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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Spinalimplantatanordnung
zur Implantation in den intervertebralen Raum zwischen benachbarten vertebralen
Knochen zur Bereitstellung von Stabilisierung und fortgesetzter
postoperativer Flexibilität und
richtiger anatomischer Bewegung. Im Besonderen betrifft die vorliegende
Erfindung eine künstliche Bandscheibe,
manchmal auch als intervertebrale Abstandshalter- oder Spacer-Vorrichtung
bezeichnet, welche die Funktion einer Lastteilungs- und Lagervorrichtung übernehmen
und die geschädigte,
degenerierte oder sonstwie nichtfunktionierende Bandscheibe ersetzen
kann.
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Die
Wirbelsäule
ist eine komplexe Struktur bestehend aus multiplen flexiblen Etagen.
Jede Etage besteht aus einem System von Gelenken, definiert durch
benachbarte vertebrale Knochen. Das System von Gelenken umfasst
Bandscheiben, die eine zweiteilige Struktur aufweisen. Die Bandscheibe
besteht aus einem Kern und einem Ring. Das System erlaubt Bewegung,
während
die Facettengelenke zur posterioren Stabilisierung der Wirbelsäule beitragen.
Die Bandscheibe ermöglicht
Bewegung und Pufferung für
das Gelenk.
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Das
komplexe System des Gelenks ist variierenden Belastungen und Problemen über die
Zeit ausgesetzt, einschließlich
Bandscheibendegeneration, die vielfältige Ursachen hat. Bandscheibendegeneration
kann zurückzuführen sein
auf Alterung, Schädigung
infolge Überbelastung,
Trauma und andere anatomische Probleme. Die Facettengelenke der
Struktur können
aus den gleichen Gründen
kompromittiert sein sowie als Folge arthritischer Veränderungen.
Schwere Gelenkdegenerationen und -ausfälle können vielfach so große Schmerzen
bereiten, dass eine chirurgische Intervention erforderlich wird.
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Die
derzeitige Standardbehandlungsmethode bei durch Wirbelsäulengelenkprobleme
verursachtem starkem Schmerz ist die Fusion auf der geschädigten Etage
der Wirbelsäule.
Die Behandlung, wenn sie erfolgreich ist, fusioniert den geschädigten Abschnitt
zu einer einzigen Knochenmasse. Die Fusion des Gelenks eliminiert
die Bewegung des Gelenks, wodurch der Schmerz auf dieser Etage reduziert
oder eliminiert wird. Die Erfolgsraten der Schmerzeliminierung sind
bei dieser Behandlungsmethode sehr hoch. Weil aber die gesamte Wirbelsäule als
ein System arbeitet, resultiert die Fusion in Komplikationen.
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Die
Bewegungseliminierung an der Wirbelsäule alteriert die Biomechanik
der Wirbelsäule
auf jeder anderen Etage. Wenn eine Etage fusioniert wird, dann werden
die Belastungen durch eine Bandscheibe weniger, in ein System aufgenommen,
welches für
eine derartige Veränderung
nicht ausgebildet ist. Die verbleibenden Bandscheiben müssen also
die Belastungen neu verteilen, so dass jede Bandscheibe eine größere Last
absorbiert. Ferner flexiert die Wirbelsäule, um Belastungen zu absorbieren.
Eine Fusion alteriert die Mittel, durch die die Wirbelsäule flexiert,
was die Belastungen für
die verbleibenden gesunden Bandscheiben ebenfalls erhöht. Es versteht
sich also gut, dass eine Komplikation von Fusion darin liegt, dass
möglicherweise
weitere Fusionen in der Zukunft erforderlich werden, wenn sich die
anderen Bandscheiben infolge der alterierten Biomechanik der Wirbelsäule verschlechtern.
Anders gesagt: kurz zeitige Schmerzlinderung wird mit langfristigen
Alterationen der Wirbelsäule
erkauft, die ihrerseits weitere chirurgische Eingriffe erforderlich machen.
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Es
gibt zahlreiche Patente zum Stand der Technik, welche die Frage
des Bandscheibenersatzes ansprechen. Die US-Patente Nr. 6 443 987
B1 und Nr. 6 001 130, beide erteilt an Bryan, offenbaren polymere
Kompositstrukturen zum Puffern von intervertebralen Belastungen.
Die US-Patente Nr. 5 258 031 (Salib et al.) und Nr. 5 314 477 (Marnay)
offenbaren Implantate vom Kugelgelenktyp, welche die Frage der intervertebralen
Beweglichkeit ansprechen. Diese Patente sind beispielhaft für einen
ersten Ansatz, der ein Elastomer als Bewegungs- und Dämpfungsstruktur
verwendet, und einen zweiten Ansatz, der ein Kugelgelenk verwendet,
um ein bewegliches Drehgelenk zu erzeugen. Es gibt zahlreiche Varianten
dieser Konzepte, welche mechanische Federn und komplexere strukturelle
Mechanismen umfassen.
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Die
US 2003/0191534 beschreibt eine Bandscheibenprothese umfassend eine
obere und eine untere Platte, einen zwischen den beiden Platten platzierten
zentralen Kern und ein Ringelement, welches so um den Kern zentriert
ist, dass die Bewegungen der Platten relativ zueinander und um den
Kern limitiert werden, um die Positionierstabilität des Kerns
zu gewährleisten
und um das Eindringen von Ablagerungen in das Innere der Prothese
zu verhindern.
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Ferner
beschreibt die WO 00/35385 eine Bandscheibenprothese umfassend zwei
Platten, eine Blase mit einem komprimierbaren Körper, die zwischen die Platten
geschaltet ist. Mindestens ein Ende des komprimierbaren Körpers ist
frei beweglich relativ zu der assoziierten Platte, um die mechanischen Eigenschaften
einer gesunden Bandscheibe zu erhalten.
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Die
US 2003/0055427 beschreibt eine intervertebrale Stabilisierungsvorrichtung
umfassend eine obere und eine untere Platte und ein zwischen die
Platten geschaltetes Dämpfungselement.
Das zwischengeschaltete Element ist ausgebildet zum Dämpfen eines
Versatzes zwischen den Wirbeln.
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Die
US 6 146 421 beschreibt
eine artikulierende selbstzentrierende Bandscheibenprothese umfassend
eine männliche
und eine weibliche Halteplatte, eine Doughnut-förmige Artikulationsvorrichtung
mit einer hemisphärischen
Lagerfläche
oder einem hemisphärischen
Lager. Diese Prothese ahmt die Bewegung einer wirklichen Bandscheibe
nach und zielt darauf ab, stabil, ohne einschränkende ("constraining") Faktoren, aber nicht steif zu sein.
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Ein
signifikanter Teil des Standes der Technik spricht die Fragen der
intervertebralen Bewegung an, nicht jedoch die Aspekte der anatomischen
Belastung.
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Die
künstlichen
Bandscheiben nach dem derzeitigen Stand der Technik sind mit verschiedenen
Problemen verbunden. So ist beispielsweise eine Anzahl von Implantaten,
die aus Polymeren hergestellt sind, von unzureichender Festigkeit,
um in den höher
belasteten Bereichen, z.B. in der Lendenwirbelsäule, effektiv zu arbeiten.
Derartige Polymere unterliegen häufig
einer bleibenden Druckverformung, so dass die ursprüngliche
Höhe des
Implantats über
die Zeit vermindert wird. Ein Chirurg muss entweder die Kompression
kompensieren, indem er initial eine größere polymere Prothese verwendet und
die Kompression abschätzt,
oder er muss die passend bemessene polymere Prothese verwenden und
später
dieselbe operativ ersetzen, sobald die irreversible Kompression
der Prothese inakzeptabel ist.
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Mit
Kugelgelenken konstruierte Implantate restringieren die stoßpuffernde
Wirkung von einer normalen Bandscheibe in starkem Maße oder
eliminieren sie. Dieses Implantat kann Bewegung bereitstellen, aber
aus biomechanischer Sicht übt
das Kugelgelenk einen negativen Einfluss auf andere, gesunde Bandscheiben
der Wirbelsäule
aus. Das Resultat können
langfristige Probleme auf anderen Etagen der Wirbelsäule sein,
wie man sie von der derzeitigen Fusionsbehandlung kennt.
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Andere,
oben nicht diskutierte Implantate verwenden Lagerflächen, die üblicherweise
Polyethylen-Lager-gegen-Metall-Grenzflächen aufweisen. Polyethylen
als Lagerfläche
ist problematisch beim Ersatz großer Gelenke wegen der Verschleißeigenschaften
des Materials. Da künstliche
Bandscheiben als langfristige Implantate gedacht sind, kann ein
solcher Verschleiß in
hohem Maße
schädigend
für umliegendes
Gewebe und Knochen sein.
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Im
Hinblick auf das oben Gesagte ist es wünschenswert, eine Lösung für den Bandscheibenersatz
bereitzustellen, welche die Bewegung des geschädigten natürlichen Bandscheibenbereichs
wiederherstellt und dabei Bewegung sowie Pufferung und Dämpfung erlaubt, ähnlich der
natürlich
vorkommenden Bandscheibe. Weiterhin ist es bevorzugt, wenn derartige
Bewegung, Pufferung und Dämpfung erlaubt
und zugleich ein polymeres oder elastomeres Material daran gehindert
wird, die relativ hohen Druckbelastungen zu erfahren, die in der
Wirbelsäule zu
sehen sind. Ferner ist es bevorzugt, wenn einer Lagerfläche erlaubt
wird, sich die Wirbelsäulenlasten mit
dem polymeren und dem elastomeren Material zu teilen. Schließlich ist
es bevorzugt, Veränderungen an
der künstlichen
Bewegung intraoperativ zu kontrollieren, um sich den anatomischen
Bedingungen anzupassen.
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Gemäß vorliegender
Erfindung wird eine künstliche
Bandscheibe bereitgestellt, umfassend Gehäuseglieder mit voneinander
beabstandeten, einander zugewandten Innenflächen und in entgegengesetzte
Richtung weisenden Außenflächen zum Eingriff
in voneinander beabstandete intervertebrale Flächen; selbsteinstellende Lagermechanismen, wirksam
angeordnet zwischen den Innenflächen
für eine
Bewegung relativ zu den Gehäusegliedern
zum Einstellen und Kompensieren von Bandscheibenbewegung; und einen
Positionierring zum Kontrollieren von Bewegung und Position der
Lagermechanismen und zur Absorption von Druckbelastungen.
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Die
Innenflächen
umfassen mindestens eine Ausnehmung zum Lagern des Positionierrings
in derselben. Die Positionierringmittel umfassen Eingriffsmittel,
welche mit der Unternut in der Ausnehmung in Wirkeingriff stehen.
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Ferner
wird eine künstliche
Bandscheibe bereitgestellt, umfassend Gehäuseglieder mit voneinander
beabstandeten, einander zugewandten Innenflächen und in entgegengesetzte
Richtung weisenden Außenflächen zum
Eingriff in voneinander beabstandete intervertebrale Flächen, wobei
die Innenflächen
eine ovale Ausnehmung hierauf aufweisen; wobei ovale Lagermechanismen
wirksam angeordnet sind innerhalb der ovalen Ausnehmung zwischen den
Innenflächen
für eine
Bewegung relativ zu den Gehäusegliedern
zum Einstellen und Kompensieren von Bandscheibenbewegung; und einen
ovalen Positionierring in Wirkeingriff mit der ovalen Ausnehmung und
den ovalen Lagermechanismen zum Kontrollieren von Bewegung und Position
der Lagermechanismen und zur Absorption von Druckbelastungen zwischen
den Lagermechanismen und den Gehäusegliedern.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein Federglied für eine künstliche
Bandscheibe bereit, umfassend einen im Wesentlichen ringförmigen Körper mit
einer axial verlaufenden Bohrung durch denselben hindurch, welche
einen Durchgang definiert.
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Weitere
Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich ohne weiteres aus
dem besseren Verständnis
der Erfindung, welches aus der folgenden Detailbeschreibung in Verbindung
mit der beigefügten
zeichnerischen Darstellung resultiert; in der Zeichnung zeigen:
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1 in
einer Seitenansicht eine perspektivische Darstellung eines Beispiels
für eine
künstliche Bandscheibe;
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2 in
einer Seitenansicht eine Explosionsdarstellung des in 1 gezeigten
Beispiels;
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3 in
einer Seitenansicht eine perspektivische Darstellung eines zweiten
Beispiels;
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4 eine
perspektivische Darstellung einer unteren Scheibe;
-
5 eine
Seitenansicht einer oberen Scheibe;
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6 in
einer Draufsicht eine perspektivische Darstellung eines oberen Gehäusegliedes;
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7 in
einer Ansicht von oben ein unteres Gehäuseglied;
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8 in
einer Seitenansicht eine perspektivische Darstellung einer künstlichen
Bandscheibe;
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9 eine
perspektivische Darstellung bei entferntem oberen Gehäuseglied;
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10 eine
perspektivische Darstellung einer alternativen Pad-Konfiguration;
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11 eine
perspektivische Darstellung eines weiteren Beispiels für ein Pad-Glied;
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12 ein
weiteres Beispiel für
eine künstliche
Bandscheibe;
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13 in
einer Seitenansicht eine perspektivische Explosionsdarstellung des
in 12 gezeigten Beispiels;
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14 ein
alternatives Beispiel für
Gehäuseglieder;
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15 ein
weiteres Beispiel für
Gehäuseglieder;
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16 eine
Explosionsdarstellung einer Verriegelung vom Bajonett-Typ eines Scheibengliedes
mit einem Gehäuseglied;
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17 eine
perspektivische Darstellung des Scheibengliedes, welches den Bajonettverriegelungsmechanismus
verwendet, um das Scheibenglied innerhalb eines Gehäusegliedes
zu verriegeln;
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18 eine
Explosionsdarstellung eines Scheibengliedes und eines Gehäusegliedes
mit einem Verriegelungsmechanismus zum Verriegeln des Scheibengliedes
innerhalb des Gehäusegliedes;
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19 eine
perspektivische Darstellung, die das Scheibenglied verriegelt innerhalb
des Gehäusegliedes
zeigt;
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20 eine
perspektivische Darstellung eines weiteren Beispiels für das Gehäuseglied;
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21 eine
querschnittliche Darstellung entlang der Linie 21-21 von 20;
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22 eine
perspektivische Darstellung eines Lastteilungs-Pad-Gliedes, umfassend
Flansche für
einen Verriegelungseingriff in die Ausnehmungen des in den 20 und 21 gezeigten
Gehäusegliedes;
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23 ein
weiteres Beispiel eines Verriegelungsmechanismus;
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24 eine
Draufsicht auf ein bewegliches Lager;
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25 eine
Draufsicht auf die künstliche Bandscheibe,
umfassend ein bewegliches Lager ohne Lastteilungs-Pads;
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26 eine
Draufsicht auf das multidirektionale bewegliche Lager;
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27A und 27B Seitenansichten
des beweglichen Lagers;
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28 in
einer Seitenansicht eine perspektivische Darstellung des beweglichen
Lagers, welches in einem Sitz gelagert ist;
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29 in
einer Draufsicht eine perspektivische Darstellung der Sitz-und-Lager-Kombination
in einem Gehäuse
mit Ausnehmungen für
Lastteilungs-Pads;
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30 in
einer Seitenansicht eine perspektivische Darstellung eines weiteren
Beispiels einer künstlichen
Bandscheibe;
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31 eine
perspektivische Darstellung der Basisplatte;
-
32 eine
Seitenansicht des unteren Gehäuses;
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33 eine
perspektivische Darstellung einer an dem Lager inkorporierten sphärischen
Oberfläche;
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34 eine
perspektivische Darstellung einer an dem Lager inkorporierten sphärischen
Oberfläche;
-
35 eine
Seitenansicht;
-
36 eine
Seitenansicht;
-
37 in
einer Seitenansicht eine perspektivische Darstellung;
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38 eine
perspektivische Darstellung der Basisplatte, wobei das Lager entweder
konvex oder konkav ist;
-
39 eine
perspektivische Darstellung der Basisplatte, wobei das Lager entweder
konvex oder konkav ist;
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40 in
der Draufsicht eine perspektivische Darstellung der Stoßfänger;
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41 eine perspektivische Darstellung einer
Ausführungsform
der Gehäuseglieder
gemäß vorliegender
Erfindung, wobei die Gehäuseglieder Öffnungen
für Knochenschrauben
und einen Positionierring umfassen;
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42 eine
perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der Gehäuseglieder
gemäß vorliegender
Erfindung, wobei eine Ausnehmung für die Aufnahme des Positionierrings
und der Lagerscheiben gezeigt ist;
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43 eine
perspektivische Darstellung einer Ausführungsform des Gehäusegliedes,
welches ovalförmig
ist;
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44 eine
perspektivische Darstellung eines ovalförmigen Positionierrings;
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45 eine
perspektivische Darstellung von ovalförmigem Positionierring, Lagerscheibe
und Gehäuseglied;
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46 in
einer Seitenansicht ein oberes Gehäuseglied umfassend eine feste
Lagerscheibe,
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47 eine
geschnittene Ansicht der Bandscheibe gemäß vorliegender Erfindung, welche
den Eingriff der Lagerflächen
und den Eingriff des ovalen Positionierrings zeigt, wobei die Lagerscheibe
ovalförmig
ist und die Ausnehmung an dem Gehäuseglied ovalförmig ist;
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48 eine
perspektivische Ansicht der Bandscheibenanordnung gemäß vorliegender
Erfindung;
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49 die
Insertion einer Probe in den Bandscheibenraum;
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50 eine
Bohrführung
zur Verwendung beim Bohren von Pilotlöchern an Führungsplattenlokalisationen;
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51 das
Sichern der Führungsplatte
mit selbstschneidenden Führungsplattenschrauben;
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52 die
Insertion von Reibscheiben passend zu der Probennummer in die Bandscheibenanordnung;
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53 den
Eingriff der Probe mit der Bandscheibenanordnung;
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54 das Entfernen der Führungsplattenschrauben und
der Führungsplatte;
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55 die
Insertion eines Bandscheibenhalters mit Löchern in der Platte;
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56 die
Insertion von Schrauben in Gewindelöcher zum Sichern der Bandscheibe
an den Vertebralkörpern;
und
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57 die
befestigte Bandscheibenanordnung.
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Eine
künstliche
Bandscheibe ist insgesamt mit 10 in den Figuren bezeichnet. Ähnliche
Strukturen in verschiedenen Ausführungsformen
sind durch Ziffern, die mit Hochstrichen versehen sind, gekennzeichnet.
Die Erfindung betrifft eine künstliche
Bandscheibe, in anderer Terminologie des Standes der Technik auch
als intervertebrale Abstandshalter-(Spacer-)Vorrichtung oder spinales
Disc bezeichnet, zum Ersetzen einer geschädigten Bandscheibe in der Wirbelsäule. Die
Erfindung stellt die Bewegung der geschädigten natürlichen Bandscheibe wieder her,
die Bewegung sowie Pufferung und Dämpfung erlaubt. Wie im Folgenden
ausführlicher
beschrieben, erlaubt die vorliegende Erfindung ferner intraoperative
Veränderungen
an der künstlichen
Bandscheibenbewegung zur Anpassung an die jeweiligen anatomischen
Verhältnisse.
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Es
wird nun auf die Figuren Bezug genommen, gemäß welchen die Bandscheibe 10 ein
oberes Gehäuseglied,
insgesamt mit 12 bezeichnet, und ein unteres Gehäuseglied,
insgesamt mit 14 bezeichnet, umfasst. Die Gehäuseglieder 12, 14 umfassen
voneinander beabstandete, einander zugewandte Innenflächen 16 und 18 und
in entgegengesetzte Richtung weisende Außenflächen 20, 22 zum
Eingriff in voneinander beabstandete intervertebrale Flächen. Ein Paar
von Lagerflächen 24, 26 erstrecken
sich von jeder der Innenflächen 16, 18 zum
Eingriff miteinander, wobei sie reibungsarme und kompressionsresistente Bewegung
der Gehäuseglieder 12, 14 relativ
zueinander unter Kompression erlauben. Wie in den verschiedenen
Figuren gezeigt, sind die Lagerflächen integral mit Scheibengliedern 28, 30 ausgebildet.
Die Gehäuseglieder 12, 14 können aus
verschiedenen Materialien hergestellt sein, einschließlich Metallen wie
Titan sowie Keramiken und Kunststoffen. Ferner können die Gehäuseglieder 12, 14 mit
Materialien beschichtet sein, um die Reibung zwischen den Komponenten
der Bandscheibe 10 zu vermindern, insbesondere zwischen
den Gehäusegliedern 12, 14 und den
Lagerscheibengliedern 28, 30. Beschichtungsmaterialien
umfassen – ohne
jedoch hierauf beschränkt
zu sein – TiN
(Titannitrid), Diamant, diamantartige Materialien, synthetische
kohlenstoffbasierte Materialien, chrombasierte Materialien und beliebige andere ähnliche
Beschichtungsmaterialien, wie sie dem Fachmann bekannt sind. Wenn
sie integral mit den Lagerflächen 24, 26 ausgebildet
sind, können
die Gehäuseglieder 12, 14 aus
dem bevorzugten Material für
die Lagerscheiben 28, 30, wie oben diskutiert, hergestellt
sein. Auf Basis dieser Lehre sind verschiedene andere Konfigurationen
für den
Fachmann auf dem Gebiet, welches die Erfindung umfasst, möglich.
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Die
Lagerflächen 24, 26 bilden
vorzugsweise ein bewegliches Lager 23, welches in der Lage
ist, die Position des Lagers 23 innerhalb eines Gehäuses 14 nach
Bedarf automatisch einzustellen. Das bewegliche Lager 23 ist
in den 24 bis 29 gezeigt.
Vorzugsweise ist das Lager 23 aus einem beliebigen Material
hergestellt, welches entlang der Oberfläche des Gehäuses 14, in dem es
platziert ist, mit minimalem bis gar keinem Verschleiß an dem
Lager 23 oder dem Gehäuse 14 gleitet.
Beispiele für derartige
Materialien umfassen Keramik, Metall oder andere geeignete Materialien,
die nicht negativ mit dem Gehäuse 14 reagieren.
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Das
Lager 23 gemäß vorliegender
Erfindung ist innerhalb eines Schlitzes 35 eines Gehäuses 14 angeordnet.
Das Lager 23 kann sich innerhalb des Schlitzes 35 als
Antwort auf die Bewegung des Gehäuses 14 frei
bewegen oder schwimmen. Das Lager 23 ist ausgebildet, richtige
Pufferung und Lagerung des Gehäuses 14 gemäß den Anforderungen
des spezifischen Systems, in dem das Lager 23 platziert ist,
bereitzustellen. Das Lager 23 kann in einem beliebigen
Gelenk verwendet werden, um richtige Lagerung für das Gelenk bereitzustellen.
Wenn das Lager 23 beispielsweise in einer künstlichen
Bandscheibenanordnung verwendet wird, stellt das Lager 23 Pufferung
bereit, um zu verhindern, dass die Platten, welche die Scheibe beherbergen,
einander berühren und
aneinander verschleißen.
Wenn das Lager 23 innerhalb des Knies verwen det wird, stellt
das Lager 23 ferner Pufferung für das Gehäuse 14 während der Bewegung
des Gehäuses 14 bereit.
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Das
hierin offenbarte Lager 23 kann sich unter Lastbedingungen
frei bewegen, während
es die Kontaktfläche
der oberen und unteren Lagerfläche 20, 24 maximiert.
Anders ausgedrückt:
innerhalb des Schlitzes 35, in dem das Lager 23 angeordnet
ist, kann sich das Lager 23 in jeder zur Bereitstellung
der richtigen Lagerung für
das Gehäuse 14 erforderlichen
Richtung bewegen. Das Lager 23 kann sich auf diese Weise
bewegen, weil das Lager 23 ein schwimmendes Lager ist,
das an dem Gehäuse 14,
in dem es platziert ist, nicht befestigt oder fixiert ist. Statt dessen "schwimmt" das Lager 23 innerhalb
des Gehäuses 14,
wodurch das Lager 23 beweglich ist und sich frei in jeder
zur Bereitstellung der richtigen Lagerung erforderlichen Richtung
bewegen kann.
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Das
Gehäuse 14 limitiert
die "schwimmende" Bewegung des Lagers 23.
Anders gesagt: die Bewegung des Lagers 23 kann limitiert
werden auf Basis der Größe des Gehäuses 14 und
insbesondere des Schlitzes 35, in dem das Lager 23 angeordnet
ist. Der Schlitz 35, in dem das Lager 23 angeordnet
ist, diktiert den Bewegungsumfang des Lagers 23, d.h. die Bewegung
kann so eingeschränkt
("constrained") werden, dass das
Lager 23 sich nur von einer anterioren zu einer posterioren
Position bewegen kann. Im Einzelnen umfasst der Schlitz Seitenwände 37,
welche die Größe und Gestalt
des Schlitzes 35 definieren, und einen Sitz 39,
auf dem das Lager angeordnet ist. Die Bewegung des Lagers 23 wird
restringiert auf Basis der Gestalt der Wände 35 des Schlitzes 35, in
dem das Lager 23 sitzt. Beispielsweise kann der Schlitz 35 die
Gestalt eines Kreises, eines Ovals oder eine beliebige andere, rundseitige
Gestalt aufweisen. Der Schlitz 35 muss mit gerundeten Seiten
ausgebildet sein, um Festsetzen des Lagers 23 in einer
Ecke des Schlitzes 35 zu verhindern. Der Schlitz 35 kann so
ausgebildet sein, dass der Sitz 39 keine gleichförmige Tiefe
aufweist, derart, dass es Höhen
oder Winkel innerhalb des Schlitzes 35 gibt, wie in 27 gezeigt. Das Fehlen von Gleichförmigkeit
restringiert die Bewegung des Lagers 23 innerhalb des Schlitzes 35,
weil das Lager 23 zusätzliche
Kraft benötigen würde, um
in Richtung der Höhe
oder des Winkels zu gleiten.
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Erfindungsgemäß ist ein
entfernbarer Einsatz 33, wie in den 28 und 29 gezeigt,
innerhalb des Gehäuses 14 angeordnet,
um das Lager 23 an Ort und Stelle zu halten. Der Einsatz 33 umfasst eine
obere Oberfläche 29 zum
Ineingriffkommen mit den Lagerflächen 24, 26.
Der Einsatz 33 kann aus einem beliebigen Material hergestellt
sein, welches dem Lager 23 ein funktionelles "Schwimmen" über den Einsatz 33 ohne übermäßige Reibung
erlaubt. Der Vorteil der Einbeziehung des Einsatzes 33 in
ein Gehäuse 14 liegt
darin, dass der Einsatz 33 aus einem Material hergestellt
werden kann, das von dem des Gehäuses 14 verschieden
ist. So kann das Gehäuse 14 aus
einer ersten Zusammensetzung hergestellt sein, die vorteilhaft für die Funktionalität des Gehäuses ist
und andere Festigkeitseigenschaften bereitstellt, während der
Einsatz 33 aus einem gleitfähigeren Material hergestellt
sein kann, um eine effizientere reibungsfreie Bewegung des Lagers 23 hierauf zu
erlauben.
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Die
Bewegung des Lagers 23 wird restringiert auf Basis der
Gestalt des Einsatzes 33, in dem das Lager 23 platziert
ist. Der Einsatz 33 umfasst Seitenwände 41, welche die
Größe und Gestalt
des Einsatzes 33 definieren, und einen Einsatzsitz 29,
auf dem das Lager angeordnet ist. Die Bewegung des Lagers 23 wird
restringiert auf Basis der Gestalt der Wände 41 des Einsatzes 33,
in dem das Lager 23 sitzt. Beispielsweise kann der Einsatz 33 die
Gestalt eines Kreises, eines Ovals oder eine beliebige andere, rundseitige
Gestalt aufweisen. Der Einsatz 33 ist mit gerundeten Seiten
auszubilden, um Festsetzen des Lagers 23 in einer Ecke
des Einsatzes 33 zu verhindern. Der Einsatz 33 kann
so ausgebildet sein, dass der Einsatzsitz 29 keine gleichförmige Tiefe
aufweist, derart, dass es Höhen
oder Winkel innerhalb des Einsatzes 33 gibt, wie in 27 gezeigt. Das Fehlen von Gleichförmigkeit
restrin giert die Bewegung des Lagers 23 innerhalb des Einsatzes 33,
weil das Lager 23 zusätzliche
Kraft benötigen
würde,
um in Richtung der Höhe
oder des Winkels zu gleiten.
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Das
Gehäuse 14 kann
ferner Lastverteilungs-Dämpfer-
und Puffer-Pad-Ausnehmungen 32, 58 aufweisen.
Lastteilungs-Pads 32, 34, insgesamt mit 31 bezeichnet
und spezifisch als Pads 32 und 34 in den 1 und 2 angegeben,
sind zwischen den Innenflächen 16, 18 und
um mindestens einen Teil der Lagerflächen 24, 26 angeordnet,
um die Absorption von Druckbelastungen mit den Lagerflächen 24, 26 zu
teilen und zugleich die Relativbewegung der Gehäuseglieder 12, 14 zu
limitieren. Im Einzelnen stellen unter in-vivo-Lastbedingungen die
zentralisierten Lagerflächen 24, 26 und
die schwimmenden Lagerflächen
nicht nur eine dreidimensionale Relativbewegung zwischen den Gehäusegliedern 12, 14 bereit,
sondern sie teilen ferner mit den Lastteilungs-Pads 32, 34 die Funktion
des Verteilens von Drucklasten auf der Vorrichtung 10,
um ein System für
Bewegung und effektive Lastverteilung bereitzustellen. Die zentralisierten
reibungsarmen und kompressionsresistenten Lagerflächen 24, 26 erlauben volle
Bewegung in multiplen Ebenen der Wirbelsäule, während die Lastverteilungs-Dampfer-
und Puffer-Pads 32, 34 gleichzeitig die Last teilen.
Kritisch ist die Funktion der Pads 32, 34, welche
die Last mit den Lagerflächen 24, 26 teilen.
Zwar können
die Pads 32, 34 kompressibel sein, doch ist die
Kompression durch die Nichtkompressibilität der Lagerflächen 24, 26 limitiert. Ähnlich können zwar
die Lagerflächen
die Bewegung in multiplen Ebenen zulassen, doch sind die Pads 32, 34 fest
an den Gehäusegliedern 12, 14 gesichert,
wodurch zwar ein gewisses Ausmaß an Flexibilität und damit
Bewegung der Gehäuseglieder 12, 14 relativ
zueinander erlaubt, eine derartige Bewegung zugleich aber auch begrenzt
wird. Insgesamt erlaubt jedes Element – die Lagerflächen 24, 26 und die
Pads 32, 34 – Bewegung,
limitiert aber zugleich eine derartige Bewegung, sei es die Gleitbewegung der Lagerflächen 24, 26 oder
die durch die Pads 32, 34 erlaubte Pufferbewegung.
Jedes Element erlaubt eine Relativbewegung, aber zugleich limitiert
jedes Element die Bewegung des anderen Elementes des Systems.
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Im
Hinblick auf das oben Gesagte erlaubt das System die Wiederherstellung
der normalen Bewegung bei Aufrechterhaltung der Lastpufferungsfähigkeiten
einer gesunden Bandscheibe. Dies wird besonders deutlich bei Bewegung
der Wirbelsäule. Eine
Rotation des oberen und unteren Gehäusegliedes 12, 14 bewirkt,
dass die Lastverteilungs-Dämpfer-
und Puffer-Pads 32, 34 einen Teil der Last absorbieren.
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Wie
in den verschiedenen Figuren gezeigt, können die Lagerflächen 24, 26 einen
konkaven Oberflächenbereich
an einem der beiden Glieder, welche sind oberes und unteres Scheibenglied 28, 30,
umfassen, und einen konvexen Oberflächenbereich an dem jeweils
anderen. Die konkave Oberfläche
ist innerhalb der konvexen Oberfläche für eine Gleitbewegung relativ
dazu gelagert, was effektiv in einer relativen Drehbewegung der
Gehäuseglieder 12, 14 resultiert,
wobei mindestens ein Teil der Lastteilungs-Pads 32, 34 komprimiert
wird, während
mindestens ein Teil der gegenüberliegend
angeordneten Lasttrage-Pads 32, 34 gedehnt wird.
Alternativ kann eines der Glieder, welche sind oberes und unteres Scheibenglied 28, 30,
eine der Oberflächen,
welche sind konvexe und konkave Oberfläche, aufweisen.
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Die
Scheibenglieder 28, 30 können aus einer Zusammensetzung
hergestellt sein, die nichtkompressibel ist. Derartige Zusammensetzungen
können aus
der Gruppe ausgewählt
sein, welche Keramiken, Kunststoffe und Metalllagerwerkstoffe, z.B.
Cobalt und Chrom, umfasst. Alternativ können die Gehäuseglieder 12, 14 Vorsprünge umfassen,
wobei die Scheibenglieder 28, 30 effektiv integral
mit den Gehäusegliedern 12, 14 ausgebildet
sind. In dieser Situation kann das gesamte Gehäuse, einschließlich der Vorsprünge mit
den Lagerflä chen 24, 26 hierauf,
aus dem nichtkompressiblen Material hergestellt sein, vorzugsweise
einem Keramikmaterial. Wie im Vorstehenden gesagt, sind alternative
Konfigurationen für
den Fachmann aus seinem Verständnis
der vorliegenden Erfindung möglich.
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Die
Lastteilungs-Pads 32, 34 können in verschiedenen Konfigurationen
vorliegen, wie in den Figuren gezeigt, z.B. als gepaarte Pads 32, 34,
wie in den 1-3 gezeigt.
Alternativ kann die Vorrichtung 10 vier gegenüberliegend
angeordnete Pads 38, 40, 42, 44 umfassen,
wie in 10 gezeigt. Eine weitere Ausführungsform
der Erfindung ist in 11 gezeigt, wobei ein einzelnes
Pad 46 die Oberfläche 18''''' des Gehäusegliedes 14''''' im Wesentlichen bedeckt. Die Pads
können
in ihrer Kontur der Gestalt der Gehäuseglieder angepasst sein,
wie z.B. in den 12, 13 gezeigt,
wobei das Pad-Glied 48 ein ringförmiges Pad-Glied ist, welches
mit einem ringförmigen
Gehäuse 12'''''', 14'''''' angeordnet
ist. Die Wahl derartiger Gehäuseglieder 12, 14 und
Pad-Glieder 31 kann bestimmt werden auf Basis des Ortes der
Platzierung der Vorrichtung 10 sowie der Abstandsbedingungen
zwischen den Wirbeln und den Lasttrage-Notwendigkeiten in Abhängigkeit
von der angesprochenen Etage der Wirbelsäule. Anders gesagt: es können Vorrichtungen
von verschiedener Gestalt verwendet werden, z.B. die rund gestalteten Gehäuseglieder,
wie in 12 gezeigt, zur Platzierung
zwischen kleineren Bandscheiben, z.B. der Halswirbelsäule, während mehr
rechteckig gestaltete Formen, z.B. die in den 1-11 gezeigten
Gehäuseglieder,
zwischen den Lendenwirbeln verwendet werden können.
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Die
Lastteilungs-Pads 31, wie auch immer sie gestaltmäßig konfiguriert
sein mögen,
sind elastisch, um eine relative Verdrehbewegung zwischen den Gehäusegliedern 12, 14 zu
erlauben und eine dreidimensionale Relativbewegung zwischen den Gehäusegliedern 12, 14 zu
bewirken bei gleichzeitiger Limitierung der Bewegung und Verhinderung
des Kontaktes zwischen den Gehäuse gliedern 12, 14 bis auf
den Kontakt zwischen den Lagerflächen 24, 26. Mit "elastisch" ist gemeint, dass
die Pad-Glieder 31 kompressibel und dehnbar sind, zugleich
aber einen Selbstzentrierungseffekt für die Anordnung bereitstellen,
mit spezieller Hinsicht auf die Gehäuseglieder 12, 14 sowie
die Lagerflächen 24, 26.
Auslenkung oder Rotation der Kräfte,
die als Folge der Relativbewegung der Lagerflächen 24, 26 und
ebenso der Gehäuseglieder 12, 14 erzeugt
werden, zwingt die Pads 31 dazu, in einer Weise zu wirken,
die der Kraft entgegenwirkt, so dass der Anordnung 10 eine einzigartige
Selbstzentrierungsfähigkeit
erlaubt wird. In einer idealen Situation, in der die Facetten des
Patienten unkompromittiert und die ligamentären Gleichgewichte intakt sind,
mag dieser Selbstzentrierungsaspekt zwar nicht vollständig notwendig
sein. Anders ausgedrückt:
die Patientenanatomie kann noch Stabilisierung bereitstellen, insbesondere
können
die Ligamente eine Selbstzentrierung bereitstellen. Jedoch machen
ligamentäres
Ungleichgewicht und geschädigte
Facetten normalerweise eine künstliche
Bandscheibe bestenfalls fragwürdig
bei Verwendung der derzeit verfügbaren
Technologie. In solchen Fällen
stellt es einen großen
Vorteil dar, dass sich mit der Fähigkeit
zur Selbstzentrierung und Bewegungsrestriktion (die Pads 31 gemäß vorliegender Erfindung
sind elastisch und restringieren somit die Bewegung durch Dehnung
und Rückkehr
in die Ruhelage) die Möglichkeit
ergibt, die Indikation auf Patienten auszuweiten, die derzeit als
außerhalb
des Bereichs der Technologie der künstlichen Bandscheiben liegend
angesehen werden.
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Die
Pads 31 vermitteln der Erfindung weitere Vorteile. Ein
Schlüsselvorteil
liegt in der Fähigkeit,
die Pads 31 an die Anforderungen des jeweiligen Patienten
und Chirurgen anpassen zu können.
In solchen Fällen,
wo der Bewegungsumfang infolge kompromittierter Facetten restringiert
werden muss, kann ein härteres,
weniger elastisches Pad zwischen die Gehäuseglieder 12, 14 inseriert
werden. Weil dieses weniger elastische Pad sich weniger bewegen
und dehnen wird, wird die Bandscheibe automatisch in ihrer Bewegung
restringiert. Diese Methode der Anpassung von Pads kann intraoperativ
erfolgen, um chirurgische und patientenspezifische Bedingungen zu kompensieren.
Für den
Fachmann wäre
es möglich, mit
multiplen Pads verschiedener Eigenschaften und Materialien die Anordnung 10 auf
die Bedürfnisse
eines Patienten und Chirurgen fein abzustimmen.
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Die
Pads 31 sind aus einem Polymer oder Elastomer hergestellt,
welches eine Auslenkung unter Last erlaubt. Beispiele für solche
Polymere und Elastomere sind Silicon, Polyurethan und Urethan-Komposite.
Wie oben mit Bezug auf Flexibilität oder Elastizität diskutiert,
sind Gehalt und Zusammensetzung der Pads 31 einstellbar.
Ein hochdichtes Material erzeugt eine sehr starre Bandscheibe, während ein
sehr weiches Material eine sehr frei bewegliche Bandscheibe erzeugt.
Die Bewegung wird in allen Ebenen des Pads auf Basis dieser Faktoren
restringiert. Die Rotation wird ebenfalls restringiert, ebenso Flexion
oder Bewegung der Bandscheibe. Der mögliche Kompressionsgrad wird
gemäß den Materialeigenschaften
der Pads restringiert oder erlaubt. Dies gilt für nach hinten gerichtete Bewegung
oder Seit-zu-Seit-Bewegung. Die Pads 31 sind also stets in
Kontakt und teilen sich stets die Last unter jeder Einstellung der
Relativpositionierung der Gehäuseglieder 12, 14.
Weil Bewegung die Pads in Kontakt zwingt, dämpfen die Pads 31 automatisch
die von dem künstlichen
Bandscheibenkonstrukt 10 aufgeprägten Belastungen.
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Mit
spezieller Hinsicht auf die Flexibilität oder Elastizität der Polymer-
oder Elastomerzusammensetzung der Pads 31 können die
Pads ausgewählt sein
aus einer Zusammensetzung mit einer Härte (Durometer) von 20 bis
98 auf der Shore-Skala OO. Alternativ können die Pads 31 ausgewählt sein
aus einer Zusammensetzung mit einer Härte (Durometer) von 10 bis
100 auf der Shore-Skala
A. Als eine weitere Alternative können die Pads 31 ausgewählt sein aus
einer Zusammensetzung mit einer Härte (Durometer) von 22 bis
75 auf der Shore-Skala D. In jedem Fall können die Pad-Glieder 31 während der
Operation und Prozedur von dem Kliniker so gewählt werden, dass sie der jeweiligen
Situation angepasst sind. Zwar können
die Pad-Glieder 31 vorab, vor Insertion der Vorrichtung 10 in
situ, zwischen den Gehäusegliedern 12, 14 inseriert
sein; die verschiedenen Konfigurationen gemäß vorliegender Erfindung können jedoch
einen in-situ-Austausch der Pad-Glieder 31 erlauben, um
so die Flexibilität
oder Elastizität
der Glieder patientenspezifisch auszuwählen. Auf diese Weise werden
die Pad-Glieder 31 patientenspezifisch zugeschnitten für die individuelle
Umgebung des intervertebralen Raums, in dem die Vorrichtung angeordnet
werden soll.
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Die
Scheibenglieder 28 und 30 und die Pads 31 können zwischen
den Gehäusegliedern 12, 14 mit verschiedenen
Mitteln in Position gehalten oder verriegelt sein. Die Scheibe 28, 30 kann
mittels Pressfit-Verjüngung,
Haltering oder anderer Mittel mit den Gehäusegliedern 12, 14 verriegelt
sein. Der Schlüsselaspekt
derartiger Verriegelungsmechanismen liegt darin, eine Bewegung der
Scheibenglieder 28, 30 gegen das obere oder untere
Gehäuseglied 12, 14 nach
erfolgtem Einbau zu verhindern, um zusätzlichen Verschleiß zu verhindern.
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Die 1 und 2 zeigen
Scheibenglieder 28, 30, welche in Ausnehmungen
(nur die untere Ausnehmung 50 ist in einer Explosionsdarstellung
in 2 gezeigt) in jeder der Innenflächen 16, 18 der Gehäuseglieder 12, 14 angeordnet
sind. Die 6 und 7 sind Draufsichten,
die ein Beispiel des Gehäusegliedes 12', 14' zeigen, wobei
jede Ausnehmung 50', 52 eine
Rampenfläche 54, 56 umfasst, welche
von einer Außenkante
zu dem einwärts
verjüngten
Ausnehmungsbereich 50', 52 führt. Die
Rampe 54, 56 erlaubt Zugriff auf die Scheibenglieder 28, 30 zwischen
den Gehäusegliedern 12', 14' nach Platzierung
der Gehäuseglieder 12', 14' in dem intervertebralen
Raum. Dieser intraoperative Zugang zu den Scheibengliedern 28, 30 erlaubt
es dem Chirurgen, verschieden große Scheibenglieder unter Lastbedingungen
zu testen, um die Scheibenglieder an Ort und Stelle perfekt anzupassen.
Ein derartiger Vorteil ist mit keiner der Vorrichtungen nach dem
Stand der Technik zu erhalten.
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Ein
alternativer mechanischer Mechanismus zum Verriegeln der Scheibenglieder
innerhalb der Gehäuseglieder
ist in 16 gezeigt. Das repräsentative
Gehäuseglied 12''' umfasst
eine Ausnehmung 52'.
Die Ausnehmung 52' umfasst
eine im Wesentlichen bogenförmige
periphere Unternut 70. Die Nut ist definiert durch einen
Lippenbereich 72, welcher mindestens eine und vorzugsweise
mindestens zwei Öffnungen 74, 76 umfasst.
Das Scheibenglied 28''' umfasst sich radial auswärts hiervon
erstreckende bajonettartige Flansche 78, 80, wobei
die Flansche 78, 80 so gestaltet sind, dass sie
durch Ausnehmungen 74, 76 aufgenommen werden.
In der Operation kann das Scheibenglied 28''' so innerhalb
der Ausnehmung 52' angeordnet
werden, dass die Flansche 78, 80 mit den Ausnehmungen 74, 76 ausgerichtet
sind. Nach erfolgter Anordnung kann das Scheibenglied 28''' gedreht
werden, wodurch ein bajonettverschlussartiger Verriegelungsmechanismus
des Scheibengliedes 28''' innerhalb des Gehäuses 12''' bereitgestellt
wird, wie in 17 gezeigt.
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Ein
weiteres alternatives Beispiel für
den Verriegelungsmechanismus ist in den 18 und 19 gezeigt.
Das Gehäuseglied 12''' umfasst
eine im Wesentlichen bogenförmige
Ausnehmung 52'' mit einem offenen
Endbereich 82, der sich zu einem Rand 84 des Gehäusegliedes 12''' erstreckt.
Die Ausnehmung 52'' umfasst einen
Lippenbereich 86, der sich um einen wesentlichen Teil derselben
erstreckt und eine Innennut 88 zwischen der Sitzfläche 90 der
Ausnehmung 52'' und dem Lippenbereich 86 definiert.
Armbereiche 92, 94 sind Fortführungen des Lippenbereichs 86,
erstrecken sich aber ausgehend und separat von peripheren Enden 96, 98 des
Gehäusegliedes 12'''.
Die Armbereiche 92, 94 weisen eine federartige
Qualität
auf, so dass sie von dem durch die Ausnehmung 52'' definierten bogenförmigen Kreis
auswärts
ausgelenkt werden können.
Jeder der Arme 92, 94 weist einen Ellbogenbe reich 100, 102 auf,
der sich von jedem Armbereich 92 bzw. 94 zu der
Sitzfläche 90 hin
erstreckt. Das Scheibenglied 28''' umfasst einen
im Wesentlichen bogenförmigen
peripheren, sich radial auswärts
erstreckenden Flanschbereich 104. Der Flanschbereich 104 umfasst
zwei Stoßkanten 106, 108.
In der Operation werden der Flansch 104 und das Scheibenglied 28''' innerhalb
der ringförmigen
Ausnehmung oder Nut 88 angeordnet, wobei die Arme 92, 94 auswärts ausgelenkt
werden. Nach erfolgter Anordnung in der Ausnehmung 52'', wie in 19 gezeigt,
kommen die Ellbogen 100, 102 mit den Stoßflächen 106, 108 des Scheibengliedes 28''' in
Eingriff, wodurch das Scheibenglied 28''' an Ort und
Stelle verriegelt wird. Durch Auswärtsauslenken der Arme 92, 94 kann
das Scheibenglied 28''' selektiv aus dem verriegelten
Eingriff gelöst
werden, um weitere Anpassung der Wahl des Scheibengliedes während einer
Operationsprozedur zu ermöglichen.
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Ferner,
wie am besten in den 6 und 7 gezeigt,
können
die Pad-Glieder 31 in jeweiligen Ausnehmungen 58, 60 in
dem unteren und oberen Gehäuseglied 12', 14' angeordnet
sein. Es ist bevorzugt, wenn die Pad-Glieder 31 mit den
Gehäusegliedern 12', 14' permanent verbunden
werden mittels mechanischer Mechanismen und/oder verschiedenen Adhäsivmaterialien,
Z.B. Cyanoarylaten, Urethanen und anderen Adhäsivmaterialien für medizinische
Zwecke. Diese Liste von Adhäsivmaterialien, ebenso
wie andere Auflistungen von Komponenten in der vorliegenden Anmeldung,
sind rein beispielhaft und nicht erschöpfend gemeint.
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Beispiele
für mechanische
Mechanismen zum Verriegeln der Pad-Glieder 31 in Ausnehmungen
in den Gehäusegliedern
sind in den 20-23 gezeigt.
Ein derartiger Mechanismus ist ein Hinterschneidungsverriegelungsmechanismus,
wie in den 20-22 gezeigt.
Ein Gehäuseglied 12'''' umfasst eine
zentrale Ausnehmung 52, wie in 6 gezeigt,
die einen Rampenbereich 56 aufweist. Der Rampenbereich 56 umfasst
eine zentral angeordnete Zungennut 57, wel che die Insertion einer
spatelartigen Vorrichtung unter ein innerhalb der Ausnehmung 52 angeordnetes
Scheibenglied erlaubt, um das Scheibenglied aus der Ausnehmung herauszunehmen, ähnlich der
Verwendung eines schuhlöffelartigen
Mechanismus. Ausnehmungen 60' umfassen
Hinterschneidungsausnehmungen 110, 112 für einen
Verriegelungseingriff mit einem peripheren Flanschbereich 114,
der sich von einem Rand 116 eines Pad-Gliedes 31' erstreckt.
Weil das Pad-Glied aus einem auslenkbaren Material hergestellt ist,
kann der Flanschbereich 114 mit Presssitz in die Hinterschneidung 110, 112 gefügt werden.
Der Hinterschneidungsverriegelungsmechanismus verhindert effektiv
ein Lösen
des Pad-Gliedes 31' mit dem
Gehäuseglied 12'''' in situ. Es
versteht sich, dass der obere Flansch 118 mit einem ähnlichen
Hinterschneidungsverriegelungsdetail von Ausnehmungen innerhalb
des gegenüberliegenden
Gehäusegliedes
(nicht gezeigt) verriegelt wird.
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Ein
alternativer Verriegelungsmechanismus zwischen dem Pad-Glied und
dem Gehäuseglied kann
eine Zunge-und-Nut-Anordnung sein wie in 23 gezeigt.
Der Zungenbereich 122 kann an dem Pad oder an dem Gehäuse angeordnet
sein; die Nut 124 kann an dem jeweils anderen der beiden Glieder,
welche sind Pad und Gehäuse,
angeordnet sein. Anders gesagt: eines der Verriegelungsglieder kann
die Zunge 122 umfassen, und das jeweils andere Verriegelungsglied
umfasst die Nut 124. Als Alternative hierzu oder zu den
anderen aufgezeigten Verriegelungsmechanismen kann die Ausnehmung und/oder
das Pad mehrfache Nuten oder Schlitze sowie mehrfache Zungen aufweisen.
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Die
verschiedenen Ausnehmungen oder Taschen 50', 52, 58, 60 können verschiedene
relative Größen und
Gestalten aufweisen. Beispielsweise kann das obere Gehäuseglied 12' eine größere Ausnehmung
oder Tasche zum Lagern einer relativ größeren Scheibe 28 aufweisen,
und das untere Gehäuseglied 14' kann eine kleinere
Ausnehmung oder Tasche (wobei größer und
kleiner sich auf den Durchmesser der ringförmigen Ausnehmung beziehen) zum
Lagern einer relativ kleineren unteren Scheibe 30 aufweisen,
wodurch ein größerer Bewegungsumfang
an der Lagerflächengrenzfläche bereitgestellt wird.
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Die
verschiedenen Figuren zeigen, dass die Außenflächen 20, 22 der
verschiedenen Ausführungsformen
der Gehäuseglieder 12, 14 Flansche aufweisen
können,
die insgesamt mit 60 bezeichnet sind. Die Flansche 60 oder
Finnen, wie sie auf dem Fachgebiet manchmal bezeichnet werden, stellen
einen Mechanismus für
die Fixation an die intervertebralen Flächen bereit. Verschiedene Beispiele,
z.B. die in den 1 und 2 gezeigten,
sind Konstrukte mit zwei Finnen. Andere Beispiele, z.B. die in den 8, 12 und 13 gezeigten,
sind Konstrukte mit einer einzigen Finne oder einem einzigen Flansch.
In Abhängigkeit
von der Natur der Oberflächen,
mit denen die Außenflächen 20, 22 zur
Anlage kommen, kann der Chirurg verschiedene Flansch- oder Finnenkonfigurationen
wählen.
Ferner können die
Finnen 60 in alternativen Positionen angeordnet sein, entweder
zentral, wie in vielen der Figuren gezeigt, oder peripher, wie in 14 gezeigt,
zur spezifischen Verwendung mit anterioren Extensionsplatten, wie
bei Schraubenfixationen. Die Flansche, z.B. der Flansch 60''''''', kann eine
durch ihn hindurchgehende Bohrung 62 aufweisen, die entweder
eine glatte Oberfläche
oder ein Gewinde aufweisen kann, in Abhängigkeit von ihrem vorgesehenen
Einsatz.
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Die
Außenflächen 20, 22 können glatt
sein, was eine leichtere Revision ermöglicht, weil sie minimales
bis gar kein Einwachsen erlauben, oder sie können texturiert sein. Eine
Texturierung der Außenflächen 20, 22 erlaubt
das Einwachsen für
eine langfristige Fixation der Anordnung 10. Poröse Beschichtungen,
Plasmasprühen,
Strahlbehandlung, maschinelle Bearbeitung, chemisches Ätzen oder
Abtragen sind Beispiele für
Techniken zum Erzeugen von einwachsfähigen Oberflächen. Ferner
können
Beschichtungen aufgebracht sein, die das Knochenwachstum verbessern.
Beispiele für
derartige Beschichtungen sind Hydroxyapatit und knochenmorphogene
Proteine.
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Die 20 und 21 zeigen
eine Struktur, die für
weitere Rotationsstabilität
der Vorrichtung in situ sorgt. Das Gehäuseglied 12'''' Spitzbereiche 126, 128,
die sich von der Außenfläche 20' desselben erstrecken.
Die Spitzbereiche 126, 128 funktionieren in Verbindung
mit dem Flanschbereich 61',
um an eine gegenüberliegende
vertebrale Fläche
anzugreifen. Die Spitzbereiche 126, 128, welche
radial peripher von dem zentral angeordneten Flansch 61' angeordnet
sind, stellen mindestens einen Dreipunkt-Kontakt mit der vertebralen
Oberfläche
her, wodurch Rotation des Gehäusegliedes 12'''' relativ hierzu
vermieden wird. Es versteht sich, dass die Spitzbereiche 126, 128 in
verschiedenen Konfigurationen ausgestaltet sein können, und
dass das Maß, um
das sie von der Außenfläche 20' vorstehen,
verschieden sein kann, so dass sie an die jeweilige Wirbelflächengestalt
angepasst zugeschnitten werden können.
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Alternativ,
wie in den 30-40 gezeigt, kann
die Bandscheibe 10'''''''' als zwei separate
Stücke
ausgebildet sein, die in einen intervertebralen Raum inseriert werden,
insgesamt mit 146 in 30 bezeichnet.
Der Vorteil dieser Ausbildungsform der Bandscheibe 10'''''''' liegt darin, dass die Insertion der
Bandscheiben 10'''''''' von posterior
erfolgen kann. Die zwei Bandscheiben 10'''''''' funktionieren so,
dass die Einheiten in Tandem arbeiten und effektiv zu einer einzigen
künstlichen
Bandscheibenanordnung werden. Die Anordnung der zwei Bandscheiben 10'''''''' erlaubt jeder Bandscheibe 10'''''''' auf einer Seite der Wirbelsäule in den
intervertebralen Raum 146 inseriert zu werden und in Zusammenarbeit
als eine einzige künstliche
Bandscheibenanordnung 10'''''''' zu wirken.
Die zwei Bandscheiben 10'''''''' sind in Richtung
der Mittellinie des Vertebralkörpers 146 anguliert.
Obschon hierin zwei Bandscheibenanordnungen 10'''''''' beschrieben sind, können auch
mehr als zwei Bandscheiben 10'''''''' verwendet
werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
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Jede
der Bandscheiben 10'''''''' umfasst ein oberes
Gehäuseglied 12'''''''' und ein unteres Gehäuseglied 14''''''''. Die Gehäuseglieder 12'''''''' und 14'''''''' umfassen
jeweils einen Schlitz 35' innerhalb der
Gehäuseglieder 12'''''''', 14''''''''.
Der Schlitz 35' erlaubt
dem Lager 23, sich innerhalb des Schlitzes 35' als Antwort
auf die Bewegung des Gehäuses 14 frei
zu bewegen oder zu "schwimmen". Wie in den 31, 33-34 und 38-39 gezeigt, kann
der Schlitz 35' in
jeder Gestalt ausgebildet sein, welche die richtige Bewegung des
Lagers 23 erlaubt; vorzugsweise ist der Schlitz 35' jedoch als
offenendiger U-förmiger
Schlitz mit einem Sitz 39' und
Seitenwänden 37' ausgeführt. Die
Seitenwände 37' halten das
Lager 23 in der richtigen Ausrichtung innerhalb des Gehäuses 12'''''''', 14''''''''.
Wie im Vorstehenden offenbart, kann das Lager 23 innerhalb
des Schlitzes 35' schwimmen,
wodurch das Lager 23 beweglich sein und sich frei in jeder
zur Bereitstellung der richtigen Lagerung für das Gehäuse 12'''''''', 14'''''''' erforderlichen Richtung bewegen
kann. Das Gehäuse 12'''''''', 14'''''''' limitiert
die Bewegung des Lagers 23. Die Größe des Gehäuses 12'''''''', 14'''''''', insbesondere des Schlitzes 35', in dem das
Lager 23 angeordnet ist, limitiert die Bewegung des Lagers 23.
Ferner kann der Schlitz 35' Stoßfänger 130, 132 umfassen, um
die Bewegung des Lagers 23 weiter zu limitieren, Dämpfung der
Bewegung des Lagers 23 bereitzustellen und Verdrängung des
Lagers aus dem Gehäuse 12'''''''', 14'''''''' zu
verhindern. Die Stoßfänger 130, 132 können von
jeder Größe sein,
die ausreichend ist, um die notwendigen Limitationen für das Lager 23 bereitzustellen.
Beispielsweise kann ein einziger Stoßfänger für beide Gehäuse 12'''''''', 14'''''''' verwendet werden. Alternativ kann
jedes Gehäuse 12'''''''', 14'''''''' einen
separaten Stoßfänger 130, 132 umfassen.
Die Stoßfänger 130, 132 sind ferner
geeignet zur Lastteilung und damit zum Verhindern eines Kontaktes
zwischen den Gehäusegliedern 12'''''''', 14''''''''.
Die Stoßfänger 130, 132 sind
so gestaltet, dass sie mit der Gestalt des Schlitzes 35' konform sind.
Anders ausgedrückt:
die Stoßfänger 130, 132 sind
so gestaltet, dass sie präzise
in den Schlitz 35' passen,
in dem die Stoßfänger 103, 132 versetzt
werden. Vorzugsweise erstrecken sich die Stoßfänger 130, 132 nicht über die
Länge des
Gehäuses 12'''''''', 14'''''''' hinaus.
Die Stoßfänger 130, 132 weisen
Wände 134 bzw. 136 auf,
die an die Wand 37' des
Schlitzes 35' angreifen.
Dies erlaubt es, die Stoßfänger 130, 132 ausgerichtet
zu halten und die Stoßfänger 130, 132 an
einer Bewegung zu hindern.
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Das
obere Gehäuse 12'''''''' kann entweder einen Schlitz 35' umfassen, der
identisch ist mit dem des unteren Gehäuses 14'''''''',
oder es kann ein einziges Stück
umfassen mit einem passenden Lager, welches dasjenige des Lagers 23 komplementiert. Anders
ausgedrückt:
das obere Gehäuse 12'''''''' kann entweder einen Schlitz 35' aufweisen,
der identisch zu der Gestalt des Schlitzes 35' des unteren
Gehäuses 14'''''''' ist, so dass sich das Lager 23 in
beiden Gehäusen 12'''''''', 14'''''''' gleichermaßen bewegt,
oder das obere Gehäuse 12'''''''' kann so ausgebildet sein, dass
nur ein einziges Stück
verwendet wird und es keine Bewegung innerhalb der oberen Platte
des Lagers 23 gibt.
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Das
Lager 23' umfasst
Seitenarme 138, 140, welche in gleitbeweglichem
Eingriff mit der Wand 37' des
Schlitzes 35' stehen.
Das Lager 23' wird
also via die Seitenarme 138, 140 und die Stoßfänger 130, 132 innerhalb
des Schlitzes 35' in
Position gehalten.
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Ferner
kann das Lager 23 inkorporiert an der Lagerfläche 24 verschiedene
Formen aufweisen, wie in den Figuren gezeigt. Im Einzelnen zeigt 32 die Lagerfläche 24', wobei die
Fläche 24' eine sphärische Fläche ist.
Die sphärische
Fläche 24' erlaubt, dass
das Rotationszentrum des Lagers 23' im Zentrum der Sphäre existiert.
Deshalb funktioniert das Scheibenpaar 10'''''''' als
eine einzige künstliche Bandscheibe
mit einem Rotationszentrum. Alternativ kann das Lager 23 eine
Oberfläche
aufweisen, die entweder konvex, 24'',
oder konkav, 24''', ist. Diese Ausführungsform
ist im Einzelnen in den 9 und 10 ge zeigt,
wobei der Zentrumsbereich des Lagers 23' entweder konvex oder konkav ist
und ein flacher Bereich 29 des Lagers 23 vorhanden
ist. Wenn eine konvexe oder konkave Oberfläche 24'' bzw. 24''' verwendet
wird, ist das Rotationszentrum nicht in dem Zentrum für Seit-zu-Seit-Rotation.
Die Anordnung ist also etwas resistent gegen Seit-zu-Seit-Neigung,
lässt sich
aber leichter ausrichten.
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Die
Gehäuse 12'''''''', 14'''''''' können gleichzeitig
inseriert werden, ohne zunächst
das schwimmende Lager 23 zu inkorporieren. Dies erlaubt
die Insertion der Bandscheibe 10'''''''' in
die intervertebralen Räume,
und nach erfolgter Insertion der Bandscheibe 10'''''''' können die Stoßfänger 130, 132 und das
Lager 23 an ihren Platz innerhalb des Schlitzes 35' geschoben werden.
Bei einer Ausführungsform gemäß vorliegender
Erfindung umfassen das untere Gehäuseglied 12''''''''' und
das obere Gehäuseglied 14''''''''' eine
Ausnehmung 52''' zum Lagern eines Positionierrings 15 oder
eines Federmechanismus 15 und Lagerscheiben 28'''', 30'''' darin (siehe 41 und 42). Die
Ausnehmung 52''' umfasst eine im Wesentlichen bogenförmige periphere
Unternut 70'' oder Wand 70'' und eine untere Oberfläche 19,
die auf "Super-finish"-Glätte gebracht
sein kann. Die Ausnehmung 52''' nimmt den Positionierring 15 darin
auf und die Unternut 70'' sichert den
Positionierring 15. Die Unternut 70'' ist
definiert durch einen Lippenbereich 72''.
Die Gehäuse 12''''''''', 14''''''''' umfassen
mindestens eine Öffnung 17 zum
Einführen
von Schrauben in dieselben, um die Gehäuse 12''''''''', 14''''''''' an
einem Vertebralkörper
zu sichern. Der Positionierring 15 kann fest oder entfernbar
mit den Gehäusen 12''''''''', 14''''''''' verbunden sein. Ähnlich können die
Lagerscheiben 28'''', 30'''' fest oder entfernbar
mit den Gehäusen 12''''''''', 14''''''''' verbunden
sein.
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Der
Positionierring 15 oder das Federglied 15 ist
elastomer und kann aus jedem Material sein, einschließlich, jedoch
nicht beschränkt
auf Gummi, Silicon, Polyurethan, Urethan-Komposite, Kunststoffe,
Polymere, Elastomere und beliebige andere ähnliche Elastomermaterialien,
wie sie dem Fachmann bekannt sind. Der Positionierring 15 ist
im Detail in den 41-46 dargestellt.
Vorzugsweise ist der Positionierring 15 oder das Federglied 15 ein
im Wesentlichen ringförmiger
Körper
mit einer axial verlaufenden Bohrung durch denselben hindurch, welche einen
Durchgang definiert. Obschon der Positionierring eine kreisförmige Gestalt
aufweist, kann eine beliebige ähnliche
oder geeignete Ausgestaltung verwendet werden, z.B. eine ovale Form.
Ferner weist der im Wesentlichen ringförmige Körper einen sich radial einwärts in Richtung
zu der Bohrung hin erstreckenden Sitz auf zum Lagern der Lagerscheiben 28, 30 darin
und weist ein sich radial auswärts
von der Bohrung erstreckendes Eingriffsglied auf zum Eingriff in
die Ausnehmung 52 des Gehäusegliedes 12, 14 und
zum Sichern des Positionierrings innerhalb der Ausnehmung 52.
Vorzugsweise kann das Eingriffsglied jeder Teil des im Wesentlichen
ringförmigen Körpers sein,
der sich radial von der Bohrung erstreckt. Das Eingriffsglied umfasst – ohne jedoch hierauf
beschränkt
zu sein – einen
sich verjüngenden Rand,
Flansch und dergleichen. Das Eingriffsglied ist so gestaltet, dass
es von der Ausnehmung aufgenommen werden kann, und die Ausnehmung
greift sicher an dem Eingriffsglied an, was in der Sicherung des
Positionierrings innerhalb der Ausnehmung resultiert.
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Der
Zweck des Positionierrings 15 oder des Federgliedes 15 liegt
in der Absorption von Druckbelastungen zwischen den Lagerscheiben 28, 30 und der
Unternut 70'' oder Wand'' der Ausnehmung des Gehäusegliedes
bei gleichzeitiger Kontrolle der Bewegung und Position der Lagerscheiben 28, 30.
Der Positionierring 15 puffert und stellt eine Vorspannung bereit
zur Absorption von Kompression und Seitenkräften, wobei er zugleich als
Feder wirkt, um die Lagerscheiben 28, 30 zu rezentrieren,
nachdem sie durch vertebrale Funktion versetzt worden sind.
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Die
Lagerscheiben 28'''', 30'''' sind innerhalb der Öffnung des
Positionierrings 15 oder des Federmechanismus 15 angeordnet.
Die Lagerscheiben 28'''', 30'''' können sich
innerhalb des Positionierrings 15 und damit der Gehäuse 12''''''''', 14''''''''' darin
bewegen. Jedoch ist die Bewegung innerhalb der Gehäuse 12''''''''', 14''''''''' "semi-constrained" durch den Positionierring 15.
Der Positionierring wirkt als Feder zum Selbstzentrieren der Lagerscheiben 28'''', 30'''' und als Stoßabsorptionsglied.
Da die Lagerscheiben 28'''', 30'''' frei schwimmen
können,
wirkt der Positionierring 15 als Dämpfer und Selbstzentrierungsfeder.
Deshalb kann das Lager in jede Richtung translatieren, während der
Positionierring eine Kraft ausübt,
um das Lager zurück
zum Zentrum zu drücken.
Je weiter sich das Lager bewegt, umso mehr Kraft übt der Positionierring 15 aus.
Jede vertebrale oder spinale Bewegung erlaubt Lastteilung und Dämpfung der
Kräfte
für die
Wirbelsäule.
Bei Lastübertragung
bewegen sich die Lagerscheiben 28'''', 30'''' und die Kraft wird durch den Positionierring 15 oder
Federmechanismus 15 geteilt.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind die Lagerscheiben 28''''', 30''''' zusammen
mit dem Positionierring 15' ovalförmig. Ferner
ist die an jedem Gehäuseglied 12'''''''''', 14'''''''''' angeordnete
Ausnehmung 52'''' ovalförmig, während die
Gehäuseglieder 12, 14 auch
ovalförmig, kreisförmig oder
von beliebiger anderer geeigneter Gestalt sein können, wie dem Fachmann bekannt. Die
Ausnehmung 52'''' nimmt
den Positionierring 15' darin
auf, und eine Unternut 70''' sichert den Positionierring 15'. Die Unternut 70''' ist
durch einen Lippenbereich 72''' definiert. Wie in den 43-48 gezeigt,
können
die Lagerscheiben 28''''', 30''''' innerhalb der ovalen Ausnehmung 52''' fest
angeordnet sein, oder die Lagerscheiben 28''''', 30''''' können innerhalb der ovalen Ausnehmung 52''' der
Gehäuseglieder 12'''''''''', 14'''''''''' schwimmend
angeordnet (d.h. bewegliche Lagerscheiben) sein. Die Lagerscheiben 28''''', 30''''' weisen
ovale Umfangsaußenseiten 21 und
eine sphäri sche
Oberfläche
auf, die zu den Lagerflächen 24, 26 gearbeitet
ist. 44 illustriert die ungefähre Gestalt des Positionierrings 15'. 45 zeigt
den Positionierring 15' an
Ort und Stelle innerhalb der Ausnehmung 52'''' und illustriert die ovale Gestalt
mit mehr Detail. 46 illustriert ein oberes Gehäuseglied 14'''''''''', wobei die
Lagerscheibe 30''''' an dem oberen
Gehäuseglied 14'''''''''' fixiert ist.
Der Außenumfang
der Lagerscheiben ist oval, während
die Lagerfläche 24, 26 sphärisch ist.
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Unter
Rotationsbelastung greift der Positionierring 15' an den ovalen
Umfangsaußenseiten 21 der
Lagerscheiben 28''''', 30''''' und die Unternut 70''' der
Ausnehmung 52'''' der
Gehäuseglieder 12'''''''''', 14'''''''''' an. Je größer die
Rotation, umso mehr Druckkraft wird gegen den Positionierring 15' ausgeübt. Deshalb
wirkt die Bandscheibe 10 ähnlich wie eine normale anatomische
Bandscheibe, wobei der Anulus Bewegung erlaubt, gleichzeitig aber
eine Einschränkung
("constraint") exzessiver Bewegung
bereitstellt. Bei einer derartigen Rotation wirkt der Positionierring 15' als Feder,
welche den Rotationskräften entgegenwirkt,
um Rotation zu erlauben und zugleich übermäßige Rotation hieraus zu verhindern.
Der Positionierring 15' kann
in der Härte
(Durometer) variiert werden, um mehr Bewegung oder weniger Bewegung
zu erzeugen, indem die effektive Federrate des Materials verändert wird.
Somit können
patientenspezifische Positionierringe 15' gewählt werden basierend auf den
Bedürfnissen
des Patienten. In Fällen
von degenerierten Facettengelenken kann die Bandscheibe 10 dadurch
kompensieren, dass ein Positionierring 15' von höherer Härte (Durometer) verwendet und
dem Chirurgen volle Optimierungsmöglichkeit während der Operation gewährt wird.
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Unter
Translationsbelastungen wirkt der Positionierring 15' als Feder,
um einer übermäßigen Bewegung
einen Widerstand entgegenzusetzen und zugleich als Feder zum Selbstzentrieren
des Bandscheibenkonstruktes zu wirken. Wie in den Figuren gezeigt,
erlaubt der ovale Aspekt die notwendige Eingriffsfläche, um
die Kombination von Vorteilen zu ermöglichen. Ferner: durch die
Verwendung einer derartigen ovalen Oberfläche bleibt der Positionierring 15' zu allen Zeiten
in Kompression, so dass maximaler Vorteil und Leistungsverhalten
von verschiedenen Polymeren erlaubt wird. Für den Fachmann könnte die
ovale Ausnehmung 52'''' jede
längliche
Oberfläche
sein, die effektiv einen Momentenarm bereitstellt, um Kraft auf
den Positionierring 15' auszuüben.
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Es
können
verschiedene Verfahren verwendet werden zur Insertion der vorliegenden
Erfindung in situ. Beispielsweise kann eine zusammengebaute Vorrichtung 10,
wie in 1 gezeigt, zwischen den intervertebralen Räumen während der
Operation angeordnet werden, nachdem Raum, Tiefe und Höhe berechnet
wurden. Alternativ können
die einander gegenüberstehenden
Gehäuseglieder 12, 14 zwischen
den intervertebralen Räumen
angeordnet und Pads 31 und Scheibenglieder 24, 26 in
situ vor ihrer Fixation getestet werden, um eine patientenspezifische
Bemessung zu erlauben. Die vorliegende Erfindung stellt also allgemein
ein Verfahren bereit zum Zusammenbauen einer künstlichen Bandscheibe 10 in
vivo durch Inserieren des oberen und des unteren Gehäusegliedes 12, 14 in
einen intervertebralen Raum und Anordnen von Puffer-Pads 31 zwischen den
Innenflächen 16, 18 der
Gehäuseglieder 12, 14, wodurch
die Pads in Kompression gebracht werden. Das Paar von Scheibengliedern 28, 30 wird
zwischen die Innenflächen
der Platten 16, 18 inseriert. Die Scheibenglieder 28, 30 weisen
aneinanderstoßende reibungsarme
Oberflächen 24, 26 zwischen
ihnen auf. Die Scheibenglieder 28, 30 sind von
den Pads 31 umgeben, wodurch die Scheibenglieder 28, 30 und Pads 31 unter
Druckkräften
stehen und diese Druckkräfte
teilen. Dieser Schritt, bei dem die Lagerflächen 24, 26 und
Stoßabsorber-Pads 31 sich
die Absorption der Druckkräfte
teilen und die Relativbewegung der Gehäuseglieder 12, 14 limitieren,
ist ein Vorteil, der im Stand der Technik nicht zu finden ist.
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Eine
Verwendung des Lagers gemäß vorliegender
Erfindung ist eine künstliche
Bandscheibe zum Ersatz einer geschädigten Bandscheibe in der Wirbelsäule. Die
künstliche
Bandscheibe 10 gemäß vorliegender
Anmeldung umfasst ein bewegliches Lager 23, welches dem
Lager 23 Bewegung erlaubt, um Bandscheibenbewegung einzustellen
und zu kompensieren. Durch die Selbsteinstellungsmöglichkeit
des Lagers kann das Lager 23 sich unter Translationsbelastungsbedingungen
freier bewegen bei gleichzeitiger Maximierung der Kontaktfläche der oberen
und der unteren Lagerfläche 20, 24.
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In
Anwendungen wie der Lendenwirbelsäule sind das obere Scheibenglied
und das untere Scheibenglied relativ zueinander anguliert, um die
Wirbelsäulenkrümmung zu
erhalten. Die Lastverteilungs-Dämpfer-
und Puffer-Pads stehen stets unter einer gewissen Belastung, wenn
sich die Wirbelsäule bewegt,
obgleich sie für
eine neutrale unbelastete Situation eingestellt werden können, wenn
die Wirbelsäule
sich nicht bewegt.
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Die
Lastverteilungs-Dämpfer-
und Puffer-Pads erzeugen ferner ein elastisches Mittel der Selbstzentrierung
des Bandscheibenkonstruktes. Die Rotationsauslenkung der Bandscheibenkräfte zwingt die
Pads dazu, in einer Weise zu wirken, die der Kraft entgegenwirkt,
so dass eine einzigartige Selbstzentrierungsfähigkeit erlaubt wird. In einer
idealen Situation, in der die Facetten des Patienten unkompromittiert
und das ligamentäre
Gleichgewicht intakt ist, ist dies nicht notwendig. Ligamentäres Gleichgewicht und
geschädigte
Facetten machen jedoch beim Stand der Technik eine künstliche
Bandscheibe normalerweise bestenfalls fragwürdig. In solchen Fällen stellt
es einen großen
Vorteil dar, dass sich mit der Fähigkeit
zur Selbstzentrierung und Bewegungsrestriktion (die Pads sind elastisch
und restringieren somit die Bewegung durch Dehnung und Rückkehr in die
Ruhelage) die Möglichkeit
ergibt, die Indikation auf Patienten auszuweiten, die derzeit als
außerhalb des
Bereichs der Technologie der künstlichen
Bandscheiben liegend angesehen werden. Bei einer Ausfüh rung mit
schwimmendem Lager erzeugt die Fähigkeit
zur Selbstzentrierung in Kombination mit den Dämpfungsfähigkeiten der Pads ein ideales
System für
eine künstliche
Bandscheibe.
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Die
Pads können
ferner gemäß den Anforderungen
des jeweiligen Patienten und Chirurgen angepasst werden. In solchen
Fällen,
wo der Bewegungsumfang infolge kompromittierter Facetten restringiert werden
muss, kann ein härterer,
weniger elastischer Pad inseriert werden. Weil ein weniger elastischer Pad
sich weniger bewegt und dehnt, wird die Bandscheibe automatisch
in ihrer Bewegung restringiert. Diese Methode der Anpassung von
Pads kann intraoperativ erfolgen, um chirurgische und patientenspezifische
Bedingungen zu kompensieren.
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Wie
im Vorstehenden beschrieben, kann jede der obigen Ausführungsformen
in einer Zervikalbandscheiben-Operationsprozedur verwendet werden.
Mit Bezug auf die Ausführungsform
der Gehäuseglieder 12, 14,
die in den 41 und 42 veranschaulicht
ist, beginnt die generelle Prozedur mit der Entfernung der geschädigten Bandscheibe (49-57 illustrieren
die Prozedur). Sodann wird ein Probengriff an der Probe angebracht
und die Probe in den Bandscheibenraum inseriert (49). Die
Probe wird angepasst, bis die Bandscheibenhöhe in etwa wiederhergestellt
ist, wobei darauf geachtet wird, die Bänder nicht zu überdehnen.
Unter Verwendung einer Bohrführung
werden Pilotlöcher
an den vier Führungsplattenlochlokalisationen
gebohrt (50). Die Führungsplatte wird mit selbstschneidenden
Führungsplattenschrauben
gesichert (51). Mittels des Endplattenpräparationsinstrumentes
werden Reibscheiben inseriert, die der Probennummer angepasst sind.
Dann ist die Tiefe des Instrumentes auf der Skala auf die passende
Nummer einzustellen. Nach erfolgter Einstellung wird das Instrument
unter Gedrückthalten
des Knopfes in den Bandscheibenraum hinein bewegt (52).
Die Finnen an dem Instrument bleiben im Eingriff in dem Schlitz
an der Führungsplatte
für Stabilität. Sobald die
maximale Tiefe erreicht ist, wird das Endplattenpräparationsinstrument
entfernt (53). Sodann werden die Führungsplattenschrauben
und die Führungsplatte
entfernt (54). Der Bandscheibenhalter,
mit den Löchern
in der Platte ausgerichtet zu den Löchern in den Wirbeln, wird
inseriert bis zum vollständigen
Sitz (55). Sodann werden Schrauben in
Gewindelöcher
eingeführt,
um die Bandscheibe an den Vertebralkörpern zu sichern (56).
Schließlich
wird die Bandscheibeninsertionsvorrichtung entfernt (57).
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Die
Erfindung wurde beispielhaft beschrieben, wobei die verwendete Terminologie
so zu verstehen ist, dass sie mehr beschreibender als begrenzender
Natur ist.
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Es
ist offensichtlich, dass im Lichte der obigen Lehren zahlreiche
Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung möglich sind.
Es versteht sich daher, dass innerhalb des Bereichs der beigefügten Ansprüche die
Erfindung auch anders umgesetzt werden kann als speziell hierin
beschrieben.