DE60022891T2

DE60022891T2 - Eingeschlagenes orthopädisches knochenstützimplantat

Info

Publication number: DE60022891T2
Application number: DE60022891T
Authority: DE
Inventors: L. Charles BRANCH; L. John WHITE; T. Bradley ESTES; F. Eddie RAY
Original assignee: SDGI Holdings Inc
Current assignee: Warsaw Orthopedic Inc
Priority date: 1999-10-20
Filing date: 2000-10-20
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2020-10-21
Also published as: CA2387042A1; AU2467801A; AU775465B2; EP1221910A2; CN1196452C; DE60022891D1; ATE305276T1; US7537616B1; CN1390114A; JP2003511198A; EP1221910B1; WO2001028461A2; US20090299474A1; WO2001028461A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Implantation in das Knochengewebe, für die der am nächsten vorangehende Stand der Technik WO 99/32055A ist. Im Besonderen ist diese Erfindung auf ein orthopädisches Maschenimplantat zur Implantation in Knochenlücken ausgerichtet, um das der Lücke benachbarte Knochengewebe zu unterstützen.
Die Reparatur und Rekonstruktion von defekten Knochenstrukturen, wie eine Lücke, ein Bruch oder eine Splitterung, kann durch das direkte Verbinden von einem Defekt benachbarten Knochenstrukturen ausgeführt werden, wie durch Platte(n) und Schraube(n). In anderen Beispielen kann osteogenes Material, d.h. Knochenwachstum anregendes Material, in den defekten Knochen eingebracht werden, um das Knochenwachstum zur Verschmelzung der Knochenstrukturen zu begünstigen. Das Implantieren von Knochenwachstumsmaterial kann insbesondere dort vorteilhaft sein, wo der Knochen eine Lücke aufweist, weil ein Abschnitt der Knochenstruktur oder eine angrenzende Struktur fehlt. Lücken können natürlichen Ursprungs sein, durch Trauma oder durch die beabsichtigte Entnahme von Knochenspänen zur Transplantation in andere Knochenstrukturen entstehen.
Während Implantate bekannt sind, die Stabilität zwischen benachbarten knöchernen Strukturen bieten können, limitiert deren Effektivität sowie die Herstellungskosten und die Verfügbarkeit dieser Implantate die möglicherweise erreichbaren Vorteile.
Eine zylindrische Abstandhalteranordnung wird in WO 99/32055 beschrieben. Die Abstandhalteranordnung beinhaltet einander gegenüberliegende, abnehmbare Endkappen, die sich mit dem Abstandhalterkörper mittels ineinander greifender Zähne verbinden.
Im Lichte der oben beschriebenen Probleme besteht ein fortgesetzter Bedarf an Verbesserungen für Vorrichtungen und Methoden in Bezug auf die orthopädische Behandlung von Kno chendefekten und -Krankheiten, um Behandlungsrisiken zu reduzieren und die Durchgängigkeit der Knochenverschmelzungsgeräte zu verbessern. Die vorliegende Erfindung bietet eine große Variation von Vorzügen und Vorteilen.
Zusammenfassung der Erfindung
Zum Zwecke der Förderung und des Verständnisses der Prinzipien der Erfindung wird nun auf die nachstehend illustrierten Ausführungsformen Bezug genommen und dieselben in Fachsprache beschrieben. Diese sind nichts desto weniger so zu verstehen, dass keine Einschränkungen des Anwendungsbereichs der Erfindung damit beabsichtigt sind. Jedwede Neuerung und weitere Modifikationen in den beschriebenen Verfahren, den Systemen oder Vorrichtungen und weitere Anwendungen der Prinzipien der nachstehend beschriebenen Erfindung werden so berücksichtigt, wie sie von jemandem normalerweise erdacht werden, der mit der Technik vertraut ist, auf die sich die Erfindung bezieht.
Entsprechend der Erfindung wird ein orthopädisches Implantat bereitgestellt, bestehend aus einem eingeschlagenen Maschenkörper, eine innere Kammer definierend und eine da hindurch gehende Longitudinalachse umfassend, wobei genannter Körper umfasst:
ein erstes Ende, positioniert im Wesentlichen orthogonal zur genannten Longitudinalachse; genanntes erstes Ende eine erste Öffnung in die genannte innere Kammer definierend und ein erstes Unterstützungsband beinhaltend, positioniert peripher um genannte erste Öffnung herum und mit einer ersten orthogonal zur Longitudinalachse gemessenen Dicke;
ein zweites Ende gegenüber dem genannten ersten Ende und eine zweite Öffnung in die genannte innere Kammer definierend und ein zweites Unterstützungsband beinhaltend, positioniert peripher um die genannte zweite Öffnung herum; und
eine longitudinale Wandung, sich erstreckend zwischen den genanntem ersten und zweiten Enden, wobei genannte Wandung einen gekrümmten Wandungsabschnitt hat, eine Vielzahl von Öffnungen da hindurch enthaltend, durch welche ein Gittermuster definiert wird, in welchem die genannte Longitudinalwandung eine zweite, orthogonal zur Longitudinalachse ge messene Dicke hat, wobei die genannte zweite Dicke geringer, als die genannte erste Dicke ist;
wobei der eingeschlagene Maschenkörper im Wesentlichen ein rechteckiger Prismenkörper ist; und das erste und das zweite Ende jeweils bogenförmige Oberflächen umfassen.
Damit stellt die Erfindung eine Vorrichtung zur Verfügung, die in Knochenstrukturen implantiert werden kann und ein Depot zur Lagerung von Knochenwachstum anregendem Material zur Förderung des Knochenwachstums bereit stellt und schwachen Knochenstrukturen Unterstützung bietet.
In einer Ausführungsform stellt die Erfindung ein Implantat zur Unterstützung schwachen Knochengewebes zur Verfügung.
Bei bevorzugten Ausführungsformen beinhaltet das Implantat zumindest einen Werkzeugeingriffsabschnitt, der in der longitudinalen Wandung vorgesehen ist. Bei anderen bevorzugten Ausführungsformen wird das Implantat als einteiliger, einheitlicher Körper geformt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein orthopädisches Knochenunterstützungsimplantat zur Vereinfachung der Rekonstruktion und/oder Reparatur von Knochenstrukturen anzubieten.
Weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte, Formen, Vorteile und Vorzüge sollen durch die nachstehenden Beschreibungen und Zeichnungen deutlich werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Perspektivansicht eines Implantats, das nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist.
2 ist eine Draufsicht auf einen Teilabschnitt des Implantats, abgebildet in 1.
3 ist eine Aufrissansicht in einen Teilabschnitt des Implantats, abgebildet in 1.
4A ist ein Seitenaufriss eines Teilabschnitts des Implantats, abgebildet in 1.
4B ist ein Seitenaufriss eines Teilabschnitts eines Implantats mit ähnlicher Konfiguration, wie das Implantat abgebildet in 1, jedoch mit kürzerer Länge und ebenfalls nicht Teil der vorliegenden Erfindung.
5 ist die Perspektivansicht eines zylindrischen Implantats.
6 ist eine Endaufrissansicht eines Teilabschnitts des Implantats, abgebildet in 5.
7 ist eine Seitenaufrissansicht eines Teilabschnitts des Implantats, abgebildet in 5
8 ist eine Seitenaufrissansicht eines Teilabschnitts eines Implantats entsprechend der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine Aufrissansicht eines Teilabschnitts eines Implantats, abgebildet in 8.
10 ist eine Endaufrissansicht eines Teilabschnitts des Implantats, abgebildet in 8.
11 ist eine Illustration des Schneidens eines Knochenspans vom Beckenkamm.
12 ist eine Illustration des Erntens des geschnittenen Knochenspans vom Beckenkamm.
13 ist eine Seitenaufrissansicht eines Implantathalters und eines Implantats entsprechend der vorliegenden Erfindung.
14 ist eine Illustration des Einschlagens des Implantats in das Knochengewebe.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Zum Zwecke der Unterstützung und des Verständnisses der Prinzipien der Erfindung, wird nun auf die nachfolgend illustrierten Ausführungsformen Bezug genommen, und dieselben werden in Fachsprache beschrieben. Sie sind nichts desto weniger so zu verstehen, dass keine Einschränkungen des Anwendungsbereichs der Erfindung damit beabsichtigt sind. Jedwede Neuerung und weitere Modifikationen in den beschriebenen Verfahren, den Systemen oder Vorrichtungen und weiteren Anwendungen der Prinzipien der nachstehend beschriebenen Erfindung werden so berücksichtigt, wie sie von jemandem normalerweise erdacht werden, der mit der Technik vertraut ist, auf die sich die Erfindung bezieht.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Implantat zum Einfügen in Knochenstrukturen. Ein Aspekt der Erfindung betrifft das Bereitstellen einer Vorrichtung zur Unterstützung schwacher Gewebestrukturen. Andere Aspekte betreffen den von dem Implantat der vorliegenden Erfindung bereitgestellten Behälter zur Lagerung von Knochenwachstumsmaterial. Wieder andere Aspekte betreffen die bestimmungsgemäße Verwendung des Implantats der Erfindung als Ersatz für gebräuchliche Maschen- oder Käfigvorrichtungen zur Verbindung von Knochenstrukturen. Das Implantat dieser Erfindung ist dafür vorgesehen, in Knochenstrukturen implantiert zu werden. Der Satz „implantiert in Knochenstrukturen" soll die Erfindung auf nicht nur eine Knochenstruktur beschränken. Damit liegt es ebenfalls im Bereich der Erfindung, Implantate zur Verfügung zu stellen, die zwischen benachbarten Knochenstrukturen, zum Beispiel im Bandscheibenbereich zwischen benachbarten Wirbeln, implantiert werden können.
1 bis 4A und 4B illustrieren ein Maschenknochenimplantat 10, das nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist. Das Knochenimplantat 10 beinhaltet einen Körper 12 mit einer inneren Kammer 11. Das Implantat 10 beinhaltet ebenfalls ein erstes Ende 18 und ein gegenüberliegendes zweites Ende 20 und einen zentralen Abschnitt 22, der sich vom ersten Ende 18 zum zweiten Ende 20 erstreckt. Der zentrale Abschnitt 22 beinhaltet eine erste longitudinalen Wandung 13 mit einem ersten longitudinalen Wandungsabschnitt 30 und einem zweiten longitudinalen Wandungsabschnitt 32 und einem Durchgang 14, durch den eine Longitudinalachse 16 definiert wird.
Das erste Ende 18 beinhaltet einen Unterstützungsabschnitt 24 um seinen Umfang. Bei einer Form beinhaltet der Unterstützungsabschnitt 24 ein integral geformtes Unterstützungsband 26, das um die Longitudinalachse 16 herum positioniert ist. Das Band 26 ist geeignet, Einschlagkräften zu widerstehen, die das Implantat 10 in einen Defekt oder eine vorbereitete Lücke in der Knochenstruktur einschlagen. Bei einer Form handelt es sich bei Band 26 um ein ununterbrochenes Band, und es kann als integral geformtes Band mit einem Querschnitt, dicker als der Querschnitt anderer Wandungsabschnitte, ausgestattet sein, d.h. Wandungen 30 und 32 von Körper 10. Bevorzugt erstreckt sich Band 26 nicht hinter Wandung 30 oder Wandung 32 in orthogonaler Richtung zur und weg von der Longitudinalachse 16. In dieser Form definieren die Wandungsabschnitte 30 und 32 eine im Wesentlichen plane Oberfläche, die sich vom ersten Ende 18 zum zweiten Ende 20 erstreckt. Das Band 26 kann sich einheitlich in Richtung der inneren Kammer 11 verjüngen; indem es graduell an Breite zunimmt, bis zu einer maximalen Breite nahe dem ersten Ende 18. Die interne Ausdehnung von Band 26 dient der Bereitstellung eines verdickten Abschnitts zur Verbesserung der Belastbarkeitskapazität des Implantats 10. Des Weiteren bilden die internen Überstände von Band 26 auch einen Sicherungsring um den Umfang des ersten Endes 18. Dieser Ring bietet ein Behältnis für osteogenes Material, das in der inneren Kammer 11 gelagert wird, und ermöglicht eine größere Packdichte des osteogenen Materials durch Verhinderung des Austretens des gepackten osteogenen Materials aus dem Implantat. Bei anderen Formen kann Band 26 bereitgestellt sein als ein Rand oder eine Abgrenzung, die sich erstreckt vom Umfang des ersten Endes 18 zur inneren Kammer 11, nahe dem ersten Ende 18.
Das Band 26 beinhaltet eine außen liegende Oberfläche 42. Bevorzugt definiert die erste Oberfläche 42 eine im Wesentlichen plane Oberfläche, die im Wesentlichen so positioniert ist, dass sie in einer zur Longitudinalachse 16 im allgemeinen senkrechten Ebene liegt. Weiterhin ist die erste Oberfläche 42 geeignet, in einer benachbarten, zugewandten Oberfläche eines Knochendefekts oder einer Knochenlücke einzugreifen. Bei einer Form ist die erste Oberfläche aufgeraut oder gerändelt, um das Implantat 10 an der benachbarten Knochenoberfläche zu sichern. Das erste Ende 18 beinhaltet ebenfalls eine Öffnung 21 in die innere Kammer 11. Bei der bevorzugten Form der illustrierten Ausführung in den 1 bis 4 definiert der innere Umfang von Band 26 die Öffnung 21.
Das zweite Ende 20 liegt gegenüber dem Zentralabschnitt 22 des ersten Endes 18. Das zweite Ende beinhaltet einen zweiten Unterstützungsabschnitt 25. Der zweite Unterstützungsabschnitt 25 kann im Wesentlichen derart bereitgestellt sein wie für den ersten Unterstützungsabschnitt 24 beschrieben und enthält ein zweites Unterstützungsband 27. Weiter beinhaltet das zweite Ende 20 eine Öffnung in die innere Lücke 11, wie für das erste Ende 18 beschrieben.
Das erste Ende 18 und das zweite Ende 20 sind über eine Distanz d1 voneinander getrennt. Die Distanz d1 ist so gewählt, dass das Implantat 10 passend innerhalb einer Lücke oder einer anderen defekten Knochenstruktur enthalten ist. Wird d1 richtig gewählt, können das erste Ende 18 und das zweite Ende 20 gegen die jeweils zugewandte Knochengewebsstruktur einer Lücke oder eines anderen Defekts drücken und der Knochenstruktur Unterstützung und Stärkung bieten. Als Beispiel für Implantate mit variierender d1-Distanz wird ein Implantat 10' mit ähnlicher Konfiguration wie Implantat 10 in 4B illustriert. Das Implantat 10' ist so gewählt, dass es eine kürzere longitudinale Länge d1 hat, als Implantat 10.
Der Zentralabschnitt 22 erstreckt sich vom ersten Ende 18 bis zum zweiten Ende 20 und umfasst eine Longitudinalwandung 13. Die Longitudinalwandung 13 umfasst eine Vielzahl von Öffnungen 31, die einen Verbindungsweg zur inneren Kammer 11 bieten. Bei einer Form definiert die Vielzahl der Öffnungen 31 ein Gittermuster oder eine Gitterarbeit an der ersten Wandung 30. Jede der vielen Öffnungen 31 kann in einer unterschiedlichen Konfigurationsvariation, einschließlich einer dreieckigen, quadratischen, rechteckigen und polyedrischen Variation, ausgebildet sein. Bei der bevorzugten Form definieren die sich überschneidenden Balken ein Muster gleichseitiger oder gleichschenkliger Dreiecke. Bei einer anderen Form wird die Gitterarbeit oder das Gittermuster durch eine Vielzahl sich überschneidender, länglicher Balken gebildet. Bei einer bevorzugten Form umfasst die Vielzahl der sich überschneidenden, länglichen Balken eine erste Gruppe länglicher Balken mit einer longitudinalen Balkenachse, die senkrecht zur Longitudinalachse 16 angeordnet ist, und eine zweite Gruppe länglicher Balken mit einer longitudinalen Balkenachse, die relativ zur Longitudinalachse 16 nicht senkrecht angeordnet ist. Eine Vielzahl von Verbindungsstücken wird durch die Überschneidungen der länglichen Balken gebildet, wobei jede Verbindung eine Ecke einer Öffnung zur inneren Kammer 11 bildet.
Die länglichen Balken können ein sich wiederholendes Muster von Dreiecken auf dem Wandungsabschnitt 30 und 32 bilden, vorzugsweise aus gleichschenkligen Dreiecken, besonders bevorzugt jedoch aus gleichseitigen Dreiecken. Wenn gleichseitige Dreiecke benutzt werden, können die Wandungen eine maximale Menge an offenen Flächen aufweisen, während die erforderliche Stärke zur Unterstützung der benachbarten Knochenstrukturen beibehalten werden kann. Die angepasste Freifläche soll dabei die Summe der Felder der Vielzahl der offenen Abschnitte 31 in den jeweiligen Wandungsabschnitten 30 und 32 bilden.
Das Verhältnis von offenen Flächen zur Gesamtoberfläche wird definiert durch den jeweiligen Wandungsabschnitt 30 (oder Wandungsabschnitt 32) und ist größer als etwa 1:2; in der Tat größer als etwa 3:4. Das bedeutet, dass zumindest 50% der äußeren Oberfläche jeden Wandungsabschnitts 30 oder 32 eine offene Fläche ist.
Die Longitudinalwandung 13 kann einen ersten Wandungsabschnitt 30 und einen zweiten Wandungsabschnitt 32 umfassen. Die erste Wandung erstreckt sich vom ersten Ende 18 zum zweiten Ende 20 und definiert eine Ebene, die im Wesentlichen parallel zur Longitudinalachse 16 liegt. Die zweite Wandung 32 erstreckt sich, ähnlich wie die erste Wandung 30, vom ersten Ende 18 zum zweiten Ende 20 und definiert eine Ebene, die ebenfalls im Wesentlichen parallel zur Longitudinalachse 16 liegt. Damit liegt bei einer Form der erste Wandungsabschnitt 30 im Wesentlichen parallel zum zweiten Wandungsabschnitt 32.
Die Longitudinalwandung 13 umfasst ebenfalls eine Einschubstelle 28 für Werkzeug. Die Einschubstelle 28 für Werkzeug ist im Wesentlichen orthogonal zum ersten Wandungsabschnitt 30 positioniert und erstreckt sich im Wesentlichen in eine Richtung parallel zur Longitudinalachse 16. Die Einschubstelle 28 für Werkzeug umfasst einen Werkzeugeingriffsabschnitt 34. Der Werkzeugeingriffsabschnitt 34 kann mit einer Vielzahl von Eigenschaften ausgestattet sein, die geeignet sind, in ein Werkzeug zur Einbringung des Implantats 10 in das vorbereitete Knochengewebe einzugreifen. Zum Beispiel kann der Werkzeugeingriffsabschnitt 34 eine Vielfalt von Vertiefungen und Öffnungen beinhalten, die mit Gewinde oder nicht versehen sind, um in entsprechend konfigurierte Merkmale an einem Zubehörteil zur Manipulation des Einbringens (nicht abgebildet) einzugreifen, um das Implantieren des Implantats 10 in das Knochengewebe zu erleichtern. In den 1 bis 4 umfasst der Werkzeugeingriffsabschnitt 34 eine sich longitudinal erstreckende Gewindebohrung 35 und eine Antriebskerbung 36.
Die Einschubstelle 28 für Werkzeug definiert eine äußere Oberfläche 37. Bei einer Form wird die Oberfläche in schräger Richtung zur Longitudinalachse 16 vom Wandungsabschnitt 30 zum Wandungsabschnitt 32 gekrümmt. Bei einer anderen Form definiert die äußere Oberfläche eine bogenförmige Oberfläche entlang Achse 16, wobei sie sich vom ersten Ende erstreckt.
Unter Bezugnahme auf die 5 bis 7, wird nun ein anderes Maschen-Knochenimplantat zur Unterstützung der Knochenstruktur abgebildet, das ebenfalls nicht Teil der Erfindung ist. Das Maschenimplantat 110 umfasst einen zylindrischen Körper 112 mit einer Maschenwandung 113, worin eine innere Kammer 111 definiert wird. Der Körper 112 umfasst einen Durchgang 114, durch den eine Longitudinalachse 116 definiert wird. Bevorzugt erstreckt sich die zylindrische Wandung 113 um die Longitudinalachse 116 herum. Bei der illustrierten Ausführungsform ist die zylindrische Wandung 113 in Form eines Zylinders geformt. Dennoch ist es so zu verstehen, dass die Maschenwandung 113 eine Vielfalt von Formen haben kann, inklusive Formen mit zumindest einer abgeflachten Oberfläche.
Der Körper 112 umfasst ein erstes Ende 118 und ein gegenüberliegendes zweites Ende 120. Das erste Ende 118 und das zweite Ende 120 beinhalten jeweils einen Unterstützungsabschnitt 124 bzw. 125. Bei einer Form umfassen die Unterstützungsabschnitte 124 und 125 jeweils ein Unterstützungsband 126 bzw. 127, das um die Longitudinalachse 116 herum positioniert ist. Die Unterstützungsbänder 126 und 127 können als ein ununterbrochenes Band um den Umfang des ersten Endes 118 bzw. des zweiten Endes 120 herum bereitsgestellt sein. Das Unterstützungsband 126 umfasst eine äußere Oberfläche 142, die eine im Wesentlichen glatte Oberfläche darstellt, und eine Ebene, generell quer zur Longitudinalachse 116, definiert. Ähnlich umfasst das Unterstützungsband 127 eine äußere Oberfläche 144, die eine im Wesentlichen glatte Oberfläche darstellt, und eine Ebene, quer zur Longitudinalachse, definiert. Die im Wesentlichen glatten, planen Oberflächen 142 und 144 des Unterstützungsbandes 126 bzw. 127 vereinfachen das Implantieren des Implantats 110 in Knochenstrukturen. Diese Oberflächen bieten bestimmte Vorteile, wenn das Implantat 110 in die vorbereitete Lücke einer Knochenstruktur eingesetzt und mit den Wandungen der Lücke verbunden wird, um der Knochenstruktur zusätzlichen Halt zu bieten.
Die Unterstützungsabschnitte 124 und 125 sind so beschaffen, dass sie den erforderlichen Impulskräften zum Einsetzen des Implantats 110 in einen Knochendefekt oder eine vorbereitete Lücke widerstehen. Die Unterstützungsabschnitte 124, 125 können von dem Wandungsabschnitt geformt sein, mit dickerem Querschnitt als andere Wandungsabschnitte des Körpers 112. Demnach können die Unterstützungsbänder 124 und 125 in der Form angeboten werden, wie oben für die Unterstützungsabschnitte 24 und 25 beschrieben.
Das erste Ende 118 und das zweite Ende 120 sind durch eine Distanz d2 voneinander getrennt. Distanz d2 ist so gewählt, dass das Implantat 110 passend in die vorbereitete Lücke oder defekte Knochenstruktur passt. Wird d2 richtig gewählt, kann das erste Ende 118 und das zweite Ende 120 gegen die entsprechende Knochengewebsoberfäche der Lücke, des Knochendefekts oder der benachbarten Knochenstrukturen drücken, und der(den) Knochenstrukturen) zusätzliche Stärke geben.
Das erste Ende 118 und das zweite Ende 120 umfassen jeweils eine Öffnung 121 zur internen Kammer 111. Die Öffnung 121 bietet eine Verbindung zum Durchgang 114 durch den Körper 112. Der innere Umfang der Bänder 126 und 127 in den 5 bis 7 definiert jeweils eine Öffnung 121.
Das Maschenimplantat 110 umfasst, ähnlich wie das Maschenimplantat 10, einen Zentralabschnitt 122, der sich vom ersten Ende 118 zum zweiten Ende 120 erstreckt. Einerseits definiert die zylindrische Wandung 113 einen Zentralabschnitt 122. Die zylindrische Maschenwandung 113 enthält ebenfalls eine Vielzahl von Öffnungen 131. Die Öffnungen 131 können in einer Vielfalt von Mustern angeboten werden, einschließlich dreieckigen (gleichseitig oder gleichschenklig), quadratischen, rechteckigen und polyedrischen, die eine Maschenwandung bilden. Bevorzugt enthält die äußere, periphere Wandung 130 ein einheitliches Gitter mit einer Vielzahl von Öffnungen 131. Bei einer anderen Form kann die zylindrische Maschenwandung 113 aus einer Vielzahl sich überschneidender, länglicher Balken gebildet sein. Die Viel zahl der sich überschneidenden, länglichen Balken umfasst eine erste Gruppe länglicher Balken mit longitudinaler Balkenachse, senkrecht zur Longitudinalachse 116, und eine zweite Gruppe länglicher Balken mit einer longitudinalen Balkenachse, nicht senkrecht relativ zur Longitudinalachse 116. Eine Vielzahl von Verbindungen wird durch die Überschneidungen der länglichen Balken der ersten und zweiten Gruppe gebildet, wobei jede Verbindung eine Spitze bildet, die eine Ecke einer Öffnung der Vielzahl der Öffnungen 131 in die innere Kammer 111 bildet. Bei einer anderen Form ist die zylindrische Wandung 113 durch eine Vielzahl sich überschneidender, länglicher Balken definiert, die eine erste Gruppe von Balken beinhaltet, eine Ebene senkrecht zur Longitudinalachse 116 definierend. Eine zweite Gruppe von Balken mit einer länglichen Achse, die nicht senkrecht zur Longitudinalachse 116 angeordnet ist, überschneidet die Balken der ersten Balkengruppe. Wieder wird durch die Überschneidungen der ersten Balkengruppe mit der zweiten Balkengruppe eine Vielzahl von Spitzen gebildet. Die Spitzen bilden die Ecken der Öffnungen 131 in die zylindrische Wandung 113. Die zylindrischen Wandungen können im Wesentlichen so angeordnet sein, wie für Wandung 13 beschrieben.
Die zylindrische Wandung 113 beinhaltet einen Werkzeugeingriffsabschnitt 134. Der Werkzeugeingriffsabschnitt 134 kann derart bereitgestellt sein, wie für den Werkzeugeingriffsabschnitt 34 beschrieben, und kann eine Gewindebohrung 135 und eine Antriebskerbung 136 beinhalten.
Das Implantat der Erfindung ist in den 8 bis 10 illustriert. Das Maschenimplantat 210 ist allgemein als rechteckiger Prismenkörper 212 mit einem Zentralabschnitt 222 und einer darin geformten inneren Kammer 211 abgebildet. Der Körper 212 beinhaltet einen Durchgang 214, wodurch eine Longitudinalachse 216 definiert wird. Der Körper 212 beinhaltet eine erste quer verlaufende Wandung 240, eine gegenüberliegende, quer verlaufende Wandung 246 und einen Zentralabschnitt 222, der sich vom ersten Ende 118 zum zweiten Ende 220 erstreckt.
Das erste Ende 118 beinhaltet eine Öffnung 221, die sich in die innere Kammer 211 erstreckt. Ähnlich beinhaltet das zweite Ende 220 eine zweite Öffnung, die sich in die innere Kammer erstreckt. Das erste Ende 218 beinhaltet einen Unterstützungsabschnitt 224, der sich entlang des Umfangs des ersten Endes 218 erstreckt. Ähnlich beinhaltet das zweite Ende 220 einen Unterstützungsabschnitt 225, der sich entlang seines Umfangs erstreckt. Die Unterstützungs abschnitte 224 und 225 beinhalten jeweils ein Unterstützungsband 226 und 227, das entsprechend positioniert ist, generell um die Longitudinalachse 216 herum. Die Bänder 226 und 227 sind dazu geeignet, den Kräften zu widerstehen, die zum Einschlagen des Implantates 210 in eine vorbereitete Lücke einer Knochenstruktur oder zwischen benachbarten Knochenstrukturen benötigt werden. Bei einer Form können die Bänder 226 und 227 als angegossen geformte Bänder mit einem dickeren Durchschnitt, als der Durchschnitt anderer Wandungsabschnitte, ausgestattet sein, insbesondere bei den Maschenwandungen 230 und 232 von Körper 210. Bei anderen Formen kann Band 226 oder 227 als eine Abgrenzung oder eine Lippe ausgestattet sein, die sich vom Umfang des ersten Endes 218 (oder zweiten Endes 220) in Richtung der inneren Kammer 211 erstreckt, im Wesentlichen, wie für die Bänder 26, 27, 126 und 127 beschrieben.
Das erste Ende 218 und das zweite Ende 220 sind bereitgestellt als gebogene Oberflächen 252 bzw. 254 jeweils entlang einer Querachse 256, im Wesentlichen orthogonal zur Longitudinalachse 216 positioniert. Die gebogenen Oberflächen 252 und 254 haben jede eine maximale Höhe, die zwischen der ersten quer verlaufenden Wandung 240 und der zweiten quer verlaufenden Wandung 246 positioniert ist. Bei Benutzung kann zumindest ein Abschnitt der gebogenen Oberflächen 252 und 254 auf das Knochengewebe ausgedehnt werden, so wie Spongiosagewebe, das unter den Endplatten von Wirbelkörpern liegt. Die gebogenen Oberflächen 252 und 254 blockieren das Auspressen des Implantats aus der Knochenlücke durch die Bereitstellung eines Implantats, welches eine maximale Höhe hat, die größer ist, als die Höhe der operativ vorbereiteten Knochenlücke, zum Beispiel in einem Zwischenraum zwischen benachbarten Wirbelkörpern.
Der Zentralabschnitt 222 beinhaltet ebenfalls eine erste Longitudinalwandung 230 und eine zweite Longitudinalwandung 232. Zumindest eine und vorzugsweise beide longitudinalen Maschenwandungen 230 und 233 sind so positioniert, dass sie eine Ebene bilden, die sich allgemein parallel zur Longitudinalachse 216 befindet. Weiterhin sind die erste Wandung 230 und die zweite Wandung 232 mit einer Vielzahl von Öffnungen 231 in die innere Kammer (211) ausgestattet. Vorzugsweise sind die erste Wandung (230) und die zweite Wandung (232) mit einem Muster von im Wesentlichen gleichförmigen Öffnungen ausgestattet, die eine Maschenstruktur bilden. Die Öffnungen können in einer Vielfalt von Konfigurationen zur Verfügung gestellt werden, darunter auch in runden, quadratischen, rechteckigen, polyedri schen und ähnlichen. Eine Mehrzahl der Öffnungen 231 kann, ebenso wie für die Öffnungen 11 für das Implantat 10 beschrieben, in Wandungen 230 und 232 eingeformt werden. Bei einer bevorzugten Form sind die Öffnungen in Form gleichseitiger oder gleichschenkliger Dreiecke ausgestaltet. Weiterhin kann die erste Wandung 230 und die zweite Wandung 232 durch eine Vielzahl sich kreuzender, länglicher Balken definiert werden, wie beschrieben für die zylindrische Wandung 113 für das Implantat 110 und die Wandung 13 von Implantat 10.
Bei einer Form kann das Implantat 210 in einen Defekt oder eine vorbereitete Lücke zwischen zwei Knochenstrukturen eingebracht werden, um eine Unterstützung und Verstärkung der benachbarten Knochenstrukturen zu bieten. Dazu kann der Körper 212 eine erste quer verlaufende Wandung 240 beinhalten, die sich zwischen dem ersten Ende 218 und dem zweiten Ende 220 erstreckt und im Wesentlichen orthogonal zur Longitudinalwandung 230 positioniert ist, und eine gegenüberliegende quer verlaufende Wandung 246, die sich ebenfalls zwischen dem ersten Ende 218 und dem zweiten Ende 220 erstreckt und im Wesentlichen orthogonal zur Longitudinalwandung 230 positioniert ist.
Die quer verlaufende Wandung 240 kann eine erste tragende Oberfläche 242 beinhalten, eine zweite tragende Oberfläche 244 und eine Querfläche 247 dazwischen. Vorzugsweise beinhalten die erste tragende Oberfläche 242 und die zweite tragende Oberfläche 244 eine im Wesentlichen plane Oberfläche 243 bzw. 245, die entsprechend angepasst ist, um die benachbarten Oberflächen der vorbereiteten Knochenlücke oder des Knochendefekts zu verbinden. Beim Einbringen in die vorbereitete Knochenlücke oder den Knochendefekt drückt zumindest eine von erster tragender Oberfläche 242 oder zweiter tragender Oberfläche 244 gegen das benachbarte Knochengewebe. Bei einer Ausführungsform sind die erste tragende Oberfläche 242 und die zweite tragende Oberfläche 244 durch eine Distanz d3 voneinander getrennt, die ausgewählt ist, die erste tragende Oberfläche 242 und die zweite tragende Oberfläche 244 in korrespondierenden, gegenüberliegenden, benachbarten Knochenstrukturen in der vorbereiteten Lücke oder dem Knochendefekt eingreifen zu lassen. Weiter sind bei einem bevorzugten Aspekt die erste tragende Oberfläche 242 und die zweite tragende Oberfläche 244 im Wesentlichen plane Oberflächen, die sich generell parallel zur quer verlaufenden Achse 256 erstrecken.
Die erste quer verlaufende Wandung 240 beinhaltet einen Werkzeugeingriffsabschnitt 234. Der Werkzeugangriffsabschnitt 234 kann so konfiguriert sein, wie für den Werkzeugangriffsabschnitt 34 von Implantat 10 beschrieben wurde, eine Gewindebohrung 235 und eine Antriebskerbung 236 beinhaltend.
Bei den bevorzugten Ausführungsformen beinhaltet die erste und/oder die zweite tragende Oberfläche 242 und 244 auspressungsverhindernde Merkmale 249, zum Beispiel Grate, Zähne und andere Vorsprünge, die dazu geeignet sind, die Ausscheidung des Implantats 210 aus der vorbereiteten Lücke oder dem Knochendefekt zu verhindern. Bei der bevorzugten Form sind die auspressungsverhindernden Merkmale geeignet, die Kraft, die zum Einbringen des Implantats 210 in die vorbereitete Lücke oder den Knochendefekt benötigt wird, zu minimieren, und dennoch die Auspressung des Implantats 210 zu verhindern. Beispiele solcher bevorzugten Formen beinhalten: zumindest einen quer zur Longitudinalachse 216 verlaufenden Grat, eine Vielzahl von Graten, Zähnen oder Spitzen. Bei einer bevorzugten Form sind die auspressungsverhindernden Merkmale geeignet, die Kraft, die für das Einbringen des Implantats 210 in den vorbereiteten Zwischenwirbelbereich benötigt wird, zu minimieren und dennoch eine Auspressung des Implantats 210 zu verhindern. Beispiele solcher bevorzugten Formen beinhalten sperrvorrichtungsförmige Grate oder Zähne, deren Scheitelpunkt in Richtung des ersten abschließenden Endes zeigt. So konfiguriert, meißeln sich die sperrvorrichtungsförmigen Grate oder Zähne als Resonanz auf eine auspressende Kraft tiefer in das kortikale Knochengewebe.
Körper 212 beinhaltet ebenfalls eine zweite quer verlaufende Wandung 246 gegenüber der ersten tragenden Wandung 240. Die zweite tragende Wandung 246 kann eine dritte tragende Oberfläche 248, eine vierte tragende Oberfläche 250 und eine sich dazwischen erstreckende Oberfläche umfassen. Die dritte und vierte tragende Oberfläche 248 und 250 sind entsprechend durch die Distanz d4 getrennt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Distanz d4 wahlweise größer als Distanz d3, um zu der gewünschten, vorbereiteten Lücke in der Knochenstruktur zu passen, zum Beispiel im Bandscheibenbereich zwischen benachbarten Wirbeln. Während die dritte und vierte tragende Oberfläche 248 und 250 als gekrümmte Oberflächen gezeigt werden, sind diese tragenden Oberflächen so zu verstehen, dass sie mit einer Vielzahl von Formen versehen werden können, einschließlich konvexer oder spitzbogenförmiger, in horizontaler oder vertikaler Ebene oder beides oder im Wesentlichen plan, wie bei der ersten und zweiten tragenden Oberfläche 242 und 244 jeweils abgebildet. Weiter können die tragenden Oberflächen 248 und 250 auspressungsverhindernde Merkmale beinhalten, wie für die erste und die zweite tragende Oberfläche 242 und 246 beschrieben.
Weiter kann die quer verlaufende Wandung 246 einen Werkzeugeingriffsabschnitt beinhalten, wie beschrieben für die quer verlaufende Wandung 240, einschließlich einer Gewindebohrung und einer Antriebskerbung.
Nun wird auf die Benutzung von Maschenimplantaten 10, 110 und 210 zur Unterstützung benachbarter, schwacher knöcherner Strukturen Bezug genommen. Üblicherweise können Maschenimplantate 10, 110 und 210 in eine Knochenstruktur eingebracht werden, nachdem eine passende Knochenlücke vorbereitet wurde. Zum Beispiel können Implantate in die Lücke eingebracht werden, die durch die Ernte eines Eigen-Spans vom Beckenkamm entstanden ist. Häufig führt die Ernte von Eigen-Spänen zu signifikanten post-operativen Schmerzen und übermäßig langer Genesungszeit. Die Benutzung der Implantate, die in dieser Erfindung veröffentlicht werden, vereinfacht die Rekonstruktion von Lücken und bietet eine kürzere Genesungszeit, häufig mit weniger Schmerzen für den Patienten.
Nunmehr wird auf die 11 bis 14 Bezug genommen, wobei ein ausgewählter Abschnitt des Beckenkamms 260 mit Hilfe eines medizinischen Schneidapparates entfernt wurde, wie zum Beispiel eines Meißels 262 oder einer Knochensäge. Nachdem der ausgewählte Bereich 264 des Beckenkamms ausgeschnitten wurde, wurde der ausgeschnittene Eigen-Span 266 von der verbleibenden Knochenstruktur 260 des Patienten entfernt, wie in 12 gezeigt. Ein Implantat, wie bei der vorliegenden Erfindung beschrieben, wird für die Lücke 268 ausgewählt, um die benachbarten Knochenstrukturen 270 und 272 jeweils miteinander zu verbinden. Das ausgewählte Implantat 274 ist abtrennbar an einem Implantathalter 280 angebracht, vorzugsweise aus einer bekannten Auswahl. Vorzugsweise beinhaltet der Implantathalter 280 einen Implantateinführungsabschnitt, der so konfiguriert ist, um passend in dem Werkzeugaufnahmeabschnitt 34, 134 und 234 des gewählten Implantats einzugreifen. Bei bevorzugten Ausführungsformen beinhaltet der Einführungsabschnitt einen Gewindeschaft 284, um sich leicht mit der Gewindebohrung im Implantat zu verbinden. Der Implantateinführungsabschnitt kann ebenfalls ein Antriebsblatt (nicht gezeigt) beinhalten, um in die Antriebskerbung des Implantats einzugreifen. Bei anderen Ausführungsformen kann das Implantationswerk zeug 288 einen Griff 288 umfassen, der ein Einschlagwerkzeug haben oder nicht haben kann, wie zum Beispiel einen Schlaghammer, um das Implantat in die vorbereitete Knochenlücke oder den Knochendefekt einzuschlagen.
Vorzugsweise ist das Implantat 210 aus einem einzelnen, integralen Stück gefertigt. Das Implantat kann aus einem physiologisch akzeptierten Material mit der erforderlichen Stärke angefertigt sein, um Druckbelastungen stand zu halten, die während normaler Aktivität auf der Wirbelsäule lasten. Beispiele solch akzeptierter Materialien umfassen: Titan, Verbindungen (Kohlenstoff-, Faser- oder Glasfaserverbindungen), Keramik, Knochen, Edelstahl und medizinischen Stahl. Vorzugsweise wird das Implantat 210 aus Metall, wie Titan oder medizinischem Stahl angefertigt.
Im Fertigungsprozess werden Implantate entsprechend der vorliegenden Erfindung durch Extrusion einer Röhre oder eines Hohlgebildes gefertigt. Die Röhre oder das Hohlgebilde kann – kann aber auch nicht – im Wesentlichen zylindrisch sein. Vorzugsweise kann die extrudierte Röhre Endwandungen mit größerer Dicke im Vergleich zu den Seitenwandungen umfassen. Nach der Extrusion der Röhre können die gewünschten Oberflächenmerkmale, wie zum Beispiel Unterstützungsbänder, auspressungshemmende Abschnitte, Werkzeugeingriffsabschnitte und die Maschenkonfiguration, bestimmt oder mittels bekannter Lasertechniken oder anderer entsprechender Methoden in das Implantat geschnitten werden. Verständlich ist, dass Maschenimplantate, die aus extrudierten Röhren geschaffen werden, schneller und mit weniger Abfall geformt werden können, als bei konventionellem Fräsen von Implantaten aus soliden Blöcken. Das extrudierte Implantat hat vorzugsweise darin eine Aushölung ausgeformt, zur Aufnahme des Knochenwachstumsmaterials oder osteogenen Materials. Nach der Extrusion und dem Lasern der gewünschten Oberflächenmerkmale kann das Implantat so bearbeitet werden, dass Implantate mit gewünschter Größe für die Benutzung bei unterschiedlichem Alter von Patienten und unterschiedlichen Knochenstrukturen angefertigt werden können.

Claims

Ein orthopädisches Implantat (210) bestehend aus einem Maschenkörper (212), eine innere Kammer (211) definierend und eine dadurch gehende longitudinale Achse (216) umfassend, wobei genannter Körper umfasst: ein erstes Ende (218) positioniert im Wesentlichen orthogonal zur genannten Longitudinalachse, genanntes erstes Ende eine erste Öffnung in die genannte innere Kammer definierend und ein erstes Unterstützungsband (224) beinhaltend, positioniert peripher über genannter erster Öffnung und mit einer ersten orthogenal zur Longitudinalachse gemessenen Dicke; ein zweites Ende (220) gegenüber dem genannten ersten Ende und eine zweite Öffnung in die genannte innere Kammer definierend und ein zweites Unterstützungsband beinhaltend, positioniert peripher über der genannten zweiten Öffnung; und eine longitudinale Wandung (230, 232), sich erstreckend zwischen genanntem ersten und zweiten Ende, wobei genannte Wandung einen gekrümmten Wandungsabschnitt hat, eine Vielzahl von Öffnungen (231) enthaltend durch welche ein Gittermuster definiert wird, in welchem die genannte Longitudinalwandung eine zweite, orthogonal zur genannten Longitudinalachse gemessene Dicke hat, wobei die genannte zweite Dicke geringer als die genannte erste Dicke ist; wobei genanntes Implantat dadurch gekennzeichnet ist, dass der eingeschlagene Maschenkörper im Wesentlichen ein rechteckiger Prismenkörper ist; und das erste und das zweite Ende jeweils bogenförmige Oberflächen (252, 254) umfassen.
Das Implantat aus Anspruch 1, bei welchem die genannte erste oder zweite Öffnung im Wesentlichen rechteckig ist.
Das Implantat aus Anspruch 1 oder 2, bei welchem die genannte Vielzahl von Öffnungen eine Vielzahl equilaterale oder isocele, dreieckige Öffnungen definiert.
Das Implantat von Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Vielzahl der Öffnungen eine Vielzahl quadratischer oder rechteckiger Öffnungen definiert.
Das Implantat eines der vorstehenden Ansprüche, bei welchem das genannte zweite Unterstützungsband eine äußere Ausdehnung hat, im Wesentlichen bündig abschließend mit der äußeren Oberfläche der Longitudinalwandung.
Das Implantat eines der vorstehenden Ansprüche, bei welchem die genannte erste Dicke des genannten ersten Bandes ausgewählt ist, dem Einschlagen in Hohlräume zwischen benachbarten Knochenstrukturen stand zu halten.