DE102012220808A1 - Facet joint prosthesis - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Facettengelenkprothese für Wirbel einer Wirbelsäule, mit – einem ersten Gelenkkörper, der ein Befestigungsmittel zur kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung mit einem ersten Wirbel umfasst, – einem zweiten Gelenkkörper, der ein Befestigungsmittel zur kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung mit einem zu dem ersten Wirbel benachbarten zweiten Wirbel umfasst, sowie – einer den ersten Gelenkkörper mit dem zweiten Gelenkkörper entlang einer Trennebene zueinander koppelnden Verbindungsanordnung. Es ist vorgesehen, dass – die Verbindungsanordnung ein mit dem ersten Gelenkkörper verbundenes erstes Verbindungselement umfasst, – die Verbindungsanordnung ein mit dem zweiten Gelenkkörper verbundenes zweites Verbindungselement umfasst, – die Verbindungselemente korrespondierende entlang einer Trennebene in Kontakt bringbare Gleitflächen aufweisen, und – die Verbindungselemente über wenigstens ein elastisches Element miteinander gekoppelt sind.The invention relates to a facet joint prosthesis for vertebrae of a spine, with - a first joint body, which comprises a fastening means for non-positive and / or positive connection with a first vertebra, - a second joint body, which has a fastening means for non-positive and / or positive connection with a second vertebra adjacent to the first vertebra, and a connecting arrangement coupling the first joint body to the second joint body along a parting plane. It is provided that - the connection arrangement comprises a first connection element connected to the first joint body, - the connection arrangement comprises a second connection element connected to the second joint body, - the connection elements have corresponding sliding surfaces that can be brought into contact along a parting plane, and - the connection elements over at least an elastic element are coupled together.
Description
Die Erfindung betrifft eine Facettengelenkprothese für Wirbel einer Wirbelsäule.The invention relates to a facet joint prosthesis for vertebrae of a spinal column.
Zwei benachbarte Wirbel einer Wirbelsäule sind über eine zwischen den beiden Wirbelkörpern angeordnete Bandscheibe miteinander verbunden. Diese Gelenkverbindung erlaubt eine komplexe Bewegung der beiden Wirbel zueinander, die eine Rotationsbewegung um eine Längsachse der Wirbel, eine Neigungsbewegung um unterschiedliche Achsen, die annähernd in einer transversalen Ebene angeordnet sind (Flexion), und eine Gleitbewegung in einer annähernd transversalen Ebene (Extension) umfasst. Um diese vielgestaltigen Bewegungsabläufe zu führen, sind an den Gelenkfortsätzen der Wirbel, die aus dem Wirbelbogen hervorstehen, zusätzliche Facettengelenke ausgebildet. Diese werden auch als Wirbelbogengelenk bezeichnet. Die Facettengelenke bilden eine Gelenkverbindung zwischen einem nach unten zeigenden Gelenkfortsatz (processus articularis inferior) des oberen Wirbels und einem nach oben zeigenden Gelenkfortsatz (processus articularis superior) eines unteren Wirbels aus. Bei einer intakten Wirbelsäule sind immer zwei dieser Facettengelenke paarweise und annähernd spiegelsymmetrisch zu einer sagittalen Mittelebene der Wirbelsäule ausgebildet.Two adjacent vertebrae of a spinal column are connected to one another via an intervertebral disc arranged between the two vertebral bodies. This articulation allows complex movement of the two vertebrae with respect to one another, which comprises a rotational movement about a longitudinal axis of the vertebrae, an inclination movement about different axes, which are arranged approximately in a transverse plane (flexion), and a sliding movement in an approximately transversal plane (extension) , In order to carry out these multifarious movements, additional facet joints are formed on the articular processes of the vertebrae which protrude from the vertebral arch. These are also called vertebral arch joints. The facet joints form a joint between a downward pointing articular process (processus articularis inferior) of the upper vertebra and an upwardly pointing articular process (processus articularis superior) of a lower vertebra. In an intact spine, two of these facet joints are always formed in pairs and approximately mirror-symmetrical to a sagittal mid-plane of the spine.
Facettengelenkprothesen für Wirbel einer Wirbelsäule sind bekannt.Facet joint prostheses for vertebrae of a spinal column are known.
So zeigt beispielsweise
Weitere bilateral implantierbare Facettengelenkprothesen sind darüber hinaus beispielsweise aus
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Facettengelenkprothese der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die sich durch einen einfachen Aufbau auszeichnet, einfach applizierbar und revisionsfähig ist und das Verhalten des natürlichen Facettengelenks weitgehend nachbildet.The invention has for its object to provide a facet joint prosthesis of the generic type, which is characterized by a simple structure, easy to apply and auditable and largely simulates the behavior of the natural facet joint.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Facettengelenkprothese für Wirbel einer Wirbelsäule mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass die Facettengelenkprothese einen ersten Gelenkkörper, der ein Befestigungsmittel zur kraftund/oder formschlüssigen Verbindung mit einem ersten Wirbel umfasst, einen zweiten Gelenkkörper, der ein Befestigungsmittel zur kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung mit einem zu dem ersten Wirbel benachbarten zweiten Wirbel umfasst, und eine den ersten Gelenkkörper mit dem zweiten Gelenkkörper entlang einer Trennebene zueinander koppelnden Verbindungsanordnung aufweist, wobei die Verbindungsanordnung ein mit dem ersten Gelenkkörper verbundenes erstes Verbindungselement und ein mit dem zweiten Gelenkkörper verbundenes zweites Verbindungselement umfasst, die Verbindungselemente korrespondierende entlang einer Trennebene in Kontakt bringbare Gleitflächen aufweisen und die Verbindungselemente über wenigstens ein elastisches Element miteinander gekoppelt sind, ist vorteilhaft möglich, eine einfach aufgebaute Facettengelenkprothese zu schaffen, die durch ihren modularen Aufbau variabel applizierbar ist und die das Verhalten eines natürlichen Facettengelenks inklusive Gelenkkapsel weitgehend nachbildet. Insbesondere ist möglich die Facettengelenkprothese lediglich unilateral zu applizieren, so dass nur ein minimaler invasiver Eingriff erforderlich wird.According to the invention this object is achieved by a facet joint prosthesis for vertebrae of a spinal column with the features mentioned in claim 1. Characterized in that the facet joint prosthesis comprises a first joint body, which comprises a fastening means for positive and / or positive connection with a first vertebra, a second joint body, which comprises a fastening means for non-positive and / or positive connection with a second vortex adjacent to the first vertebra, and a connection arrangement coupling the first joint body with the second joint body along a parting plane, the connection arrangement comprising a first connection element connected to the first joint body and a second connection element connected to the second joint body, the connection elements having corresponding sliding surfaces which can be brought into contact along a parting plane and the connecting elements are coupled to each other via at least one elastic element, it is advantageously possible to provide a simply constructed facet joint prosthesis, which is characterized by its modular Au fbau is variably applicable and the behavior of a natural facet joint including joint capsule largely replicates. In particular, it is possible to apply the facet joint prosthesis only unilaterally, so that only a minimal invasive intervention is required.
Die erfindungsgemäße Facettengelenkprothese ermöglicht, wie bei den bekannten bilateralen Facettengelenkprothesen, insbesondere die Rotation eines Wirbels der Wirbelsäule einzuschränken, ohne dabei die anderen Bewegungsrichtungen wesentlich zu limitieren.The facet joint prosthesis according to the invention makes it possible, as in the case of the known bilateral facet joint prostheses, in particular to limit the rotation of a vertebra of the spinal column, without substantially limiting the other directions of movement.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die korrespondierenden Gleitflächen der Verbindungselemente vertikal verlaufen. Durch die hiermit definierte Trennebene kann die Flexion und Extension nahezu ungehindert erfolgen. Das die Verbindungselemente koppelnde elastische Element führt nur zu einem kleinen Widerstand gegen die Flexion und Extension. In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gleitflächen an überlappenden Abschnitten der Verbindungselemente ausgebildet sind. Hierdurch ist vorteilhaft möglich, die Verbindungsanordnung in einem einfachen, insbesondere auch einfach applizierbaren Design auszubilden. Die überlappenden Abschnitte der Verbindungselemente definieren somit die Trennebene der Facettengelenkprothese. Dadurch, dass die Gleitflächen von den sich überlappenden Abschnitten der Verbindungselemente ausgebildet sind, kann das natürliche Facettengelenk in besonders einfacher Weise nachgebildet werden. In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the corresponding sliding surfaces of the connecting elements extend vertically. Due to the dividing plane defined here, the flexion and extension can take place almost unhindered. The elastic element coupling the connecting elements leads only to a small resistance to the flexion and extension. In a further preferred embodiment of the invention it is provided that the sliding surfaces are formed on overlapping portions of the connecting elements. In this way, it is advantageously possible to form the connection arrangement in a simple, in particular also easy to apply design. The overlapping portions of the connecting elements thus define the parting plane of the facet joint prosthesis. Characterized in that the sliding surfaces of the overlapping portions of the connecting elements are formed, the natural facet joint can be replicated in a particularly simple manner.
Darüber hinaus ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das wenigstens eine elastische Element im Bereich der überlappenden Abschnitte der Verbindungselemente angeordnet ist, wobei vorzugsweise die überlappenden Abschnitte eine Führungsnut für das wenigstens eine elastische Element aufweisen. Hierdurch wird vorteilhaft möglich die Gelenkkapsel eines natürlichen Facettengelenkes in einfacher Weise nachzubilden. Die überlappenden Abschnitte der Verbindungselemente bilden die Gelenkkörper, während das elastische Element die Gelenkkapsel bildet. Hierdurch werden entsprechend der Elastizität des elastischen Elementes eine Flexion und eine Extension möglich und durch die Verblockung der Verbindungselemente eine axiale Rotation begrenzt. Die Führungsnut zur Aufnahme des wenigstens einen elastischen Elementes sorgt für eine sichere, sich nicht während des bestimmungsgemäßen Einsatzes der Facettengelenkprothese verändernde Anordnung des elastischen Elementes.In addition, in a preferred embodiment of the invention, it is provided that the at least one elastic element is arranged in the region of the overlapping sections of the connecting elements, wherein preferably the overlapping sections have a guide groove for the at least one elastic element. This advantageously makes it possible to simulate the joint capsule of a natural facet joint in a simple manner. The overlapping portions of the connecting elements form the joint body, while the elastic element forms the joint capsule. As a result, according to the elasticity of the elastic element, a flexion and an extension possible and limited by the blocking of the connecting elements axial rotation. The guide groove for receiving the at least one elastic element ensures a safe, not during the proper use of the facet joint prosthesis changing arrangement of the elastic element.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das wenigstens eine elastische Element ein elastischer Ring ist, dessen Innendurchmesser im Ruhezustand kleiner gleich ist als ein Außendurchmesser der Führungsnut. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass ein besonders sicherer Sitz des elastischen Elementes erreicht wird. Die Positionierung des elastischen Elementes erfolgt durch eine elastische Aufweitung, wobei anschließend eine selbstjustierende Anordnung des elastischen Elementes in der Führungsnut erfolgt. In a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the at least one elastic element is an elastic ring, whose inner diameter is less than idle at rest than an outer diameter of the guide groove. This advantageously ensures that a particularly secure fit of the elastic element is achieved. The positioning of the elastic element is effected by an elastic widening, wherein subsequently a self-aligning arrangement of the elastic element takes place in the guide groove.
Darüber hinaus ist in weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass zwischen den Gleitflächen der Verbindungselemente wenigstens ein Dämpfungselement angeordnet ist, das vorzugsweise von einer elastischen Zwischenlage gebildet ist. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass zusätzlich zu dem elastischen Element eine Dämpfung der axialen Rotation der Gelenkprothese erzielbar ist, wobei abhängig von einer Dicke des wenigstens einen Dämpfungselementes und einem Elastizitätsmodul des Dämpfungselementes die axiale Rotation der Facettengelenkprothese beeinflusst werden kann. Somit wird eine weitere Anpassung an das Verhalten eines natürlichen Facettengelenks erreicht.In addition, it is provided in a further preferred embodiment of the invention that between the sliding surfaces of the connecting elements at least one damping element is arranged, which is preferably formed by an elastic intermediate layer. In this way, it is advantageously achieved that, in addition to the elastic element, a damping of the axial rotation of the joint prosthesis can be achieved, wherein the axial rotation of the facet joint prosthesis can be influenced depending on a thickness of the at least one damping element and a modulus of elasticity of the damping element. Thus, a further adaptation to the behavior of a natural facet joint is achieved.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gleitflächen in eine vertikale Bewegung der Verbindungselemente zueinander begrenzende Anschlagsflächen übergehen. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass eine Extensionslimitierung der Facettengelenkprothese erzielbar ist. Je nach Ausbildung der Anschlagflächen ist hier in einfacher Weise eine unterschiedliche, nahezu beliebige Extensionslimitierung festsetzbar.In a further preferred embodiment of the invention it is provided that the sliding surfaces merge into a vertical movement of the connecting elements to each other limiting stop surfaces. This advantageously achieves that an extension limitation of the facet joint prosthesis can be achieved. Depending on the design of the abutment surfaces, a different, almost any extension limitation can be fixed here in a simple manner.
Ferner ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Gleitflächen in die Anschlagflächen in einem Winkel ≥ 90°, insbesondere zwischen 110° und 150°, vorzugsweise zwischen 130° und 140° übergehen. Durch diese Ausgestaltung wird vorteilhaft erreicht, dass ein Übergang zwischen den Gleitflächen und den Anschlagflächen individuell einstellbar ist, so dass zusätzlich eine Pufferfunktion zwischen den Verbindungselementen geschaffen ist, die einen weichen Extensionsanschlag ermöglicht. Dies bedeutet, die Extensionslimitierung tritt bei entsprechender Belastung nicht schlagartig ein sondern ist gedämpft möglich.Furthermore, it is provided in a preferred embodiment of the invention that the sliding surfaces in the stop surfaces at an angle ≥ 90 °, in particular between 110 ° and 150 °, preferably between 130 ° and 140 °. By means of this embodiment, it is advantageously achieved that a transition between the sliding surfaces and the stop surfaces is individually adjustable, so that in addition a buffer function is created between the connecting elements, which allows a soft extension stop. This means that the extension limitation does not occur abruptly under a corresponding load but is dampened.
Darüber hinaus ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass über eine Elastizität des wenigstens einen elastischen Elementes eine Widerstandskraft der Facettengelenkprothese einstellbar ist. Hierdurch wird vorteilhaft möglich, durch Auswahl unterschiedlicher elastischer Elemente mit unterschiedlichem Elastizitätsmodul die Bewegungslimitierungen der Facettengelenkprothese, insbesondere Flexion und Extension, je nach medizinischer Notwendigkeit unterschiedlich einzustellen. Hierdurch ergeben sich umfangreiche Einsatzmöglichkeiten der Facettengelenkprothese.In addition, it is provided in a preferred embodiment of the invention that a resilience of the facet joint prosthesis is adjustable via an elasticity of the at least one elastic element. This advantageously makes it possible, by selecting different elastic elements with different modulus of elasticity, to adjust the movement limitations of the facet joint prosthesis, in particular flexion and extension, differently depending on the medical necessity. This results in extensive application possibilities of the facet joint prosthesis.
Darüber hinaus ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Befestigungsmittel multi-axiale Pedikelschrauben sind. Hierdurch wird vorteilhaft möglich die Facettengelenkprothese mittels an sich bekannter Pedikelschrauben sicher kraft- und/oder formschlüssig mit den Wirbeln der Wirbelsäule zu verbinden, ohne dass Lockerungen während des bestimmungsgemäßen Einsatzes der Prothese zu erwarten sind. In addition, it is provided in a preferred embodiment of the invention that the fastening means are multi-axial pedicle screws. This advantageously makes it possible to securely connect the facet joint prosthesis to the vertebrae of the spine by means of per se known pedicle screws in a force-locking and / or positive-locking manner, without relaxation being expected during the intended use of the prosthesis.
Insgesamt lässt sich festhalten, dass durch die erfindungsgemäße Facettengelenkprothese eine modular aufgebaute, unilateral oder bilateral, lumbal posterior applizierbare Facettengelenkprothese geschaffen ist. Der modulare Aufbau ermöglicht durch entsprechende Auswahl der zur Verfügung stehenden Module eine Anpassung in einfacher Weise an eine tatsächlich erforderliche medizinische Indikation. Die Facettengelenkprothese ist kleinbauend und kann somit minimalinvasiv appliziert werden. Trotz dieses kleinbauenden modularen Aufbaus ist das Verhalten eines natürlichen Facettengelenkes inklusive Gelenkkapsel weitgehend nachbildbar.Overall, it can be stated that the facet joint prosthesis according to the invention provides a modular, unilateral or bilateral, lumbar posterior, facet joint prosthesis. The modular design allows by appropriate selection of the available modules an adaptation in a simple manner to an actually required medical indication. The facet joint prosthesis is of small construction and can therefore be applied minimally invasively. Despite this small modular design, the behavior of a natural facet joint including joint capsule is largely reproducible.
Die Aufgabe wird ferner durch eine Facettengelenkprothese für Wirbel einer Wirbelsäule mit den in Anspruch 13 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass die Facettengelenkprothese einen Gelenkkörper, der ein Befestigungsmittel zur kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung mit einem ersten Wirbel einer Wirbelsäule umfasst, und ein mit dem Gelenkkörper verbundenes Verbindungselement aufweist, wobei das Verbindungselement und ein zum ersten Wirbel benachbarter zweiter Wirbel entlang einer Trennebene in Kontakt bringbare Gleitflächen aufweisen und das Verbindungselement und der zweite Wirbel über wenigstens ein elastisches Element miteinander gekoppelt sind, ist vorteilhaft möglich eine Facettengelenkprothese zu schaffen, die nur einen Gelenkkörper aufweist der mit einem natürlichen Gelenkfortsatz eines benachbarten Wirbels gemeinsam die Facettengelenkprothese ausbildet. Hierdurch kann bei nur teilweise geschädigtem Facettengelenk ein ungeschädigter Gelenkfortsatz erhalten werden und dieser mit einer mit dem benachbarten Wirbel verbundenen Prothese gekoppelt werden. Erforderlich hierzu ist in den ungeschädigten Gelenkfortsatz eine Gleitfläche an- bzw. einzubringen, die mit der Gleitfläche des Verbindungselementes des künstlichen Gelenkkörpers der Facettengelenkprothese gekoppelt wird.The object is further achieved by a facet joint prosthesis for vertebrae of a spinal column with the features mentioned in claim 13. The fact that the facet joint prosthesis a joint body, which is a fastening means for non-positive and / or positive connection with a first vertebra of a spinal column, and having a connecting element connected to the joint body, wherein the connecting element and a second vortex adjacent second vortex along a parting plane in contact engageable sliding surfaces and the connecting element and the second vortex via at least one elastic element are coupled together , It is advantageously possible to provide a facet joint prosthesis which has only one joint body which together with a natural articular process of an adjacent vertebra forms the facet joint prosthesis. In this way, an undamaged joint extension can be obtained with only partially damaged facet joint and this can be coupled with a connected to the adjacent vertebra prosthesis. Required for this is in the undamaged joint extension on or bring a sliding surface, which is coupled to the sliding surface of the connecting element of the artificial joint body of the facet joint prosthesis.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen und dazugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail in exemplary embodiments and the accompanying drawings. Show it:
Der Aufbau und die Funktion der Facettengelenkprothese
So zeigt
Die Facettengelenkprothese
Die Verbindungsanordnung
Eine Implantation der Facettengelenkprothese
Zunächst werden die Gelenkkörper
First, the
Die Ausrichtung der Gelenkkörper
Die Verbindungselemente
Das elastische Element
Die miteinander gekoppelten Verbindungselemente
Sowohl die Gelenkkörper
Anhand der nachfolgenden
Die Verbindungselemente
Im überlappenden Abschnitt
Erkennbar ist der sich vom Grundkörper
Ein Endbereich
Wie
Anhand von
Dadurch, dass der Übergang zwischen der Gleitfläche
Auf der Gleitfläche
Das wenigstens eine Dämpfungselement
Zusammenfassend lässt sich also festhalten, dass mittels der erfindungsgemäßen Facettengelenkprothese
Mittels des erfindungsgemäßen Facettengelenkes
Wesentlichen Einfluss hierauf hat die Bandsteifigkeit des elastischen Elementes
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Facettengelenkprothese Facet joint prosthesis
- 1212
- Wirbel whirl
- 1414
- Wirbel whirl
- 1616
- Facettengelenk facet joint
- 1818
- Gelenkfortsatz Articular process
- 2020
- Gelenkfortsatz Articular process
- 2222
- Gelenkkörper joint body
- 2424
- Gelenkkörper joint body
- 2626
- Befestigungsmittel fastener
- 2828
- Verbindungsanordnung joint assembly
- 3030
- Verbindungselement connecting element
- 3232
- Verbindungselement connecting element
- 3434
- Verbindungselement connecting element
- 3636
- elastisches Element elastic element
- 3838
- Nut groove
- 4040
- Nut groove
- 4242
- Trennebene parting plane
- 4444
- Gleitfläche sliding surface
- 4646
- Gleitfläche sliding surface
- 4848
- überlappender Abschnitt overlapping section
- 5050
- Grundkörper body
- 5252
- Grundkörper body
- 5454
- Anschlagfläche stop surface
- 5656
- Anschlagfläche stop surface
- 5858
- Ringnut ring groove
- 6060
- Endbereich end
- 6262
- kegelstumpfförmige Spitze frustoconical tip
- 6464
- Kegelmantelfläche Conical surface
- 6666
- Längsachse longitudinal axis
- 6868
- Anfangspunkt starting point
- 7070
- Endpunkt endpoint
- 7272
- Dämpfungselement damping element
- aa
- Abstand distance
- αα
- Winkel angle
- ββ
- Winkel angle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- WO 2010/065277 A1 [0005] WO 2010/065277 A1 [0005]
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