeilt wird.
Der Greifkopf 244 schließt ebenfalls eine erste Stabverlängerung 246 ein. Die erste Stabverlängerung 246 kann Außengewindegänge einschließen, um Innengewindegänge in einer Instrumentenaufnahmeaussparung in einem Implantat in Eingriff zu nehmen. Vorzugsweise ist die Stabverlängerung 246 strahlungsundurchlässig, um während der Operation eine Röntgenanzeige der Position des Implantats zu gewährleisten. Der Verlängerungsstab 246 kann unbeweglich an der ersten Oberfläche 250 angebracht werden. Als Alternative dazu kann der zwischen dem Greifkopf 244 und dem Griff 241 angeordnete Schaft 242 hohl sein, um die Halterverlängerung 248 aufzunehmen, aber dies ist nicht erforderlich. Der Verlängerungsstab 246 kann sich durch eine Öffnung (nicht gezeigt) an der Fläche 244 erstrecken, um innerhalb des Schafts 242 aufgenommen zu werden. Bei noch einer anderen Ausführungsform kann die erste Fläche 250 eine zweite Stabverlängerung 245 einschließen. Die zweite Stabverlängerung 245 ist dafür geeignet, in derselben den ersten Verlängerungsstab 246 aufzunehmen, so daß der Verlängerungsstab 246 in Verbindung mit dem Schaft 242 steht.
Der Schaft 242 kann eine Verlängerung 243 einschließen, um den Verlängerungsstab 246 durch die erste Fläche 250 auszufahren. Zum Beispiel kann das innerhalb des Schafts 242 aufgenommene Ende des Verlängerungsstabs Außengewindegänge einschließen, die Innengewindegänge der Verlängerung 243 in Eingriff nehmen. Ein Drehen der Verlängerung 243 bewirkt, daß sich der Verlängerungsstab in einer Längsrichtung parallel zur Längsachse 247 durch den Schaft 242 bewegt.
Wenn die in dieser vorliegenden Erfindung beschriebenen Implantate in einen Zwischenwirbelraum eingesetzt werden, bilden die durch gekrümmte Flächen an den Implantaten definierten ausgesparten Bereiche und die anstoßenden Flächen der benachbarten Wirbel eine Kammer oder ein Depot für osteogenes Material. (Siehe 11).
Die durch gekrümmte Flächen der in der vorliegenden Erfindung beschriebenen Implantate definierten ausgesparten Bereiche können mit einem geeigneten osteogenen Material gefüllt werden. Die Implantate können von der Implantation mit osteogenem Material gefüllt werden, oder das osteogene Material kann in die Kammer oder das Depot im Zwischenwirbelraum eingesetzt werden, nachdem eines oder zwei der Implantate eingesetzt worden sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform füllt die osteogene Zusammensetzung wesentlich die durch die Implantate definierten ausgesparten Bereiche, so daß die osteogene Zusammensetzung die Endplatten der benachbarten Wirbel berühren wird, wenn das Implantat innerhalb der Wirbel implantiert ist. Wenn „schwammiges" osteogenes Material, wie beispielsweise Spongiosagewebe, verwendet wird, kann das Spongiosagewebe in den ausgesparten Bereich oder die Kammer zusammengedrückt werden, um einen ausreichenden Kontakt mit benachbarten Endplatten zu sichern. Dies gewährleistet einen besseren Kontakt der Zusammensetzung mit den Endplatten, um ein Einwachsen von Knochen anzuregen.
Es wird jedes geeignete osteogene Material erwogen, einschließlich von Autogentransplantat, Allogentransplantat, Xenogentransplantat, entmineralisiertem Knochen und synthetischen und natürlichen Knochentransplantat-Ersatzstoffen, wie beispielsweise Biokeramiken und Polymeren, und osteoinduktiven Faktoren. Die hierin verwendeten Begriffe osteogenes Material oder osteogene Zusammensetzung schließen allgemein jedes Material ein, das Knochenwachstum oder -heilung fördert, einschließlich von Autogentransplantat, Allogentransplantat, Xenogentransplantat, Knochentransplantat-Ersatzstoffen und natürlichen, synthetischen und rekombinanten Proteinen, Hormonen und dergleichen.
Ein Autogentransplantat kann unter Verwendung von Bohrern, Hohlmeißeln, Küretten und Trepans und anderen Instrumenten und Verfahren, die Chirurgen auf dem Gebiet gut bekannt sind, von Orten wie beispielsweise dem Darmbeinkamm gewonnen werden. Vorzugsweise wird das Autogentransplantat mit einer minimal invasiven Spenderoperation vom Darmbeinkamm gewonnen. Das osteogene Material kann ebenfalls Knochen einschließen, der während des Präparierens der Endplatten für das Abstandsstück durch den Chirurgen abgeräumt wird.
Wenn ein Autogentransplantat als osteogenes Material gewählt wird, wird vorteilhafterweise nur eine kleine Menge an Knochenmaterial benötigt, um die Kammer zu füllen. Das Autogentransplantat selbst ist nicht erforderlich, um eine strukturelle Stütze bereitzustellen, da diese durch das Abstandsstück gewährleistet wird. Die Spenderoperation für eine so kleine Knochenmenge ist weniger invasiv und wird durch den Patienten besser toleriert. Es besteht normalerweise wenig Notwendigkeit für eine Muskeldissektion, um so kleine Knochenmengen zu gewinnen. Daher beseitigt oder minimiert die vorliegende Erfindung viele der Nachteile eines Einsatzes eines Autogentransplantats zum Gewährleisten einer strukturellen Stütze bei der Fusionsoperation.
Natürliche und synthetische Transplantatersatzstoffe, welche die Struktur oder die Funktion von Knochen ersetzen, werden ebenfalls für die osteogene Zusammensetzung erwogen. Es wird jeder solche Transplantatersatzstoff, einschließlich beispielsweise von entmineralisierter Knochenmatrix, mineralischen Zusammensetzungen und Biokeramiken, erwogen. Wie aus einer Durchsicht von An Introduction to Bioceramics, herausgegeben von Larry L. Hench und June Wilson (World Scientific Publishing Co. Ptd. Ltd., 1993, Band 1) offensichtlich wird, gibt es ein riesiges Angebot an biokeramischen Materialien, einschließlich von BIOGLASS^®, Hydroxylapatit und auf dem Gebiet bekannten Kalziumphosphatzusammensetzungen, die nutzbringend für diesen Zweck verwendet werden können. Diese Offenbarung wird hierin für diesen Zweck als Referenz einbezogen. Bevorzugte Kalziumzusammensetzungen schließen bioaktive Gläser, Trikalziumphosphate und Hydroxylapatite ein. Bei einer Ausführungsform ist der Transplantatersatzstoff eine biphasische Kalziumphosphatkeramik, die Trikalziumphosphat und Hydroxylapatit einschließt.
Bei einigen Ausführungsformen umfassen die osteogenen Zusammensetzungen, die mit dem Implantat dieser Erfindung verwendet werden können, eine zum Stimulieren oder Induzieren von Knochenwachstum therapeutisch wirksame Menge eines Knocheninduktions- oder -wachstumsfaktors oder -proteins, in einem pharmazeutisch annehmbaren Träger. Die bevorzugten osteoinduktiven Faktoren sind die rekombinanten menschlichen Knochenmorphogenese-Proteine (rhBMP), weil sie leicht verfügbar sind und nicht zur Verbreitung ansteckender Krankheiten beitragen. Am bevorzugtesten ist das Knochenmorphogenese-Protein ein rhBMP-2, ein rhBMP-4 oder Heterodimere derselben.
Rekombinantes BMP-2 kann mit einer Konzentration von etwa 0,4 mg/ml bis etwa 1,5 mg/ml, vorzugsweise nahe 1,5 mg/ml, verwendet werden. Jedoch wird jedes Knochenmorphogenese-Protein erwogen, einschließlich der als BMP-1 bis einschließlich BMP-13 bezeichneten Knochenmorphogenese-Proteine. BMP sind erhältlich von der Genetics Institute, Inc., Cambridge, Massachusetts, und können ebenfalls durch Fachleute auf dem Gebiet bereitet werden, wie es in den US-Patenten Nr. 5187076 an Wozney et al., 5366875 an Wozney et al., 4877864 an Wang et al., 5108922 an Wang et al., 5116738 an Wang et al., 5013649 an Wang et al., 5106748 an Wozney et al. und den PCT-Patenten Nr. WO93/00432 an Wozney et al., WO94/26893 an Celeste et al. und WO94/26892 an Celeste et al. beschrieben wird. Es werden alle osteoinduktiven Faktoren erwogen, seine sie gewonnen wie oben oder aus Knochen isoliert. Verfahren zum Isolieren von Knochenmorphogeneseprotein aus Knochen werden im US-Patent Nr. 4294753 an Urist und Urist et al., 81 PNAS 371, 1984, beschrieben.
Die Wahl des Trägermaterials für die osteogene Zusammensetzung beruht auf der biologischen Verträglichkeit, der biologischen Abbaubarkeit, den mechanischen Eigenschaften und den Grenzflächeneigenschaften sowie der Struktur des tragenden Elements. Die spezielle Anwendung der Zusammensetzungen zur Verwendung mit der Erfindung wird die passende Formulierung definieren. Mögliche Träger schließen Kalziumsulfate, Polymilchsäuren, Polyanhydride, Kollagen, Kalziumphosphate, polymere Acrylester und entmineralisierten Knochen ein. Der Träger kann jeder geeignete Träger sein, der in der Lage ist, die Proteine abzugeben. Am bevorzugtesten kann der Träger schließlich in den Körper resorbiert werden. Ein bevorzugter Träger ist ein absorbierbarer Kollagenschwamm, der durch die Integra LifeSciences Corporation unter dem Handelsnamen Helistat^® Absorbable Collagen Hemostatic Agent vermarktet wird. Ein anderer bevorzugter Träger ist eine biphasische Kalziumphosphatkeramik.
Keramikblöcke sind im Handel erhältlich von Sofamor Danek Group, B.P. 4-62180 Rang-du-Fliers, Frankreich, und Bioland, 132 Route d'Espagne, 31100 Toulouse, Frankreich. Der osteoinduktive Faktor wird auf eine beliebige geeignete Weise in den Träger eingebracht. Zum Beispiel kann der Träger in einer Lösung getränkt werden, die den Faktor enthält. Eine bevorzugte Ausführungsform sieht die Verwendung der von der Regeneration Technologies, Inc., verkaufte Allogentransplantatpaste OSTEOFIL^® ein. Die Allogentransplantatpaste kann durch ein aus der Schneidoperation gewonnenes örtliches Autogentransplantat ersetzt werden.
Es werden Instrumente zum Präparieren des Zwischenwirbelraums zwischen benachbarten Wirbeln für das Aufnehmen eines Implantats und zum Einsetzen des Implantats in den präparierten Raum bereitgestellt. Die Verwendung der Implantate nach der vorliegenden Erfindung stellt die Bandscheibenhöhe wieder her, stellt die Segmentausrichtung und -balance wieder her, schützt Nervenwurzeln, stellt das Gewichtsauflager für anteriore Flächen wieder her und fixiert den instabilen degenerierten Zwischenwirbelscheibenbereich. Die Abstandsstücke dieser vorliegenden Erfindung können zweckmäßig mit bekannten Instrumenten und Werkzeugen implantiert werden, obwohl verbesserte Instrumente bereitgestellt werden, die spezifisch für das Verfahren geeignet sind. Es wird ein beliebiges Instrument erwogen, welches das Implantat fest halten und ermöglichen wird, daß das Implantat eingesetzt wird. Vorzugsweise wird das Instrument dafür geeignet sein, die offene Struktur der Abstandsstücke dieser Erfindung auszugleichen.
Es werden Instrumente zum Verwendung und Einsetzen der hierin beschriebenen Implantate bereitgestellt. Die spezifischen Instrumente schließen Kastenmeißel, Stoß- oder Klopfhämmer, Schaber, Detraktoren, Kratzer, wie beispielsweise Rundkratzer, Flachkratzer, drehbare Kratzer oder Schneider, gezahnte Kratzer und Knochenbeschicker ein. Außerdem wird zur Verwendung bei geführten chirurgischen Verfahren eine in 36 illustrierte Schutzhülse bereitgestellt.
In einem Aspekt wird ein neuartiger Meißel bereitgestellt. Der neuartige Meißel zum Präparieren des vorgeformten Hohlraums im Zwischenwirbelscheibenraum wird in 25 bis einschließlich 25d dargestellt. Ein Kastenmeißel 260 schließt einen Griff 262 ein, der ein Eingriffsloch 263 hat, geeignet zur Befestigung eines Schlagwerkzeugs, wie beispielsweise eines in 27 gezeigten Klopfhammers. Außerdem schließt der Kastenmeißel 260 einen Schaft 264 ein, der vom Griff 262 vorsteht und mit einem Schneidkopf 266 verbunden ist. Der Schaft 264 definiert eine Längsachse 261. Der Schneidkopf 266 schließt einen ersten Arm 267 und einen gegenüberliegenden zweiten Arm 269 ein, die sich vom Schaft 264 wesentlich parallel zur Längsachse 261 erstrecken. Zwischen dem ersten und dem zweiten Arm 267 und 269 werden eine obere Schneidklinge 268 und eine gegenüberliegende untere Schneidklinge 270 angeordnet. Der erste Arm 267 und der zweite Arm 269 definieren einen Innenhohlraum 276 zum Aufnehmen von Knochenspänen und Schneidtrümmern. Eine oder beide der Komponenten erster Arm 267 und zweiter Arm 269 schließen Indexmarkierungen 274 ein, welche die Schneidtiefe für den Kastenmeißel anzeigen und es dem Chirurgen folglich ermöglichen, zu bestimmen, wie tief er/sie in den Zwischenwirbelraum geschnitten hat.
Am ersten Arm 267 wird eine nicht schneidende Kante 273 befestigt. Ähnlich wird am zweiten Arm 269 eine nicht schneidende Kante 272 befestigt. Die nicht schneidenden Kanten 273 und 272 werden so angeordnet, daß sie in einer Richtung parallel zur Längsachse in distaler Richtung über die Schneidkanten 268 und 270 hinaus vorstehen. Unter Bezugnahme auf 25b bis c schließt die nicht schneidende Kante 273 einen oberen Führungsabschnitt 296 und einen unteren Führungsabschnitt 298 ein, die wenigstens teilweise über die Schneidkanten hinaus vorstehen. Ähnlich schließt die nicht schneidende Kante 272 identische obere und untere Führungsabschnitte ein. Die Führungsabschnitte berühren die Oberfläche vor den Schneidkanten 268 und 270. Vorzugsweise werden die nicht schneidenden Kanten 273 und 272 der benachbarten Wirbel abgerundet, um den Innenflächen der gegenüberliegenden Endplatten benachbarter Wirbel zu folgen. Folglich folgen die abgerundeten nicht schneidenden Kanten längs der Flächen der Endplatten und zentrieren den Kastenschneider innerhalb des Bandscheibenraums und die eingeschlossenen oberen und unteren Schneidklingen 268 und 270 zwischen den zwei Endplatten. Wenn die zwei Schneidklingen zwischen den gegenüberliegenden Endplatten zentriert werden, schneiden die Klingen gleiche Knochenmengen von jeder Endplatte und werden daran gehindert, eine mögliche versetzte Öffnung zwischen den Endplatten zu schneiden, die zu einer falschen Implantatplazierung und übermäßiger Knochenentfernung führt, was die Gefahr einer Implantat-Grenzflächensenkung steigern könnte.
Das Befestigungsloch 263 im Griff 262 des Kastenmeißels 260 wird bereitgestellt zur Befestigung eines Stoß- oder Klopfhammers wie in 27 dargestellt. Stoßhämmer sind auf dem Gebiet gut bekannt, und das Befestigungsloch 263 kann zur Befestigung eines beliebigen der bekannten Stoßhämmer zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden. Bei bevorzugten Ausführungsformen schließt ein Klopfhammer 310 ein Gewindeende 320 ein. Das Gewindeende 320 wird in Innengewindegängen in 263 in Gewindeeingriff gebracht. Der Klopfhammer 310 schließt ein Gewicht 316 ein, das am Schaft 314 gleitet. Die Verwendung eines Klopfhammers ermöglicht, daß eine kontrollierte Kraft auf Schneidinstrument und Implantate aufschlägt. Der Klopfhammer stellt ebenfalls ein Mittel zum Entfernen eines eingeschlagenen chirurgischen Instruments, wie beispielsweise des Meißels, nach dem Schneiden bereit.
Unter Bezugnahme auf 25b bis d wird nun bei Anwendung der Kastenmeißel-Schneidkopf 266 in wesentlicher Ausrichtung mit einem Raum 279 zwischen benachbarten Wirbelendplatten 277 und 278 angeordnet. Die nicht schneidenden Kanten werden in den Raum 279 eingesetzt, wobei die Führungsabschnitte 296 und 298 die Endplatten 277 und 278 in Eingriff nehmen. Danach wird der Schneidkopf 266 vorgeschoben, falls notwendig, unter Verwendung eines Klopfhammers, wobei die Klingen 268 und 270 das zwischen den Führungsabschnitten und den Klingen befindliche Gewebe der Endplatten 277 bzw. 278 entfernen.
Es wird ebenfalls eine neuartige Nervenhalterbaugruppe, wie in 28 bis 30 dargestellt, bereitgestellt. Die Nervenhalterbaugruppe 330 schließt einen Haltergriff 346, einen Halter 340 und einen Kanal 352 zum Aufnehmen einer Halterklinge 342 ein. Der Kanal 352 des Halters 340 wird in einer Größe bereitgestellt, um das zum Ausführen der Operationen notwendige Ausmaß der Retraktion der Nervenstruktur auf ein Minimum zu verringern, doch dem Chirurgen eine ungehinderte Sicht des Zwischenwirbelraums zu gewährleisten. In 28 und 30 wird gezeigt, daß der Kanal 352 und die Halterklinge 342 eine allgemein konkave Form haben. Es wird ebenfalls erwogen, den Kanal 352 und die Halterklinge 342 in alternativen Formen bereitzustellen, um spezifischen Bedürfnissen beim Gewinnen eines Zugangs zu einer Operationsstelle zu entsprechen.
Die Nervenhalterbaugruppe 330 schließt ebenfalls wenigstens ein, vorzugsweise zwei, an gegenüberliegenden Seiten des Kanals 352 angeordnete, Stützelemente ein. Vorzugsweise schließt der Kanal 352 wenigstens eine, vorzugsweise zwei, erweiterte Kanten 347 und 349 ein. Die erweiterten Kanten 347 und 349 können dafür geeignet sein, einen Stifteindrehschaft 334 aufzunehmen. Zusätzlich sind die erweiterten Kanten 347 dafür geeignet, die Halterklinge 342 aufzunehmen und zu halten. Die Halterklinge 342 kann vom oberen Abschnitt des Kanals 352 angrenzend an einen Absatz 354 eingesetzt und gleitend zu einem distalen Ende 351 hin vorgeschoben werden. Die Klinge 342 wird sowohl durch die erweiterten Kanten 347 und 349 als auch durch eine Fläche 358 an ihrem Platz festgehalten. Die Halterklinge 342 schließt außerdem eine Distraktorspitze 344 ein, dafür bemessen, in einen Bandscheibenraum eingesetzt zu werden, um die Distraktion zu erreichen oder aufrechtzuerhalten. Es wird sich verstehen, daß die Breite der Spitze 344 in Abhängigkeit von dem gewünschten Ausmaß der Distraktion verändert werden kann. Während Stifte 336 und 338 offenbart werden, um die Position der Haltebaugruppe aufrechtzuerhalten, wird darüber hinaus erwogen, daß der Eingriff der Halterklinge 342 im Bandscheibenraum ausreichend sein kann, um die Haltebaugruppe ohne die Verwendung der Stifte 336 und 338 zu halten.
Bei alternativen Ausführungsformen schließt der Stift 336 Gewindegänge für einen Gewindeeingriff in Innengewindegängen (nicht gezeigt) des Stützelements 347 ein. Folglich kann der Stift 336 am Kanal des Halters 340 verankert werden. Der Stift 336 schließt einen Stifteindrehgriff 332, einen Stifteindrehschaft 334 ein, der einen unteren Abschnitt einschließen kann, der im Stützelement 350 verschiebbar in Eingriff gebracht wird. An seinem distalen Ende schließt der Stift 336 ein Gewebeeingriffsende 337 ein. Ein zweiter Stift 338 kann an einem zweiten Stützelement 350 angebracht werden. Nach einer Bewegung der Wirbelsäulenstrukturen unter Verwendung der Halterklinge 342 und des Halters 340, um ausreichend Platz bereitzustellen, um mit der PLIF-Operation fortzufahren, wird das Gewebeeingriffsende 337 des Stifts 336 zwangsweise in Gewebe, wie beispielsweise Knochen, eingeführt, um die Halterklinge und die zurückgezogenen Nervenstrukturen zu sichern. Als Alternative dazu kann der zweite Stift 338 verwendet werden, um anfangs eine Seite der Nervenhalterbaugruppe 330 im Verhältnis zur Nervenstruktur zu positionieren und zu sichern. Nachdem der Stift verwendet worden ist, um eine Seite des Halters zu sichern, kann der Halter verwendet werden, um die ausgewählte Nervenstruktur in Eingriff zu nehmen und zu bewegen. Nachdem die Nervenstruktur ausreichend zurückgezogen worden ist, wird ein zweiter Stift zwangsweise in Gewebe eingeführt.
Die Halterklinge 342 wird in einer Form bereitgestellt, die im Kanal 352 eingepaßt werden kann, um zu sichern, daß der Chirurg eine ungehinderte Sicht der Operationsstelle hat. Die Halterklinge 342 schließt vordere Halterenden 344 gegenüber einem Anschlag 343 ein. Der Anschlag 343 wird in eine Öffnung 341 am Halter 340 eingesetzt. Vorzugsweise erstreckt sich der Anschlag 343 durch die Öffnung 341 und nimmt den Absatz 354 in Eingriff, um die Halterklinge am Halter 340 zu befestigen.
Es wird ebenfalls ein Distraktor, wie in 31 und 31a dargestellt, bereitgestellt. Ein Distraktor 370 schließt eine an einem Ende eines Schafts 374 angeordnete Kupplung 372 und einen gegenüber der Kupplung 372 am Schaft 374 angeordneten Distraktorkopf 376 ein. Der Distraktorkopf 376 hat wesentlich die Gestalt einer Keilform, bei der eine Distraktorspitze 379 den Scheitel des Keils bildet. Vorzugsweise enthält die Distraktorspitze 379 eine stumpfe Kante. Der Distraktorkopf 376 schließt eine große Seite 380 und eine entsprechende große Seite gegenüber von 380 ein, welche die große Seite eines Keils bilden. Die große Seite des Distraktorkopfs 376 wird so definiert, daß sie eine durch eine Bezugslinie 384 illustrierte Länge hat. Ähnlich bilden eine kleine Seite 382 und eine entsprechende Seite gegenüber von 382 die kurze oder kleine Seite des Keils mit einer durch eine Bezugslinie 386 illustrierte Breite. Darüber hinaus schließt der Distraktorkopf eine Reihe von Indexmarkierungen 378 ein, welche die Tiefe anzeigen, um die der Distraktor in Gewebe eingeführt wird.
Es werden zusätzliche Schneidinstrumente zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung bereitgestellt. Zum Beispiel ist ein in 26 illustrierter Schaber 280 mit einem Schneidkopf 286, einem Schaft 284 und einem Griff 282 versehen. Der Griff 282 schließt eine Aufnahme 283 zur Befestigung eines Klopfhammers ein. Der Schneidkopf 286 schließt eine obere Schabklinge 288 und eine untere Schabklinge 290 ein, bereitgestellt zwischen einem ersten Arm 287 und einem zweiten Arm 289. Die obere und die untere Schabklinge 288 und 290 sind senkrecht zu dem ersten und dem zweiten Arm 287 und 289, so daß die Klingen einen Teil der Gewebeoberfläche wegschneiden oder -kratzen, wenn die obere oder die untere Schabklinge 288 oder 290 oder beide über Gewebeoberflächen kratzen. Der Schneidkopf 286 schließt ebenfalls eine Reihe von Indexmarkierungen ein, um die Tiefe des Kratzerkopfs im Gewebe zu bestimmen.
Ein in 32 bis 32f illusterter Rundkratzer wird zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung bereitgestellt. Der Rundkratzer 390 schließt einen Schaft 402 und einen Kratzerkopf 392 ein. Der Schaft 402 definiert eine Längsachse 391. Der Kratzerkopf 392 schließt einen ersten Arm 393 und einen zweiten Arm 395 ein. Der Schaft 402 schließt einen verjüngten Hals 403 ein. Der erste Arm 393 und der zweite Arme 395 definieren einen Hohlraum 398 zum Aufnehmen von Schneidtrümmern. An dem ersten und dem zweiten Arm 393 und 395 werden abgerundete Kratzerkanten 394 und 396 befestigt. Der erste Arm 393 und der zweite Arm 395 werden an einer gekrümmten Spitze 404 befestigt. Die abgerundeten Kratzerkanten 394 und 396 sind rückwärts gerichtete Schneidkanten, die Knochen oder anderes Gewebe schneiden können, wenn der Rundkratzer 390 aus dem Bandscheibenraum herausgezogen wird. Die runden Kratzerkanten 394 und 396 werden bereitgestellt, um ein gleichzeitiges Schneiden an gegenüberliegenden Flächen benachbarter Wirbelkörper zu ermöglichen. Der erste Arm 393 schließt eine obere Fläche 397 und eine untere Fläche 400 ein. Die obere Fläche 397 und die untere Fläche 400 sind wesentlich flach. Der zweite Arm 395 schließt ähnliche Strukturen ein. Die obere Fläche 397 und/oder die untere Fläche 400 ermöglichen ein kontrolliertes Kratzen des Bandscheibenraums durch Berühren entweder des oberen oder des unteren Wirbelkörpers. Darüber hinaus sind die flachen oberen und unteren Flächen 397 und 400 und der verjüngte Hals 403 dafür geeignet, ein verbessertes Beobachten des Bandscheibenraums zu gewährleisten. Es ist wichtig, den Bandscheibenraum während des Positionierens des Rundkratzers 390 im Bandscheibenraum zum Entfernen von Knochengewebe beobachten zu können. Der Rundschaber 390 wird bereitgestellt, um, wie in der vorliegenden Erfindung dargestellt, einen Boden des vorgeformten Hohlraums für ein richtiges Sitzen von Implantaten zu präparieren.
Es wird ebenfalls ein in 33 bis einschließlich 33c illusterter Hobelkratzer 410 bereitgestellt. Der Hobelkratzer 410 schließt einen Kratzerkopf 412 ein. Der Kratzerkopf 412 ist dafür geeignet, eine Vielzahl von Hobelkratzerklingen 414 und 416 bereitzustellen. Die Hobelkratzerklingen 414 und 416 werden einteilig an einem ersten Arm 415 und einem zweiten Arm 417 befestigt. Eine oder beide der Komponenten erster Arm 415 und zweiter Arm 417 schließen Indexmarkierungen 418 ein, um die Tiefe anzuzeigen, um die der Hobelkratzer in den Hohlraum eingeführt wird. Der erste und der zweite Arm 415 und 417 definieren einen Hohlraum 420 zum Aufnehmen von Knochenspänen und Trümmern.
Wie in 34 gezeigt, wird ebenfalls ein drehbarer Schneider 430 bereitgestellt. Der Schneider 430 schließt einen Griff 432, einen Schaft 434 und einen Schneiderkopf 436 ein. Der Schneiderkopf 436 schließt einen ersten Schneidarm 437 und einen zweiten Arm 439 ein. Der erste Schneidarm 437 und der zweite Schneidarm 439 werden mit Zwischenraum zueinander angeordnet und definieren zwischen sich einen Hohlraum 448 zum Aufnehmen von Schneidtrümmern. Der erste Schneidarm 437 schließt wenigstens zwei Schneidklingen ein. Zum Beispiel stellt 34a einen Schneidarm 439 dar, der eine erste Schneidklinge 438 und eine gegenüberliegende zweite Schneidklinge 440 hat. Die erste und die zweite Schneidklinge erstrecken sich in Längsrichtung und werden so angeordnet, daß sie parallel zur Längsachse des drehbaren Schneiders 430 liegen. Ähnlich wird der Schneidarm 437 mit einer ersten Schneidfläche 442 und einer zweiten Schneidfläche 443 versehen. Der drehbare Schneider 430 wird zur Verwendung in einem Bandscheibenraum bereitgestellt, um benachbarte Endplatten von benachbarten Wirbeln durch ein Drehen des Schneiders zu schneiden. Wie bei anderen Instrumenten schließt der Schneidkopf Indexmarkierungen 441 ein, um die Tiefe anzuzeigen, um die der drehbare Schneider in das Gewebe eingeführt wird.
Unter Bezugnahme auf 35 wird ebenfalls ein gezahnter Kratzer 460 bereitgestellt. Der gezahnte Kratzer 460 schließt einen Griff 462, einen Schaft 464, ein geformtes flaches distales Ende 466 und einen Schneidkopf 468 ein. Der Schneidkopf 468 schließt eine Vielzahl von Kratzerkanten ein, wobei jede Kratzerkante eine Reihe von Zähnen 471 hat. Bei bevorzugten Ausführungsformen schließt der Kratzerkopf 468 eine erste Kratzerkante 470 und eine zweite Kratzerkante 472 ein. Der Kratzerkopf 468 gipfelt in einem gekrümmten distalen Ende 474. Wie bei anderen bereitgestellten Instrumenten schließt der Schneidkopf 468 Indexmarkierungen 476 ein, um die Tiefe anzuzeigen, um die der Schneider in Gewebe eingeführt wird.
In 36 wird eine bevorzugte Ausführungsform einer Führungshülse 510 illustriert. Die Führungshülse 510 schließt einen hohlen Körper 512 ein. Bei bevorzugten Ausführungsformen wird der hohle Körper 512 in der Form einer hohlen rechteckigen Röhre bereitgestellt. Der hohle Körper 512 schließt ein Sitzende 516 ein, das offen ist und Zugang zum Inneren des hohlen Körpers 512 gewährt. Der hohle Körper 512 schließt ebenfalls ein gegenüberliegendes Ende ein, das sich in eine erste Distraktorfläche 518 und eine zweite Distraktorfläche 520 verzweigt, die vom Ende 517 vorstehen. Die erste Distraktorfläche 518 wird mit einer geneigten Fläche 526 versehen, die sich verjüngt, um die Breite der Distraktorfläche 518 zu verringern. Ferner kulminiert der Distraktorfläche 518 in einer ersten gekrümmten Fläche 522. Die zweite Distraktorfläche 520 schließt ebenfalls eine geneigte Fläche 528 ein und gipfelt in einer gekrümmten Spitze 524. Zwischen dem Sitzende 516 und der ersten und der zweiten Distraktorfläche 518 und 520 wird eine Beobachtungsöffnung 514 angeordnet. Die Beobachtungsöffnung 514 wird zum Sichtbarmachen des Bandscheibenraums und zum Beobachten der Indexmarkierungen an den Instrumenten bereitgestellt, die durch den Innenkern 513 des hohlen Körpers 512 eingesetzt werden. Die Verwendung der Schutzhülse 510 ermöglicht es einem Chirurgen, während posteriorer Lendenwirbelkörper-Fusionsoperationen den Inzisionsbereich und das Freilegen von innerem Gewebe auf ein Minimum zu verringern. Die Schutzhülse 510 gewährleistet einen Schutz für Nervenstrukturen. Darüber hinaus stellt das Sitzende 516 der Schutzhülse 510 eine Fläche zum Eingriff von Tiefenanschlägen an chirurgischen Instrumenten bereit, um das Schneiden von Knochenflächen und das Einsenken von Implantaten zu kontrollieren.
In 37a bis 40c wird eine Vielzahl von chirurgischen Instrumenten illustriert, die in Verbindung mit der Führungshülse 510 verwendet werden können. Diese Instrumente schließen viele der gleichen Merkmale, Vorzüge und Aspekte ein, wie sie bereits in der obigen Beschreibung offenbart worden sind. Zusätzlich schließen diese Instrumente zusätzliche Merkmale und Gegenstände ein. Diese Instrumente sind dafür geeignet, innerhalb des inneren Bereichs der Führungshülse 510 aufgenommen zu werden. Im allgemeinen schließen diese chirurgischen Instrumente einen an einem chirurgischen Kopf befestigten Schaft ein, dafür geeignet, innerhalb des inneren Bereichs einer Führungshülse aufgenommen zu werden.
Noch eine weitere Ausführungsform eines Kastenmeißels wird in 37a bis 38 illustriert. Ähnlich der in 25 dargestellten Ausführungsform umfaßt der Meißel 550 einen Schneidkopf 551, der eine erste nicht schneidende Kante 554, eine zweite nicht schneidende Kante 556, eine obere Schneidklinge 558 und eine untere Schneidklinge 560 einschließt. Der Schneidkopf 551 schließt einen Innenhohlraum 557 ein. Der Meißel 550 schließt ebenfalls einen Schaft 552 ein, der dafür geeignet ist, innerhalb des Innenbereichs 513 eine schützenden Führungshülse 510, wie in 38 illustriert, aufgenommen zu werden. Ein Tiefenanschlag 562 wird am Schaft 552 angebracht, um durch Berühren des Sitzendes 516 an der Schutzhülse 510 zu verhindern, daß der Meißel tiefer als eine vorher festgelegte Tiefe schneidet. Bei einer in 38 illustrierten bevorzugten Ausführungsform wird der Tiefenanschlag schraubend an einer Schaftverlängerung 564 angebracht, so daß ein Drehen des Tiefenanschlags 562 um den Schaft die Schneidtiefe einstellt. Tiefenanzeigemarkierungen 566 an der Schaftverlängerung 564 zeigen die Tiefe an, die der Meißel schneiden wird, wenn der Tiefenanschlag 562 das Sitzende 516 berührt hat.
Unter Bezugnahme auf 39a bis 39f wird nun eine andere Ausführungsform eines Implantathalters illustriert. Der Implantathalter 570 schließt einen Greifkopf 572, einen Schaft 574 und einen Griff 576 ein. Wie bei anderen Ausführungsformen des für eine Verwendung mit der vorliegenden Erfindung beschriebenen Implantathalters befestigt der Implantathalter 570 lösbar ein Implantat und schlägt es in einen vorgeformten Hohlraum. Der Greifkopf 572 schließt Strukturmerkmale sowohl zum sicheren Greifen des Implantats als auch zum Vortreiben des Implantats ein. Zum Beispiel schließt der Greifkopf bei der in 39e und 39f illustrierten bevorzugten Ausführungsform eine aufgerauhte Stoßfläche 576 ein. Die aufgerauhte Stoßfläche 576 wird wesentlich senkrecht zu der Richtung bereitgestellt, in der das Implantat in den Wirbelkörper geschlagen wird. Die aufgerauhte Fläche gewährleistet einen Reibungseingriff mit dem Instrumenteneingriffsende des Implantats, und in Verbindung mit einer zweiten Struktur, wie beispielsweise einer zweiten Fläche 578, befestigt während der PLIF-Operation eine geneigte Fläche 579 oder eine Schaftverlängerung 580 das Implantat am Greifkopf. Sobald das Implantat in den Wirbelkörper getrieben worden ist, wird das Implantat vom Greifkopf gelöst.
In 40a bis 40c wird noch eine andere Ausführungsform eines Implantathalters illustriert. Der Implantathalter 590 schließt einen Greifkopf 591, einen Schaft 592, einen Tiefenanschlag 593 und einen Griff 594 ein. Der Greifkopf 591 schließt eine Stoßfläche 595 ein. Vorzugsweise wird die Stoßfläche 595 aufgerauht oder gerändelt. Der Greifkopf 591 schließt ebenfalls eine zweite Fläche 597 ein, die wesentlich senkrecht zur Stoßfläche 595 ist. Eine dritte, geneigte, Fläche 598 stößt an das der zweiten Fläche 597 gegenüberliegende Ende der Stoßfläche 595 an. Eine Schaftverlängerung 599 springt durch die Stoßfläche 595 vor, um innerhalb des Schafts 592 aufgenommen zu werden. Der Griff 594 schließt einen Schaftverlängerer 600 ein, der drehbar am Griff 594 angebracht wird. Bei bevorzugten Ausführungsformen erstreckt sich der Schaftverlängerer 599 durch den Schaft 592 und den Griff 594 und schließt Außengewindegänge ein, die passend in Innengewindegängen am Schaftverlängerer 600 aufgenommen werden. Der Greifkopf 591 schließt Strukturmerkmale sowohl zum sicheren Greifen des Implantats als auch zum Vortreiben des Implantats in den Zwischenwirbelraum ein. Zum Beispiel befestigt die Stoßfläche 595 in Verbindung mit einer zweiten Fläche 597 und/oder der geneigten Fläche 598 das Implantat am Greifkopf. Vorzugsweise greift die Schaftverlängerung 599 passend in eine Instrumenteneingriffsaussparung an einem Implantat ein. Bei bevorzugten Ausführungsformen ist die Schaftverlängerung 599 strahlungsundurchlässig und erstreckt sich durch den Implantatkörper bis zum Einsetzende oder durch dasselbe. Die strahlungsundurchlässige Schaftverlängerung 599 stellt ein Mittel zum Beobachten des Sitzes eines Implantats während der Operation über Röntgen bereit.
Der Implantathalter 590 kann mit der schützenden Führungshülse 510 verwendet werden. Der Greifkopf 591 und der Schaft 592 können dafür geeignet sein, verschiebbar innerhalb des Innenbereichs 513 der Führungshülse 510 aufgenommen zu werden. Der Tiefenanschlag 593 am Implantathalter 590 ist dafür geeignet, das Sitzende 516 an der Führungshülse 510 in Eingriff zu nehmen oder zu berühren.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform schließt der Implantathalter 590 einen Schaft 592 ein, der mit einem quadratischen oder rechteckigen Querschnitt versehen wird und dafür geeignet ist, passend in einer quadratischen oder rechteckigen schützenden Führungshülse aufgenommen zu werden. Der passende Eingrifff des Implantathalters 590 innerhalb der schützenden Führungshülse 510 zentriert den Implantathalter 590 und ein daran befestigtes Implantat richtig im vorbereiteten Wirbelraum.
Der Tiefenanschlag 593 kann am Schaft 592 in einer feststehenden Position oder einer veränderlichen Position bereitgestellt werden. Ein Verändern der Position des Tiefenanschlags 593 am Schaft 592 ermöglicht eine Tiefenkontrolle während des Stoßens des Implantats in den präparierten Wirbelraum.
Es wird ebenfalls ein in 41 und 42 illustrierter Knochentransplantatbeschicker 670 bereitgestellt. Der Knochentransplantatbeschicker 670 schließt einen Tauchkolben 672, einen Tiefenanschlag 674, eine schwenkbar mit einem Gelenkzapfen 676 an einem Beschickerschaft 680 angebrachte Schwenkplatte 678 ein. Der Beschickerschaft 680 schließt eine erste Fläche 688, eine zweite, untere, Fläche 689, ein Einsetzende 686 und ein zweites Ende 687 ein. Bei bevorzugten Ausführungsformen schließt der Beschickerschaft 680 ebenfalls eine dritte Wand 691 und eine vierte Wand 692 ein. Die vierte Wand 692 gegenüber der ersten Wand 688 schließt eine Öffnung 682 proximal zu einer Montagefläche 690 an der Schwenkplatte 678 ein. Der Tauchkolben 672 schließt ein erstes Ende 693 ein, das innerhalb des Beschickerschafts 680 angeordnet wird. Darüber hinaus ist der Tauchkolben 672 dafür geeignet, verschiebbar innerhalb des Beschickerschafts 680 aufgenommen zu werden, so daß der Tauchkolben 672 zwischen dem Gelenkzapfen 676 und der ersten Fläche 688 angeordnet wird. In einer ersten Position ist das erste Ende 693 des Tauchkolbens 672 proximal zum Tiefenanschlag 674 und innerhalb des Beschickerschafts 680 zwischen dem Gelenkzapfen 676 und der ersten Wand 688 angeordnet. In einer zweiten Position ist der Tauchkolben 672 proximal zum Einsetzende 686 und innerhalb des Beschickerschafts 680 und zwischen der Schwenkplatte 678 und der ersten Wand 688 angeordnet. Die Schwenkplatte 678 wird mit dem Gelenkzapfen 676 schwenkbar am Beschickerschaft 680 angebracht und innerhalb des Beschickerschafts 680 in einer ersten Position in einer wesentlich diagonalen Richtung vom Gelenkzapfen 676 zum Einsetzende 686 angeordnet. In einer zweiten Position wird die Schwenkplatte innerhalb des Beschickerschafts 680 so angeordnet, daß sie wesentlich parallel zur vierten Wand 692 liegt. Die Schwenkplatte 678 schließt eine Montagefläche 690 zum Aufnehmen von osteogenem Material 684 ein. Die Öffnung 682 gewährt Zugang zum Inneren des Beschickerschafts 680 zum Aufnehmen von osteogenem Material, das auf der Montagefläche 690 deponiert werden kann.
Es wird zusätzlich Bezug genommen auf 43a und 43b. Der Knochenbeschicker 670 kann dafür geeignet sein, verschiebbar innerhalb der schützenden Führungshülse 510 aufgenommen zu werden. Der Beschickerschaft 670 kann verwendet werden, um osteogenes Material, wie beispielsweise zerstückeltes Knochentransplantat, in den Zwischenwirbelraum zu füllen. Das zerstückelte Knochentransplantat kann entweder vor dem Einsetzen eines Implantats oder anschließend an das Einsetzen eines Implantats eingefüllt werden. Das osteogene Material 684 wird durch die Öffnung 682 auf die Montagefläche 690 gefüllt, während sich der Tauchkolben 672 in einer ersten Position distal vom Einsetzende 686 des Schafts 680 befindet. Danach wird der Knochentransplantatbeschicker 670 in die Führungsröhre 510 eingesetzt, um das Einsetzende 686 derart innerhalb des Zwischenwirbelraums anzuordnen, daß sich die Öffnung 682 entweder lateral oder medial innerhalb des Zwischenwirbelraums öffnet. Der Tauchkolben 672 wird in einer Richtung zum Einsetzende 686 hin in den Beschickerschaft 680 gedrückt. Wenn folglich der Tauchkolben innerhalb des Beschickerschafts 680 angeordnet wird, wird die Schwenkplatte 678 gegen die vierte Wand 692 angeordnet, und das osteogene Material 684 wird durch die Öffnung 682 und in den Zwischenwirbelraum gedrückt.
Der Knochentransplantatbeschicker 670 kann ebenfalls verwendet werden, um osteogenes Material anterior im Zwischenwirbelraum anzuordnen. Der Tauchkolben 672 wird teilweise in den Beschickerschaft 680 gedrückt, um die Schwenkplatte 678 gegen die vierte Wand 692 anzuordnen. Osteogenes Material kann durch die Öffnung 682 im Einsetzende 686 in den Beschickerschaft 680 eingesetzt werden. Das Einsetzende 686 kann, vorzugsweise durch die schützende Führungshülse 510, in den Bandscheibenraum eingesetzt werden. Ein Drücken des Tauchkolbens 672 vollständig in den Beschickerschaft 680 drückt das osteogene Material in den Bandscheibenraum.
Es versteht sich, daß eine Bezugnahme auf Spenderknochen für die Zwecke der vorliegenden Erfindung die Kortikalis, die Spongiosa und eine beliebige Kombination derselben einschließt, wobei es sich versteht, daß die Kortikalis typischerweise eine größere strukturelle Integrität zeigt und daher ein bevorzugtes Material zum Formen von tragenden Implantaten ist.
Es wird ebenfalls ein Verfahren zum Bereitstellen von Implantaten durch eine effizientere Verwendung von Spenderknochen bereitgestellt. Gegenwärtige Methodologien zum Bereitstellen von Kortikalis-Fusionsimplantatabstandsstücken erfordern typischerweise, das Schneiden des Abstandsstücks, üblicherweise in der Form eines Stifts, aus der Diaphyse eines langen Knochens. Nur ein bestimmter Teil der Diaphysenknochenwand ist ausreichend dick, um Stifte mit der zum Erhalten des Zwischenwirbelraums erforderlichen Festigkeit bereitzustellen. Zum Beispiel hat bei einem menschlichen Oberschenkelknochen nur etwa das mittlere Drittel der Diaphyse, wo der Schaft am schmalsten ist und der Markkanal gut geformt ist, eine ausreichende Dicke und Dichte, um zum Präparieren zylindrischer Kortikalisstifte verwendet zu werden. Die geeigneten Abschnitte der Diaphyse werden in Scheiben geschnitten, und danach wird aus jeder Scheibe ein zylindrischer Pfropfen geschnitten.
44a illustriert eine Knochenscheibe 610, gesehen von oben, die aus der Diaphyse eines langen Knochens geschnitten wurde. Der Markkanal 612 liegt wesentlich in der Mitte der Knochenscheibe. Bezugslinien 616 und 617, die eine Form für einen zylindrischen Stift umreißen, werden auf der Knochenscheibe 610 eingeblendet. In 44b ist die Knochenscheibe 610 von der Seite zu sehen, und die Form des zylindrischen Knochenstifts wird durch die Bezugslinien 616 und 617 definiert. Die zylindrischen Knochenstifte werden aus der Knochenscheibe geschnitten und danach spanend bearbeitet, um einen zylindrischen Stift zu formen, der die gewünschte Form und Oberflächenmerkmale hat. Meist schließen die zylindrischen Stifte den Markkanal ein, um ein Depot für osteogenes Material bereitzustellen und die Verschmelzung der benachbarten Wirbel zu fördern. Viel von dem Spenderknochen geht verloren, wie es in 44a, 44b, 45 und 46 illustriert wird. Ein Rest 618, der einen Abschnitt des Markkanals 620 enthält, wird oft verworfen. Die vorliegende Erfindung verwendet Abfälle, wie beispielsweise den Rest 618 zum Präparieren von Implantaten. Zum Beispiel kann der Rest 618 als Ausgangspunkt verwendet werden, um ein halbmondförmiges Implantat nach der vorliegenden Erfindung zu präparieren. In 44c wird ein Kortikalisstift illustriert. Der Kortikalisstift 622 wird aus der Knochenscheibe 610 hergestellt.
Unter Bezugnahme auf 47 und 48 werden nun Abschnitte von Segmenten langer Knochen aus dem oberen oder unteren Drittel der Diaphyse langer Knochen illustriert. Je näher dem Ende des Knochens die Scheiben entnommen werden, desto unregelmäßiger werden die Scheiben geformt. Die Kortikaliswände werden viel dünner, oder der Markkanal in diesen Abschnitten des Knochens ist nicht ausreichend kreisförmig, um zum Herstellen zylindrischer Stifte verwendet zu werden. Die oben beschriebenen Knochensegmente sind nicht für die Herstellung von zylindrischen Stiften geeignet. Jedoch können diese Segmente der langen Knochen verwendet werden, um die nach der vorliegenden Erfindung geformten Implantate herzustellen. Darüber hinaus kann die Anwendung der Lehre der vorliegenden Erfindung aus der gleichen Menge an Spenderknochen eine größere Menge an Implantaten ergeben. Während es innerhalb des Rahmens dieser Erfindung liegt, einen beliebigen geeigneten langen Knochen zu verwenden, illustrieren 47 und 48 Abschnitte von Oberarmknochen- und Schienbeinschäften. In 47 wird eine Knochenscheibe 640 illustriert. In der Knochenscheibe 640 werden ein J-förmiges Implantat 110 und zwei Implantate 10 mit flachen Seiten eingeblendet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform können drei J-förmige Implantate aus einer einzigen Knochenscheibe präpariert werden. Ähnlich kann das Knochensegment 641 von 48 in drei halbmondförmige Implantate geteilt werden. Auf der Knochenscheibe werden halbmondförmige Implantate 642, 644 und 646 eingeblendet.
Nach der vorliegenden Erfindung präparierte Implantate können einen Abschnitt der Außenwand einer Knochenscheibe einschließen. In dem auf der Knochenscheibe 640 eingeblendeten J-förmigen Raum kann die flache Seite 16 konvexe Flächen einschließen, an denen die flache Seite 16 an das Einsetzende 17 und das Instrumenteneingriffsende 32 anstößt. Die Krümmung ergibt sich daraus, daß Knochenimplantate für die vorliegende Erfindung durch eine effizientere Verwendung und Erhaltung von Spenderknochen bereitgestellt werden. Knochenimplantate, wie beispielsweise Stifte, werden aus Querschnittscheiben von langen Knochen, wie beispielsweise dem Oberschenkelknochen, dem Schienbein und dem Wadenbein hergestellt. Die Reste von diesem Verfahren schließen eine aus den Außenwänden der Knochenscheibe geformte gekrümmte Fläche ein. Die effizienteste Verwendung dieser Reste kann erfordern, daß die flache Seite 16 spanend bearbeitet wird, so daß sie wenigstens einen Abschnitt der gekrümmten Fläche einschließt.
Die Verwendung der zuvor unerwünschten Spenderabschnitte nach der vorliegenden Erfindung gewährleistet eine effizientere Verwendung und die Erhaltung einer begrenzten und sehr wertvollen Ressource von Spenderkortikalis.
Es wird ein Verfahren zum Verschmelzen benachbarter Wirbel bereitgestellt. Der Patient wird, mit seitlicher C-Armdurchleuchtung, in der Bauchlage auf den Operationstisch gelegt. Ein Medianschnitt gewährleistet den Zugang und das Freilegen des Interlaminarraums und der Gelenkfacetten auf der betreffenden Ebene, die zum Beispiel L4-5 ist. Das Freilegen weichen Gewebes sollte ebenfalls den Pediculus-Eingangsbereich an L4 einschließen, wobei darauf geachtet wird, nicht die Facettenkapseln oder Gelenke an L3-4 zu unterbrechen. Das Freilegen der Dura wird auf eine routinemäßige Weise mit bilateraler Hemilaminektomie und medialer Facettektomie durchgeführt, mit Sorgfalt, um die während dieser Dekompression entfernten zerstückelten Knochenspäne aufzubewahren. Nachdem die seitliche Dura und die Nervenwurzel, welche die Ebene L4-5 durchquert, an beiden Seiten freigelegt worden sind, sollte die Facette lateral entfernt werden, so daß es bilateral eine angemessene Freilegung zur Bandscheibe seitlich zur L5-Wurzel gibt. Falls möglich, sollte ein Versuch gemacht werden, einen Bestandteil des Facettenkomplexes L4-5 zu erhalten. Die Epiduralvenen werden über dem Anulus oder der vorgefallenen Bandscheibe koaguliert, und jede Bindung der Wurzel L5 wird zerschnitten, um ein ausreichendes mediales Zurückziehen der Dura und der Wurzel L5 zu ermöglichen.
Durch Einschneiden des Anulus', vorzugsweise mit einer Skalpellklinge 15, und Entfernen dieses Anulus' mit einem Nukleotomie-Rongeur wird eine herkömmliche Nukleotomie ausgeführt. Dies wird bilateral getan, und danach werden weiche Bruchstücke aus dem Intradiskalraum oder extrudierte Bruchstücke auf eine herkömmliche Weise mit dem Nukleotomie-Rongeur entfernt. Lose intradiskale Bruchstücke werden sowohl medial als auch lateral bis in eine Tiefe von etwa 30 mm entfernt.
Das verbleibende weiche Gewebe oder knorpelige Endplattenhüllen werden unter Verwendung des Rundkratzers 390 von der Endplatte weggekratzt. Dieses energische Kratzen oder Kürettieren des weichen Endplattengewebematerials wird medial unter der Mittellinie beginnend und in einer schweifenden Bewegung allmählich seitlich arbeitend vorgenommen, bis die obere und die untere knorpelige Endplatte von dem weichen Gewebe geräumt worden sind. Dies wird ebenfalls bilateral ausgeführt, mit der Absicht, eine ausreichende Endplattenfläche zu schaffen, um die Verschmelzung der Endplatte und des zerstückelten Transplantats, das später in dem Verfahren in den Bandscheibenraum eingesetzt werden soll, zu fördern.
Danach wird der Bandscheibenraum aufeinanderfolgend distrahiert, bis die ursprüngliche Bandscheibenraumhöhe erreicht und die normale Foraminalöffnung erzielt ist. Dies wird dadurch erreicht, daß ein Distraktor 370 von 9 oder 10 mm auf der einen Seite eingesetzt, er gedreht wird und danach ein 1 mm größerer Distraktor 370 genommen und in der gegenüberliegenden Seite eingesetzt wird, er gedreht wird und danach die Seiten gewechselt werden, bis die gewünschte Höhe erreicht ist. Die größten Distraktoren werden in der distrahierten Position im Bandscheibenraum gelassen, während auf der gegenüberliegenden Seite die fortgesetzte Bandscheibenraumpräparation ausgeführt wird.
Der rotierende Schneider 430 wird in die nicht distrahierte Seite eingesetzt und gedreht, um verbliebenes Intradiskalmaterial zu entfernen und einen Kanal in der am meisten dorsal gelegenen Endplatte zu schaffen, Osteophyten zu entfernen und das Plazieren der Führungsröhrenverankerungsflächen zu erleichtern. Der rotierende Schneider 430 wird in eine Tiefe von etwa 30 mm eingesetzt, gedreht und vorsichtig hinausgehoben, wobei das weiche Gewebe aus dem Bandscheibenraum entfernt wird. Nachdem dieser auf der linken Seite verwendet worden ist, wird der Distraktor 370 rechts entfernt, links eingesetzt, distrahiert, und danach wird der rotierende Schneider 430 auf die gleiche Weise auf der rechten Seite verwendet. Dieser wird eingesetzt und gedreht, bis kein weiteres weiches Gewebe aus dem Bandscheiberaum entfernt wird. Nach dem Entfernen des rotierenden Schneiders können ebenfalls die Nukleotomie-Rongeurs wieder eingesetzt werden, um verbliebenes weiches Gewebe zu entfernen. An diesem Punkt sind der Bandscheibenraum und die Öffnung bereit, die Schutzhülse 510 aufzunehmen.
Unter Durchleuchtungsführung wird eine Führungshülse 510 passender Größe gewählt und, während die Dura unter Verwendung eines flachen, mit Bajonett versehenen Dura- und Nervenwurzelhalters zurückgezogen wird, wird die Schutzhülse 510 in die Nukleotomie-Öffnung hinab eingesetzt, und die erste Distraktorfläche 518 und die zweite Distraktorfläche 520 werden im Bandscheibenraum verankert. Unter Verwendung des Hammers wird die Führungshülse danach sicher in die Nukleotomie-Öffnung geschlagen, mit Vorsicht, um die Dura oder die obere Querwurzel nicht unter dem Schutzhülsenende 517 einzuklemmen. Sobald dieses auf den Bandscheibenraum gesetzt und der Sitz unter Verwendung der Durchleuchtungsführung bestätigt worden ist, wird der Distraktor 370 aus der gegenüberliegenden Seite entfernt, und der Nervenwurzelhalter wird ebenfalls hinausgehoben.
Danach wird der passende Kastenmeißel 550 in die Führungsröhre eingesetzt und wird mit dem Klopfhammer oder dem Hammer nach unten in den Bandscheibenraum geschlagen, wobei er die Bahn zum Aufnehmen des Knochentransplantats in die Endplatte schneidet. Dies wird unter Verwendung der Durchleuchtungsführung getan, um zu sichern, daß die oberen Schneidklingen 558 und die unteren Schneidklingen 560 auf eine parallele Weise in den Bandscheibenraum eintreten und ihn bis zu den Endplatten durchqueren. Die Tiefe des Meißels kann durch Drehen des Tiefenanschlags 562 am Oberteil des Meißels 550 eingestellt werden. Sobald der Meißel bis zu der gewünschten Tiefe, vorzugsweise etwa 23 bis 28 mm, eingeschlagen worden ist, wird er dann unter Verwendung der Klopfhammertechnik entfernt, wobei er vorsichtig aus dem Bandscheibenraum entfernt wird. Nach dem Entfernen des Meißels, dessen Innenhohlraum 557 ebenfalls Bandscheiben- und Endplattenmaterial einschließen kann, wird der Nukleotomie-Rongeur die Führungsröhre hinab eingesetzt, um alles weitere verbliebene weiche Gewebe zu entfernen.
Danach wird der seitlich ladende Beschicker 670 für zerstückeltes Knochentransplantat mit einer Portion zerstückelten autologen oder Autogentransplantatknochens gefüllt und danach in die Führungshülse 510 eingesetzt, wobei die Seitenöffnung 682 lateral gerichtet wird. Sobald der Knochentransplantatbeschicker 670 vollständig in die Führungshülse 510 eingesetzt ist, wird der Kolben 672 den Beschickerschaft 680 hinab gestoßen und gibt den zerstückelten Knochen lateral ab. Danach wird der Knochentransplantatbeschicker 670 in dieser „Abgabeposition" entfernt, der Kolben aus dem Beschickerschaft 680 entfernt und die zweite Portion von Knochen in den Knochentransplantatbeschicker eingesetzt. Danach wird der Knochentransplantatbeschicker 670 wieder eingesetzt, wobei die Öffnung 682 medial ausgerichtet wird. Wenn er vollständig eingesetzt ist, wird dann eine Portion zerstückelten Knochens medial unter der Mittellinie abgegeben. Der Knochentransplantatbeschicker wird noch einmal entfernt, und der Bandscheibenraum ist bereit zum Aufnehmen des strukturellen Allogentransplantats.
Das Implantat 210 passender Größe wird danach am Implantathalter 570 befestigt, und die Schaftverlängerung 580 wird durch Drehen eines Verlängerungsknopfs 582 vollständig ausgefahren, was das Transplantat auf dem Beschicker festsetzt. Danach wird es in der Führungshülse 510 plaziert und bis zur gewünschten Tiefe in den Bandscheibenraum geschlagen. Danach wird die Schaftverlängerung 580 vom Transplantat abgeschraubt und danach der Implantathalter 570. Die Führungshülse 510 wird dann ebenfalls aus dem Bandscheibenraum entfernt und die Nukleotomie- und Transplantationsstelle untersucht. Danach wird der Epiduralraum zur Blutstillung vorläufig mit Gelschaum gefüllt, und danach wird das gesamte Verfahren auf der gegenüberliegenden Seite noch einmal wiederholt.
Nachdem die Zwischenkörpertransplantate sicher plaziert und ihre Position unter Verwendung der Durchleuchtung bestätigt worden sind, wird der große Rongeur verwendet, um den dorsalen Aspekt der Gelenkfacette L5 am Querfortsatz auf der linken Seite zu entfernen, wobei die Öffnung zum Pediculus L5 freigelegt wird. Unter Verwendung einer Pediculus-Sonde und mit Durchleuchtungsführung wird die Bahn oder der Weg des Pediculus' identifiziert, die Pediculus-Sonde wird entfernt, und der Gewindebohrer passender Größe den Pediculus hinab eingesetzt, gefolgt von der DYNA-LOK^®-Pediculusschraube. Dieses gleiche Verfahren wird mit L4 wiederholt, wobei darauf geachtet wird, nicht das Facettengelenk oder -band an L3-4 zu unterbrechen. Der laterale Aspekt der Facette und der Querfortsatz an der Verbindung werden mit dem Rongeur entfernt, gefolgt von der Sonde, dem Gewindebohrer und danach der Pediculusschraube. Dies wird noch einmal auf der gegenüberliegenden Seite wiederholt. Wenn alle vier Schrauben plaziert worden sind, wird die Titanplatte über den Pediculusschrauben abgesetzt. Der verbliebene zerstückelte Knochen von der Nukleotomie und der Facette wird lateral über die verbliebene Gelenkfacette und die medialen Querfortsätze gefüllt, und danach werden die Sicherungsschrauben auf die Platte gesetzt und die Pediculusschrauben angezogen, um die Platten an den Pediculusschrauben zu befestigen. Falls notwendig, wird ein Kompressor verwendet, um Druckkräfte auf die Pediculusschrauben auszuüben, wenn die Muttern nach unten angezogen werden. Nachdem die Muttern angezogen worden sind, wird der Epiduralraum noch einmal auf angemessene Dekompression der Nervenwurzeln L4 und L5 untersucht, unter Verwendung des Gelschaumschwamms wird eine Blutstillung erreicht, und danach wird die Wunde nach ausgedehnter Tracent-Spülung in Schichten verschlossen. Es wird darauf geachtet, die Faszie sicher zu verschließen und sie, falls möglich, an dem verbliebenen Dornfortsatz und dem Zwischendornband zu befestigen.
Für Fachleute auf dem Gebiet versteht es sich, daß das obige Verfahren auf ein transforaminales Verfahren unter Benutzung eines extrem lateralen PLIF-Zugangs durch die Gelenkfacette gerichtet werden kann. Typischerweise wird die Gelenkfacette entfernt, um einen Zugang zum Bandscheibenraum in einer schrägen Ausrichtung im Verhältnis zum posterioren Wirbelkörper zu gewährleisten. Dies gewährleistet einen Zugang zum Bandscheibenraum mit einem minimalen Zurückziehen der Duralstruktur und der Nervenwurzeln.
Während die Erfindung in den Zeichnungen und der vorstehenden Beschreibung detailliert illustriert und beschrieben worden ist, sind dieselben als von illustrativem und nicht von einschränkendem Charakter zu betrachten. Es versteht sich, daß nur die bevorzugten Ausführungsformen gezeigt und beschrieben worden sind, und daß gewünscht wird, alle Veränderungen und Modifikationen, die in den Rahmen der Erfindung fallen, wie er in den Ansprüchen definiert wird, zu schützen.

Claims

Wirbelsäulenfusionsimplantat (10; 110; 210), das folgendes umfaßt: einen Knochenabschnitt mit einer oberen Knocheneingriffsfläche (40; 129; 214), einer unteren Knocheneingriffsfläche (42; 130), einer ersten Seitenwand und einer gegenüberliegenden zweiten Seitenwand (16; 116; 217), die sich zwischen der oberen (40; 129; 214) und der unteren Knocheneingriffsfläche (42; 130) erstrecken, wobei die erste Seitenwand einen durch eine konkave Fläche (14; 114; 215) definierten Abschnitt hat.
Implantat nach Anspruch 1, bei dem der Knochenabschnitt aus einem Spenderknochensegment geformt wird, das wenigstens einen Abschnitt eines Markkanals definiert, und die konkave Fläche (14; 114; 215) einen Abschnitt des Markkanals definiert.
Implantat nach Anspruch 1, bei dem die obere (40; 129; 214) und die untere Knocheneingriffsfläche (42; 130) eine aufgerauhte Fläche einschließen.
Implantat nach Anspruch 3, bei dem die aufgerauhte Fläche Rillen einschließt.