WO2007068469A1 - Facettengelenkprothese - Google Patents

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WO2007068469A1
WO2007068469A1 PCT/EP2006/012007 EP2006012007W WO2007068469A1 WO 2007068469 A1 WO2007068469 A1 WO 2007068469A1 EP 2006012007 W EP2006012007 W EP 2006012007W WO 2007068469 A1 WO2007068469 A1 WO 2007068469A1
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Helmut D. Link
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Deru Gmbh
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    • A61F2310/00Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
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    • A61F2310/00011Metals or alloys
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    • A61F2310/00389The prosthesis being coated or covered with a particular material
    • A61F2310/00592Coating or prosthesis-covering structure made of ceramics or of ceramic-like compounds
    • A61F2310/00796Coating or prosthesis-covering structure made of a phosphorus-containing compound, e.g. hydroxy(l)apatite

Definitions

  • the invention relates to a prosthesis for facet joints of the spine with a bearing piece and a holding piece.
  • the therapy is limited to a reduction in the pain caused by the facet joint, in particular by the injection of analgesics in the area of the affected facet joint.
  • Another is to remove the facet joint. This eliminates one of the causes of pain, but at the cost of a significant change in the biomechanics of the spine. Missing facet joints reduce the stability of the spine to a considerable extent and thus lead to a greater stress on the remaining areas of the spine, which often leads to defects in the area of adjacent connection between vertebrae.
  • the Biomechanics influenced in a negative way. The mobility of the patient deteriorates, and there is a higher stress in the area of the adjacent vertebrae.
  • a more compact prosthesis for a facet joint is known from WO-A-2005/037149. It has an elastic member with a disc-like thickening placed between the bearing surfaces of the facet joint.
  • the attachment of the prosthesis is made by fasteners which are inserted into through holes in the corresponding articular processes. Since these through holes must be aligned with each other, their creation is quite difficult and calls for unimpeded access.
  • the prosthesis creates a flexible, but originally non-existent mechanical tension connection of the facet joint. Biomechanics is changed in this respect.
  • Another special facet joint prosthesis is known from WO-A-2004/103227. It consists of two components, each with a bearing piece and a retaining piece for anchoring to the adjacent vertebrae.
  • An upper component is anchored by means of a screw in the lamina of the vertebra.
  • the screw has a relatively long shaft, which leads to unfavorable leverage and thus to a burden on the lamina. To avoid buckling of the screw, it must be relatively large dimensions.
  • the prosthesis has many protruding parts, which brings the risk of irritation surrounding tissue with it.
  • attachment of the upper bearing component to the lamina, rather than to the corresponding articular process results in a change in biomechanics.
  • a similar facet joint prosthesis with a translaminar screw is known from US-A-2005/0049705.
  • the fastening screw rests with its head on the lamina and passes through a vortex created channel to the lower facet joint surface, where a bearing piece is arranged and fixed by means of the fastening screw.
  • the bearing piece cooperates with a counterpart of the facet joint arranged on the adjacent vertebra, which is fastened to the vertebra by means of a simple dome.
  • a disadvantage of this prosthesis is that the creation of the translaminar channel is quite expensive, and that a perfect fit of bearing and screw is difficult, since it depends on the respective angle of the facet joint surface. Especially in the cervical area of the spine, this results in considerable difficulties in handling.
  • a facet joint prosthesis which comprises a bearing piece with a holding rod rigidly disposed thereon and immersed in the vertebrae.
  • the bearing piece has a cup-like curvature and comprises a pressure plate for resting on the vertebra and a bearing shell which interacts with a felt-like counterpart on the corresponding counter surface of the facet joint.
  • the retaining bar can be permanently or detachably connected to the bearing piece. But even this prosthesis is difficult to handle especially in confined spaces, as prevalent in the cervical area, when holding rod and joint piece must be assembled in situ. If they are preassembled, then the difficulty of bringing in under the cramped spatial conditions arises. For secure fixation, the holding rod must protrude far into the area of the vertebral body, which can cause irritation there.
  • a facet joint prosthesis which comprises a bearing piece with a guide rod which can be screwed thereto.
  • the bearing piece is designed on its underside as a pressure plate for resting on the vertebra and on its opposite side as a bearing surface for interacting with a counter-joint surface. forms.
  • the Fstabhrungsstab has at its opposite end to a counter-element, which may be provided with a screwdriver receptacle.
  • the attachment of the guide rod to the bearing piece is done by means of a screw connection. Under the cramped conditions, especially in the area of the cervical spine, the creation of a corresponding through hole in exact position and the connection of the bearing piece with the guide rod can pose considerable difficulties.
  • the object of the invention is to provide an improved facet joint prosthesis which is less invasive and has biomechanics closer to the natural facet joint.
  • a prosthesis for facet joints of the spine with a bearing piece and a guide rod as a holding piece whose bearing piece comprises a pressure plate for resting on the vertebra and opposite a bearing shell having a joint surface for cooperation with a joint surface of an adjacent vertebra, according to the invention for attachment of the guide rod on the bearing piece
  • Swivel joint provided.
  • the essence of the invention is the idea to provide a prosthesis in which on the one hand the function of holding the prosthesis is decoupled at its intended location from the function of receiving the bearing forces, and on the other hand adaptable to different anatomical ratio and thus easy to install.
  • the articular surfaces of the facet joints are formed at different inclinations on the vertebrae. Thoracic vertebrae have a different inclination than, for example, cervical vertebrae.
  • the guide rod is attached via a pivot joint to the bearing piece. This allows an adaptation of the angle to the respective anatomical conditions.
  • the invention does not require a channel aligned precisely with the bearing surface at a specific angle, into which a fastening screw has to be inserted and connected to the bearing element. Instead, the invention suffices for an easily created slot whose angular orientation to the bearing surface varies within wide limits. can. It facilitates the insertion of the prosthesis according to the invention in the correct position and allows a technically favorable development of the Slit on the vertebra, namely on the articular process in the direction between the upper and lower joint surfaces.
  • the facet joint prosthesis according to the invention only needs to be introduced into this slot, without the need for complicated assembly or connection of the various elements, in particular, as in the prior art, the guide rod does not have to be connected to the bearing piece by means of a screw connection.
  • the invention is thus particularly suitable for implantation in hard to reach and cramped areas, especially in the cervical spine. Due to this simplicity of assembly, the prosthesis according to the invention can be made small. This makes it possible to manage with a small guide rod and thus a small slit. The necessary edits of the vortex are minimal.
  • the slot may be introduced from the side into the vertebra, preferably dorso-laterally. Thus, this prosthesis allows a particularly favorable access route. Overall, the prosthesis according to the invention allows a substantial preservation of the natural substance. Thus, the prosthesis according to the invention is suitable for an operation which is only slightly invasive.
  • the prosthesis according to the invention even allows - with a correspondingly selected curvature of the bearing surface - a one-sided partial replacement, that is, the interaction with the natural joint surface of the adjacent vertebra.
  • the kinematic center of the joint remains in its original location. In this way, the prosthesis according to the invention combines a favorable biomechanics with the advantages of comparatively easy implantability, which is also less invasive.
  • the pivot joint in a second direction is movable transversely to the longitudinal axis of the guide rod. This achieves flexibility in the frontal plane.
  • the pivot joint may be formed as a ball joint, or preferably as a universal joint.
  • the guide rod is expediently arranged in its middle position at an angle to the pressure plate on the bearing piece. This achieves an anatomically favorable shape. In general, it is sufficient if the pivot joint in a direction transverse to the longitudinal axis of the guide rod is movable. This achieves mobility in the plane of the plane.
  • the guide rod has a round cross-section. It is useful if it has a non-round, preferably rectangular or oval cross-section.
  • the dimensions are chosen so that the width of the guide depending on the orientation is smaller or larger than the width of the slot. This makes it possible to introduce the guide rod in its narrow orientation in the slot, and to rotate in its intended location so far about its longitudinal axis until it is jammed in the slot. As a result, he is protected against accidental slipping out.
  • a rectangular cross section thanks to the edges, a latching effect can be achieved, which results in an additional security.
  • the non-circular cross-section but not, because thanks to the inventively possible small dimensions of the slot can be expected in the rule with a rapid growth.
  • a radially projecting serration along the guide rod. It secures the guide rod in addition to accidental slipping sideways.
  • a tab may be arranged on the guide rod, which serves for attachment to the vortex, for example by means of a screw.
  • a toothing designed to engage in the vertebrae is expediently provided on the pressure plate.
  • the teeth may consist of individual teeth, or it may be provided a row of teeth, for example in a circular arrangement.
  • a bone growth promoting coating may also be provided on the pressure plate.
  • An example of such a coating is hydroxyapatite. This favors the ingrowth of the prosthesis to the vertebrae.
  • the opposing the pressure plate formed on the bearing piece joint shell preferably has a convex or concave curvature. Which bulge is appropriate depends on the anatomical shape of the corresponding vertebra. Conveniently, it is chosen so that it is matched to the shape of the arranged on the adjacent vertebra joint surface, with which together the prosthesis forms the facet joint.
  • a prosthesis can be formed can be treated with the facet joints in adjoining floors. Only one slot is required, in which the guide rod of the prosthesis is to be inserted. Another advantage of this design is that thanks to the pressure plates arranged at both ends of the guide rod, additional fastening security is achieved.
  • the guide rod is preferably designed in several parts.
  • the length of the guide rod on the thickness of the vortex are tuned.
  • the TeIe- skop can be formed by concentric nested elements, or by a screw connection.
  • locking means for the shaft parts of the guide rod are expediently provided.
  • separate locking elements may be provided. But it can also be chosen such a thread pitch for the screw, which causes a self-locking.
  • the screw has the advantage that by simply rotating one of the bearing pieces, the length of the guide rod can be changed so as to achieve a tight fit of the bearing pieces.
  • at least one of the bearing pieces is expediently provided with a receptacle for a screwing wrench.
  • the bearing pieces at the two ends of the guide rod can be designed differently. It is particularly expedient to give the bearing piece at one (superior) end of the guide rod a contour with a circular envelope and the bearing piece at the other (inferior) end a contour with a rectangular envelope.
  • the terms circular and rectangular are not to be understood in a strictly mathematical sense, but in a generalized sense.
  • the rectangle may have rounded corners, so that it has an oval-like shape. With this design, a better approximation to the shape of the natural articular surfaces of the facet joints can be achieved.
  • a thickening is carried out there.
  • this thickening has a curvature on its side facing the bearing piece.
  • the design as a thickening allows a recessed arrangement in the vertebra, so that the guide rod with the thickening - unlike a second bearing piece - does not protrude from the vertebral body. A desirable natural articular surface of the adjacent facet joint may be retained in this manner if desired.
  • the slot For implantation, only the slot needs to be widened at the location provided for receiving the thickening, for example by means of a bore.
  • a rotationally symmetrical design of the bearing piece facing side of the thickening and preferably as a curvature.
  • the prosthesis according to the invention is particularly suitable for therapy in several adjacent levels of vertebrae.
  • a prosthesis set is preferably provided, which is formed from at least one prosthesis with two bearing pieces and two prostheses, each with a bearing piece. This allows facet joints to be treated in two adjacent floors. It can be added by additional use of prostheses with two bearing pieces but also more floors. In this ability for the therapy of multi-layer pathologies is a particular advantage of the invention.
  • the natural biomechanics remains largely intact, so that, even when used over several floors, thanks to the good biomechanical properties of the prosthesis according to the invention, neither a restriction of mobility nor a loss of stability is to be feared.
  • the invention further relates to a method for implanting a prosthesis comprising a holding piece and a bearing piece, wherein the bearing piece comprises a pressure plate and opposite a bearing insert, which has a joint surface for cooperation with a joint surface of an adjacent vortex, with the processing steps forming a slot at the articular process of a vertebra, which runs from a joint surface of the vertebra in the direction of the other articular surface of the vertebra, and introducing the guide rod into the slot, wherein the bearing piece comes with its pressure plate on the articular surface for support.
  • the method according to the invention has the advantage that only one simple slot can be attached to the vertebra. bring is.
  • This slot can be small in size, since it only needs to receive a guide element, and is not exposed to holding forces of the prosthesis. In particular, it is possible to attach the slot of dorso-lateral. This allows a particularly favorable access, and thus a simplified surgical technique. It is not even necessary for the implantation of the prosthesis according to the invention with a bearing piece that the slot passes through to the other articular surface; With a partial slot can already be created sufficient space for receiving the guide rod often.
  • the guide rod has an oval cross-section and is rotated after insertion into the slot so that it jammed with its wide cross-section in the slot. This achieves both easy insertion and good fixation of the prosthesis according to the invention with respect to unintentional movement out of the slot. It can further be provided to design the slot in such a way that the guide rod has an oversize. The dimensions are chosen so that an interference fit between the guide rod and the slot is formed.
  • Fig. 2 is a cross-sectional view taken along a line H-II of Fig. 1;
  • FIG. 3 shows an enlarged side view of a region of the cervical spine with implanted prosthesis according to a variant of the first embodiment
  • Fig. 5a) -b) a front and rear view of a second embodiment of the prosthesis according to the invention
  • FIG. 6 is a partial view of the cervical spine with im- implanted cervical prosthesis according to the second embodiment
  • Fig. 8 is an enlarged view of a cervical vertebra with explanations.
  • the prosthesis is intended for facet joints of the spine.
  • a section of the spine of a human is shown, more precisely, a section of the cervical spine.
  • the vertebrae enclose in their anterior region (in the illustration on the right) a medullary canal in which ascending and descending nerve bundles run.
  • the vertebrae In their posterior area (in the illustration on the left), the vertebrae have a posterior process (spinous process).
  • a joint proceedings processingus articularis
  • Superposed vertebrae 1, 1' are connected to each other via two facet joints 12 and an intervertebral disk 11.
  • the upper joint surfaces 13 and their arrangement on the vortex 1 are shown in more detail in Fig. 8.
  • the upper articular surfaces 13 are located on the articular process (pro- cessus articularis) 15. They are arranged at a steep angle ⁇ of approximately 80 ° with respect to the horizontal on the rear side of the vortex 1.
  • the upper joint surfaces 13 are still rotated by an angle outwards relative to the transverse axis. This angle is shown in Fig. 8 as an angle ß. It is for example 20 °.
  • the lower articular surface (facies articularis inferior) 14 is configured. It is located at the bottom of the hinge projection 15.
  • the lower articular surface 14 of a vortex 1 ' is designed to be complementary to the upper articular surface 13 of the vortex 1 arranged underneath.
  • the invention provides for the replacement of joint surfaces 13, 14 which have become defective due to illness or injury.
  • a first embodiment of an inventive Prosthesis 2 is shown in Fig. 1 a) - c).
  • the prosthesis comprises a guide rod 21 which is arranged angularly movable on a bearing piece 23 via a pivot joint 22 designed as a pin bearing.
  • the bearing piece 23 comprises on its side facing the guide rod 21 a pressure plate 24 and on its opposite side a bearing shell 27.
  • the latter may consist of a sliding-plastic material (for example polyethylene).
  • it may be provided to arrange the bearing shell 27 in a rotatable manner on the pressure plate 27.
  • the pressure plate 24 on its upper side on a pot-shaped recess, in which the bearing shell 27 is mounted with a bottom-like formed bottom.
  • the bearing shell 27 made of a biocompatible metal alloy, for example CoCrNi.
  • the latter opens up the expedient reality, the bearing piece 23 with the pressure plate 24 and the bearing shell 27 in one piece.
  • the guide rod 21 facing side of the pressure plate 24 is formed to rest on the vertebra 1, more precisely on the articular surface to be treated 13, 14.
  • protrusions are expediently provided, which in the illustrated embodiment is designed as an annular toothing 25. In the implanted state, the toothing 25 engages in the articular surface 13, 14 to be treated, and it fixes the pressure plate 24 and thus the bearing piece 23 of the prosthesis 2 according to the invention at the intended location.
  • the guide rod 21 serves to determine the position of the prosthesis 2. It is intended to form a slot 18 on the articular process 15 of the vertebra 1 in the region of the facet joint 12 to be treated. This slot 18 is oriented so that it runs in the direction from the upper articular surface 13 to the lower articular surface 14 through the articular process 15. The length of the slot 18 may extend over the entire height of the articular process 15, or as shown in Fig. 3 on one of the articular surface to be treated 13, 14 adjacent area.
  • the cross section of the slot 18 can be dimensioned so that it is sufficient for receiving the guide rod 21 together with the pivot joint 22; in a recessed arrangement of the pivot joint, it is sufficient if the cross section for receiving the guide rod 21 is dimensioned.
  • FIG. 4a Such a variant with a ball joint 22 'as a pivot joint on an integrally running bearing piece 23' is shown in Fig. 4a.
  • the prosthesis 2 according to the invention can be moved to its implantation site by simply inserting its guide rod 21 into the slot 18 on the articular process 15. Thanks to the pivoting joint 22, the bearing piece 23 thereby aligns itself automatically, that it occupies an angle corresponding to the inclination ⁇ and ⁇ .
  • the pressure plate 24 transmits occurring bearing forces in the articular process 15.
  • the guide rod 21 essentially serves only for positioning the prosthesis 2, but does not need any in the implanted state Transfer of bearing forces. He can be small with it. This makes it possible to choose the dimensions of the slot 18 correspondingly small. This has the particular advantage that the smaller the width of the slot 18, the sooner and faster is to be expected with a growth of the slot 18 after implantation. Thus, the prosthesis 2 is prevented from undesired dislocation from the slot 18 in a particularly safe and biocompatible manner.
  • the shaft of the guide rod 21 is preferably not cylindrical but oval (FIG. 2) or rectangular (FIG. 4b). This makes it possible to orient the guide rod 21 during implantation so that it is inserted with its small cross-section in the slot 18 (see dashed line in Fig. 2). If the prosthesis 2 is advanced to slot 18 in its intended implantation location, it is rotated 90 ° in its guide rod 21 in such a way that the broad cross section of the guide rod 21 extends over the width of the slot 18. Conveniently, the width of the slot 18 is chosen so that it is smaller than the largest width of the oval-shaped guide rod 21.
  • a serration 28 may be formed on the guide rod 21, which cuts into the bone material surrounding the slot 18 in the inserted state of the prosthesis 2.
  • a tab 4 for additional attachment by means of a screw may be provided.
  • the pressure plate 24 and the guide rod 21 may be coated with a growth-promoting coating, such as hydroxylapatite, at least on their surfaces intended to bear against the vortex 1.
  • a variant of the first embodiment is further shown, in which at the opposite end of the bearing piece 23 of the guide rod 21, a spherical-like thickening 29 is arranged. It is received in an extension 19 corresponding to the slot 18 in one of the length of the guide rod 21- the distance from the articular surface is formed.
  • This extension can be easily generated by the surgeon during implantation by means of a twist drill from the side. Thanks to the rotationally symmetric curvature of the spherical thickening 29 on its side facing the Lagerst ⁇ ck 23 side can be achieved so a nearly flat-flush system, even if the guide rod 21 is rotated 90 degrees for fixing, as described above.
  • the bearing shell 27 may have a planar outer side as a joint surface. However, it is preferred to give it a convex (for the superior joint surface 13) or a concave configuration (for the inferior joint surface 14); a reverse design is also possible.
  • the contour of the bearing piece 23 is expediently chosen such that the bearing shell 27 provided for replacing the inferior bearing surface 14 has a rectangular envelope (for example the shape of a rectangle with rounded edges, see FIG. 1).
  • the bearing shell in a therapy of the superior bearing surface 13, the bearing shell preferably a circular contour (see Fig. 5 and the following explanation).
  • FIGS. 5 and 6 A second embodiment of the invention is shown in FIGS. 5 and 6. The same parts are provided with the same reference number.
  • This second embodiment of the prosthesis 3 according to the invention differs from the first embodiment 2 shown in FIGS. 1 and 2 essentially in that a second bearing piece 33 is provided at the opposite end of the guide rod 21.
  • the guide rod 21 is designed in two parts with an additional inner guide rod 31. By inserting the inner guide rod 31, the distance of the upper bearing piece 23 from the lower bearing piece 33 can be changed.
  • latching means 39 are provided as a backup.
  • alternative embodiments for length variation are possible, for example by means of a screw thread 30 (see Fig. 5b).
  • the lower bearing piece 33 is also connected via a pivot joint with the guide rod 31 angularly movable. It is expediently designed as a universal joint 32 which is movable in two rotational degrees of freedom.
  • a hexagonal recess 38 is provided. It is preferably arranged in such a way net, that it lies in the axial extension of the inner guide rod 31.
  • the inner guide rod 31 can be screwed into the guide rod 21 in a simple manner by means of a hexagon wrench, optionally after pivoting the vertebra 1 "above it are possible in this case when the pivot joint is designed as a universal joint 32. This makes it possible to exert pressure on the vertebrae 1 via the bearing pieces 23, 33.
  • bone growth in the vertebra 1 ' can be stimulated so that the prosthesis 3 can be moved quickly and easily safely grows into the vortex 1 '.
  • Fig. 6 the second embodiment of the prosthesis 3 according to the invention is shown in the implanted state. It can be seen that the bearing piece 33 rests on the upper joint surface 13 and the bearing piece 23 rests on the lower joint surface 14 of the vertebra 1 '.
  • the prosthesis 3 is thus suitable for the treatment of the facet joints 12 in two superimposed floors.
  • a prosthesis 2 provided with a bearing piece 23, prostheses 3 extending over two levels, or possibly even no prosthesis, may be arranged. Thanks to the physiological model oriented design of the bearing piece 23, 33 and their bearing shells 27, 37, it is possible that the prosthesis 2, 3 cooperates with its bearing shell 37 with the natural joint surface 13, 14 of the adjacent vertebra 1.
  • the bearing shell 27 acts as shown in Fig. 3 with the prosthesis 2 in the vertebra 1 together.
  • the procedure is the same as in the first embodiment.
  • the slot 18 ' is formed over the entire height of the articular process 15.
  • the joint capsule (not shown) is opened, surrounding the facet joint 12 to be treated. Since only a relatively small sized access is required for the implantation of the prosthesis 2, 3 according to the invention, it is sufficient to open the joint capsule in such a way that it is minimally damaged. It can remain in the rest; removal of the joint capsule is not required unlike conventional surgical procedures. On the contrary, after implantation of the Prosthesis, the capsule can be restored. The access to the facet joint 12 is free after opening the joint capsule.
  • a slot 18, 18 ' is formed on the articular process of the vertebrae 1, 1' from dorso-laterally by means of a known turbine milling cutter, into which the prosthesis 2, 3 according to the invention is to be implanted.
  • the slot 18, 18 ' extends in the direction from the upper articular surface 13 to the lower articular surface 14 of the respective articular process 15.
  • the length of the slot 18, 18' can be selected as required, for example for implantation of the first embodiment of the prosthesis 2 to an area near the affected facet joint 12 and to the implantation of the second embodiment 3 over the entire height of the articular process 15.
  • the width of the slit 18, 18 ' can be chosen to be small in order to promote rapid growth.
  • the prosthesis 2, 3 is then inserted with its guide rod 21, 31 in the slot 18, 18 'and pushed so far until the bearing pieces 23, 33 have reached the intended position on the joint surfaces 13, 14 of the facet joints 12 to be treated. If necessary, then the prosthesis according to the second embodiment 3, the length of the guide rod 21, 31 varies so far until both bearing pieces 23, 33 with their respective pressure plates 24, 34 rest firmly on the vertebrae. The implantation of the prosthesis 2, 3 is thus completed. After closing the surgical wound initial stabilization of the prosthesis 2, 3 is achieved by a rotation of the oval shaft 21, and in the long term, thanks to the small required width of the slot 18, 18 'is expected to grow. This results in a permanent and biocompatible fixation of the prosthesis.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Prothese für Facettengelenke (12) der Wirbelsäule mit einem Lagerstück (23) und einem Führungsstab (21). Das Lagerstück (23) umfasst eine Druckplatte (24) zur Auflage auf einer Gelenkfläche (13, 14) des Wirbels (1 ) und gegenüberliegend einen Lagereinsatz (27), der eine Gelenkfläche zum Zusammenwirken mit einer Gelenkfläche (13, 14) eines benachbarten Wirbels (11) aufweist. Der Führungsstab (21 ) ist mittels eines Schwenkgelenks an dem Lagerstück (23) befestigt. Die Lagerkräfte werden so stets über die Druckplatte (24) auf den Wirbel (1) übertragen. Dadurch kann der Führungsstab (21 ) schmal ausgebildet sein, so dass der Schlitz (18) zur Aufnahme des Führungsstabs an dem Wirbel (1 ) ebenfalls schmal ausgebildet sein kann. Dies ermöglicht eine zugleich Substanz schonende wie auch einfache und zuverlässige Implantation.

Description

Facettengelenkprothese
Die Erfindung betrifft eine Prothese für Facettengelenke der Wirbelsäule mit einem Lagerstück und einem Haltestück.
Rückenbeschwerden sind häufig auf pathologische Veränderungen im Bereich der Wirbelsäule zurückzuführen. Einer der Hauptursachen liegt in der Interaktion zwischen zwei benachbarten Wirbeln und ihrer Verbindung. Dies betrifft insbesondere Bandscheiben und Facettengelenke. Aufgrund von Krankheit oder Überbeanspruchung, sei es durch Verletzung oder Verschleiß, kann die Verbindung zwischen Wirbeln beschä- digt sein. Dies kann zu Bewegungseinschränkungen, Schmerzen bis hin zu einem Verlust der Mobilität führen. In der Vergangenheit fokussierte sich die Behandlung auf eine Therapie der Bandscheiben. So sind verschiedene künstliche Gelenke bekannt geworden, die anstelle einer defekten natürlichen Bandscheibe implantiert werden. Damit könnten indirekt auch Defekte an den Facettengelenken ausgeglichen bzw. deren FoI- gen gemindert werden. Es hat sich aber gezeigt, dass dies nicht ausreichend ist, sondern dass in vielen Fällen auch eine gezielte Therapie der Facettengelenke erforderlich ist.
Zur Behandlung im Bereich der Facettengelenke sind verschiedene Ansätze versucht worden. Im einfachsten Fall beschränkt sich die Therapie auf eine Verminderung der durch das Facettengelenk verursachten Schmerzen, insbesondere durch Injektion von schmerzlindernden Mitteln im Bereich des betroffenen Facettengelenks. Eine weitere besteht darin, das Facettengelenk zu entfernen. Damit ist zwar eine der Ursachen der Schmerzen beseitigt, jedoch um den Preis einer signifikanten Veränderung der Biome- chanik der Wirbelsäule. Fehlende Facettengelenke reduzieren die Stabilität der Wirbelsäule im erheblichen Maße und führen damit zu einer stärkeren Beanspruchung der übrigen Bereiche der Wirbelsäule, was nicht selten zu Defekten im Bereich benachbarter Verbindung zwischen Wirbeln führt. Ähnliches gilt für den umgekehrten Weg, das Facettengelenk durch eine feste Verbindung zu immobilisieren. Auch hierbei wird die Biomechanik in negativer Weise beeinflusst. Die Mobilität des Patienten verschlechtert sich, außerdem kommt es zu einer höheren Beanspruchung in dem Bereich der benachbarten Wirbel.
Weiter ist es bekannt geworden, die Facettengelenke im Bereich ihrer Gelenkfläche mit einer schützenden Kappe zu versehen. Um Raum für die Kappe zu schaffen, muss in beträchtlichem Umfang Material von der natürlichen Lagerfläche abgetragen werden. Dieses Entfernen von Gewebe führt häufig zu einer Unterbrechung der natürlichen Versorgung von umliegendem gesunden Geweben, mit der Folge nekrotischer Verän- derungen.
Um diese Nachteile dieser traditionellen Therapieverfahren zu vermeiden, sind verschiedene Prothesen für Facettengelenke entwickelt worden.
Eine aufwendige Bandscheiben-Prothese mit daran ansteckbaren zusätzlichen Facettengelenk-Prothesen ist aus der WO-A-2004/098465 bekannt. Die Prothese eignet sich damit zur gleichzeitigen Therapie der Bandscheibe und der Facettengelenke. Durch diese Kombination ist die Prothese in ihrem Aufbau kompliziert und weist verhältnismäßig große Abmessungen auf. Dies bedingt eine aufwendige Operation mit groß di- mensioniertem Zugang. Eine Therapie der Facettengelenke im Bereich der Halswirbelsäule ist mit dieser Prothese schwierig.
Eine kompaktere Prothese für ein Facettengelenk ist aus der WO-A-2005/037149 bekannt. Sie weist ein elastisches Element mit einer scheibenartigen Verdickung auf, die zwischen den Lageroberflächen des Facettengelenks platziert ist. Die Befestigung der Prothese erfolgt durch Befestigungselemente, die in Durchgangslöchern in den entsprechenden Gelenkfortsätzen eingebracht sind. Da diese Durchgangslöcher miteinander fluchten müssen, ist ihre Schaffung recht schwierig und fordert einen ungehinderten Zugang. Weiter schafft die Prothese eine flexible, aber ursprünglich nicht vor- handene mechanische Zugverbindung des Facettengelenks. Die Biomechanik wird insoweit verändert.
Eine weitere spezielle Facettengelenk-Prothese ist aus der WO-A-2004/103227 bekannt. Sie besteht aus zwei Komponenten, die jeweils ein Lagerstück und ein Halte- stück zur Verankerung an den benachbarten Wirbeln aufweisen. Eine obere Komponente ist mittels einer Schraube in der Lamina des Wirbels verankert. Die Schraube weist einen verhältnismäßig langen Schaft auf, der zu ungünstigen Hebelverhältnissen und damit zu einer Belastung der Lamina führt. Um ein Knicken der Schraube zu vermeiden, muss sie verhältnismäßig groß dimensioniert sein. Die Prothese weist viele herausstehende Teile vor, was die Gefahr von Irritationen umliegenden Gewebes mit sich bringt. Außerdem bringt die Befestigung der oberen Lagerkomponente an der Lamina statt an dem entsprechenden Gelenkfortsatz eine Veränderung der Biomechanik mit sich. Eine ähnliche Facettengelenk-Prothese mit einer translaminaren Befestigungsschraube ist aus der US-A-2005/0049705 bekannt. Die Befestigungsschraube liegt mit ihrem Kopf auf der Lamina auf und läuft durch einen im Wirbel geschaffenen Kanal zu der unteren Facettengelenkfläche, wo ein Lagerstück angeordnet ist und mittels der Befestigungsschraube fixiert wird. Das Lagerstück wirkt zusammen mit einem an dem benachbarten Wirbel angeordneten Gegenstück des Facettengelenks, welches mittels eines einfachen Doms an dem Wirbel befestigt ist. Ein Nachteil dieser Prothese ist, dass die Schaffung des translaminaren Kanals recht aufwendig ist, und dass eine passgenaue Fügung von Lagerstück und Schraube schwierig ist, da sie von dem jeweiligen Winkel der Facettengelenkfläche abhängt. Besonders im zervikalen Bereich der Wirbelsäule ergeben sich damit erhebliche Schwierigkeiten in der Handhabung ergeben.
Aus der US-A-2004/0049272 ist eine Facettengelenk-Prothese bekannt, die ein Lagerstück mit einem starr daran angeordneten und in den Wirbel eintauchenden Haltestab umfasst. Das Lagerstück weist eine tassenartige Wölbung auf und umfasst eine Druckplatte zur Auflage auf dem Wirbel und eine Lagerschale, die mit einem filzartigen Gegenstück an der entsprechenden Gegenfläche des Facettengelenks zusammen- wirkt. Der Haltestab kann fest oder abnehmbar mit dem Lagerstück verbunden sein. Aber auch diese Prothese ist in der Handhabung gerade bei beengten räumlichen Verhältnissen, wie sie im zervikalen Bereich vorherrschen, diffizil, wenn Haltestab und Gelenkstück in situ zusammengesetzt werden müssen. Sind sie vormontiert, so stellt sich die Schwierigkeit des Einbringens unter den beengten räumlichen Verhältnissen. Zur sicheren Fixierung muss der Haltestab weit in den Bereich des Wirbelkörpers hineinragen, was dort zu Irritationen führen kann.
Aus der US-A-O 177 240 ist eine Facettengelenk-Prothese bekannt, die ein Lagerstück mit einem daran anschraubbaren Führungsstab umfasst. Das Lagerstück ist an seiner Unterseite als Druckplatte zur Auflage auf dem Wirbel und an seiner gegenüberliegenden Seite als Lagerfläche zum Zusammenwirken mit einer Gegengelenkfläche ausge- bildet. Der Fϋhrungsstab weist an seinem gegenüberliegenden Ende ein Gegenelement auf, das mit einer Schraubendreheraufnahme versehen sein kann. Die Befestigung des Führungsstabs an dem Lagerstück geschieht mittels einer Schraubverbindung. Unter den beengten Verhältnissen, gerade im Bereich der Halswirbelsäule, kann die Schaffung einer entsprechenden Durchgangsbohrung an exakter Position sowie das Verbinden des Lagerstücks mit dem Führungsstab beträchtliche Schwierigkeiten aufwerfen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Prothese für Facettenge- lenke zu schaffen, die weniger invasiv ist und einer dem natürlichen Facettengelenk näher kommende Biomechanik aufweist.
Die erfindungsgemäße Lösung liegt in den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Bei einer Prothese für Facettengelenke der Wirbelsäule mit einem Lagerstück und einem Führungsstab als Haltestück , dessen Lagerstück eine Druckplatte zur Auflage auf dem Wirbel und gegenüberliegend eine Lagerschale umfasst, die eine Gelenkfläche zum Zusammenwirken mit einer Gelenkfläche eines benachbarten Wirbels aufweist, ist erfindungsgemäß zur Befestigung des Führungsstabs an dem Lagerstück ein
Schwenkgelenk vorgesehen. Kern der Erfindung ist der Gedanke, eine Prothese zu schaffen, bei der einerseits die Funktion des Haltens der Prothese an ihrem vorgesehen Ort entkoppelt ist von der Funktion des Aufnehmens der Lagerkräfte, und die andererseits an verschiedene anatomische Verhältnisses anpassbar und damit leicht montierbar ist. Die Gelenkflächen der Facettengelenke sind in unterschiedlicher Neigung an den Wirbeln ausgebildet. Brustwirbel haben eine andere Neigung als beispielsweise Halswirbel. Um diese Unterschiede und außerdem individuelle Unterschiede zwischen verschiedenen Patienten leicht ausgleichen zu können, ist der Führungsstab über ein Schwenkgelenk an dem Lagerstück befestigt. Dies ermöglicht eine An- passung des Winkels an die jeweiligen anatomischen Gegebenheiten. Die Erfindung benötigt keinen exakt auf die Lagerfläche in einem bestimmten Winkel ausgerichteten Kanal, in den eine Befestigungsschraube eingebracht werden und mit dem Lagerstück verbunden werden muss, sondern der Erfindung genügt vielmehr ein einfach zu schaffender Schlitz, dessen Winkelorientierung zu der Lagerfläche in weiteren Grenzen vari- ieren kann. Sie erleichtert das Einsetzen der erfindungsgemäßen Prothese in der richtigen Stellung und ermöglicht eine operationstechnisch günstige Ausarbeitung des Schlitzes an dem Wirbel, nämlich am Gelenkfortsatz in Richtung zwischen der oberen und unteren Gelenkflächen. Die erfindungsgemäße Facettengelenkprothese braucht lediglich in diesen Schlitz eingebracht zu werden, ohne dass eine komplizierte Montage oder Verbindung der verschiedenen Elemente zu erfolgen braucht, insbesondere muss nicht wie im Stand der Technik der Führungsstab mittels einer Schraubverbindung mit dem Lagerstück verbunden werden. Die Erfindung eignet sich damit besonders zur Implantation an schwer zugänglichen und räumlich beengten Stellen, wie insbesondere im Bereich der Halswirbelsäule. Aufgrund dieser Einfachheit der Montage kann die erfindungsgemäße Prothese klein ausgeführt werden. Dies ermöglicht es, mit einem kleinen Führungsstab und damit einem kleinen Schlitz auszukommen. Die dazu erforderlichen Bearbeitungen des Wirbels sind minimal. Der Schlitz kann von der Seite in den Wirbel eingebracht sein, vorzugsweise von dorso-lateral. Damit ermöglicht diese Prothese einen besonders günstigen Zugangsweg. Die erfindungsgemäße Prothese erlaubt insgesamt einen weitgehenden Erhalt der natürlichen Substanz. Damit eignet sich die erfindungsgemäße Prothese für eine Operation, die nur wenig invasiv ist. Die erfindungsgemäße Prothese ermöglicht sogar - bei entsprechend gewählter Wölbung der Lagerfläche - einen einseitigen Teilersatz, also das Zusammenwirken mit der natürlichen Gelenkfläche des benachbarten Wirbels. Außerdem bleibt mit der erfindungsgemäßen Prothese das kinematische Zentrum des Gelenks an seinem ursprünglichen Ort. Damit verknüpft die erfindungsgemäße Prothese eine günstige Biomechanik mit den Vorteilen einer vergleichsweise leichten Implantierbarkeit, die auch nur wenig invasiv ist.
Zur feineren Anpassung an individuell unterschiedliche Anatomien kann es aber von Vorteil sein, wenn das Schwenkgelenk in einer zweiten Richtung quer zur Längsachse des Führungsstabs beweglich ist. Damit ist eine Beweglichkeit in der Frontalebene erreicht. Dazu kann das Schwenkgelenk als Kugelgelenk ausgebildet sein, oder vorzugsweise als Kardangelenk.
Der Führungsstab ist zweckmäßigerweise in seiner Mittellage schrägwinklig zur Druck- platte an dem Lagerstück angeordnet. Damit ist eine anatomisch günstige Form erreicht. In der Regel genügt es, wenn das Schwenkgelenk in einer Richtung quer zur Längsachse des Führungsstabs beweglich ist. Damit ist eine Beweglichkeit in der Sa- gittalebene erreicht.
Im einfachsten Fall weist der Führungsstab einen runden Querschnitt auf. Zweckmäßig ist es aber, wenn er einen unrunden, vorzugsweise rechteckigen oder ovalen Querschnitt aufweist. Die Abmessungen sind so gewählt, dass die Breite des Führungs- stabs je nach Orientierung kleiner oder größer als die Weite des Schlitzes ist. Dies ermöglicht es, den Führungsstab in seiner schmalen Orientierung in den Schlitz einzubringen, und an seinen vorgesehenen Ort so weit um seine Längsachse zu verdrehen, bis er in dem Schlitz verklemmt ist. Dadurch ist er gegenüber eine unbeabsichtigten Herausrutschen geschützt. Bei einem rechteckigen Querschnitt kann dabei dank der Kanten ein Einrasteffekt erreicht werden, wodurch sich eine zusätzliche Sicherung ergibt. Unbedingt nötig ist der unrunde Querschnitt aber nicht, da dank der erfindungsgemäß möglichen kleinen Dimensionierung des Schlitzes in der Regel mit einem schnellen Zuwachsen gerechnet werden kann. Um die erfindungsgemäße Prothese weiter vor unerwünschte Dislokation zu schützen, kann zweckmäßigerweise entlang des Führungsstabs eine radial hervorstehende Zackung ausgebildet sein. Sie sichert den Führungsstab zusätzlich gegenüber einem unbeabsichtigten seitlichen Herausrutschen. Zu diesem Zweck kann auch eine Lasche an dem Führungsstab angeordnet sein, die zur Befestigung am Wirbel dient, beispielsweise mittels einer Verschraubung.
Um das Lagerstück zusätzlich an dem Wirbel zu sichern, ist zweckmäßigerweise an der Druckplatte eine zum Eingreifen in den Wirbel ausgebildete Verzahnung vorgesehen. Damit drückt sich das Lagerstück unter Einwirkung der Lagerkräfte selbsttätig in den Wirbel ein. Dadurch ist es gegenüber Verschiebungen oder Verdrehungen zusätz- lieh gesichert. Die Verzahnung kann aus einzelnen Zähnen bestehen, oder es kann eine Zahnreihe vorgesehen sein, beispielsweise in kreisförmiger Anordnung. Um die Verbindung mit dem Wirbel weiter zu verbessern, kann außerdem noch eine Knochenwachstum fördernde Beschichtung an der Druckplatte vorgesehen sein. Ein Beispiel für eine solche Beschichtung ist Hydroxylapatit. Dies begünstigt das Einwachsen der Prothese an den Wirbeln.
Die gegenüberliegend der Druckplatte an dem Lagerstück ausgebildete Gelenkschale weist vorzugsweise eine konvexe oder konkave Wölbung auf. Welche Wölbung angemessen ist, hängt von der anatomischen Form des entsprechenden Wirbels ab. Zweckmäßigerweise wird sie so gewählt, dass sie auf die Form der an dem benachbarten Wirbel angeordneten Gelenkfläche, mit der zusammen die Prothese das Facettengelenk bildet, abgestimmt ist.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform, die ggf. unabhängigen Schutz verdient, ist an dem anderen Ende des Führungsstabs ein zweites Lagerstück mit
Druckplatte und Lagereinsatz angeordnet. Damit kann eine Prothese gebildet werden, mit der Facettengelenke in aneinander liegenden Etagen therapierbar sind. Dabei ist nur ein Schlitz erforderlich, in den der Führungsstab der Prothese einzusetzen ist. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführung ist, dass dank der an beiden Enden des Führungsstabs angeordneten Druckplatten eine zusätzliche Befestigungssicherheit erreicht wird. Dabei ist der Führungsstab vorzugsweise mehrteilig ausgebildet.
Zweckmäßig ist eine teleskopartige Gestaltung des Schafts. Damit kann die Länge des Führungsstabs auf die Dicke des Wirbels, genauer gesagt auf die Länge der Schlitzes von einer Gelenkfläche des Wirbels zu der anderen, abgestimmt werden. Das TeIe- skop kann durch konzentrisch ineinander laufende Elemente gebildet sein, oder durch eine Schraubverbindung. Um ein unerwünschtes Auseinanderbewegen zu verhindern, wodurch die Gefahr einer Lockerung der Lagerstücke von ihrem Sitz auf den Wirbeln hervorgerufen würde, sind zweckmäßigerweise Verriegelungsmittel für die Schaftteile des Führungsstabs vorgesehen. Dazu können gesonderte Rastelemente vorgesehen sein. Es kann aber auch eine solche Gewindesteigung für die Schraubverbindung gewählt werden, die eine Selbsthemmung bewirkt. Die Schraubverbindung bietet den Vorzug, dass durch einfaches Verdrehen eines der Lagerstücke die Länge des Führungsstabs verändert werden kann, um so eine festen Sitz der Lagerstücke zu erreichen. Zweckmäßigerweise ist dazu an wenigstens einem der Lagerstücke eine Auf- nähme für einen Schraubschüssel vorgesehen.
Die Lagerstücke an den beiden Enden des Führungsstabs können verschieden gestaltet sein. Besonders zweckmäßig ist es, das Lagerstück an einem (superioren) Ende des Führungsstabs eine Kontur mit einer kreisartigen Umhüllenden und dem Lager- stück an dem anderen (inferioren) Ende eine Kontur mit einer rechteckigen Umhüllenden zu geben. Hierbei sind die Begriffe kreisartig und rechteckig nicht im streng mathematischen, sondern im verallgemeinerten Sinne zu verstehen. Insbesondere kann das Rechteck abgerundete Ecken aufweisen, so dass es eine ovalartige Form aufweist. Mit dieser Gestaltung kann eine bessere Annäherung an die Form der natürli- chen Gelenkflächen der Facettengelenke erreicht werden.
Es ist aber nicht unbedingt erforderlich, an dem gegenüberliegenden Ende des Führungsstabs ein zweites Lagerstück anzuordnen. Genauso gut kann vorgesehen sein, dass dort eine Verdickung ausgeführt ist. Zweckmäßigerweise weist diese Verdickung an ihrer zu dem Lagerstück weisenden Seite eine Wölbung auf. Damit kann auch bei einseitiger Gelenkversorgung die höhere Befestigungssicherheit wie bei zweiseitigen Lagerstücken erreicht werden. Die Ausführung als Verdickung ermöglicht eine versenkte Anordnung in dem Wirbel, so dass der Führungsstab mit der Verdickung - anders als bei einem zweiten Lagerstück - nicht aus dem Wirbelkörper herausragt. Eine erhal- tenswerte natürliche Gelenkfläche des benachbarten Facettengelenks kann auf diese Weise gewünschtenfalls erhalten bleiben. Zur Implantation braucht lediglich der Schlitz an der zur Aufnahme der Verdickung vorgesehenen Stelle erweitert zu werden, beispielsweise mittels einer Bohrung. Günstig ist eine rotationssymmetrische Ausführung der zu dem Lagerstück weisenden Seite der Verdickung, und zwar vorzugsweise als Wölbung. Damit kann bei Schaffung eines zusätzlichen Aufnahmeraums durch einen Bohrer eine besonders gute Anlage der Verdickung an das Knochenmaterial erreicht werden, und zwar gerade auch dann, wenn der Führungsstab zur Fixierung um seine Längsachse gedreht wird. Eine besonders zweckmäßige Form für eine Verdickung ist eine Kugel oder ein Spheroid.
Die erfindungsgemäße Prothese eignet sich insbesondere zur Therapie in mehreren aneinandergrenzenden Etagen von Wirbeln. Dazu ist vorzugsweise ein Prothesensatz vorgesehen, der gebildet ist aus mindesten einer Prothese mit zwei Lagerstücken und zwei Prothesen mit jeweils einem Lagerstück. Damit können Facettengelenke in zwei benachbarten Etagen therapiert werden. Es können durch zusätzliche Verwendung von Prothesen mit zwei Lagerstücken aber auch noch weitere Etagen hinzugefügt werden. In dieser Fähigkeit zur Therapie von Multietagen-Pathologien liegt ein besonderer Vorteil der Erfindung. Mit der erfindungsgemäßen Prothese bleibt die natürliche Biomechanik weitestgehend erhalten, so dass auch bei einer Verwendung über mehrere Etagen dank der guten biomechanischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Pro- these weder eine Einschränkung der Mobilität, noch andererseits ein Verlust der Stabilität zu befürchten ist.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Implantieren einer Prothese fassend ein Haltestück und ein Lagerstück, wobei das Lagerstück eine Druckplatte und gegenüber liegend einen Lagereinsatz umfasst, der eine Gelenkfläche zum Zusammenwirken mit einer Gelenkfläche eines benachbarten Wirbels aufweist, mit den Bearbeitungsschritten Ausarbeiten eines Schlitzes an dem Gelenkfortsatz eines Wirbels, der von einer Gelenkfläche des Wirbels in Richtung zur anderen Gelenkfläche des Wirbels läuft, und Einbringen des Führungsstabs in den Schlitz, wobei das Lagerstück mit seiner Druckplatte auf der Gelenkfläche zur Auflage kommt. Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass an dem Wirbel lediglich ein einfacher Schlitz anzu- bringen ist. Dieser Schlitz kann klein dimensioniert sein, da er lediglich ein Führungselement aufzunehmen braucht, und nicht Haltekräften der Prothese ausgesetzt ist. Insbesondere ist es möglich, den Schlitz von dorso-lateral anzubringen. Dies ermöglicht einen besonders günstigen Zugang, und damit eine vereinfachte Operationstech- nik. Dabei ist es für die Implantation der erfindungsgemäßen Prothese mit einem Lagerstück nicht einmal erforderlich, dass der Schlitz zur anderen Gelenkfläche durchläuft; mit einem Teil-Schlitz kann häufig bereits ausreichend Raum zur Aufnahme des Führungsstabs geschaffen werden.
Das Einbringen der Prothese von der Seite in den Schlitz gelingt leicht und ohne großen Kraftaufwand. Zur sicheren Verriegelung kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass der Führungsstab einen ovalen Querschnitt aufweist und nach dem Einbringen in den Schlitz so verdreht wird, dass er mit seinem breiten Querschnitt in dem Schlitz verklemmt. Damit wird sowohl ein leichtes Einsetzen wie auch eine gute Fixie- rung der erfindungsgemäßen Prothese gegenüber einer unbeabsichtigten Bewegung aus dem Schlitz erreicht. Weiter kann vorgesehen sein, den Schlitz so auszubilden, dass der Führungsstab ein Übermaß aufweist. Die Abmessungen werden hierbei so gewählt, dass eine Presspassung zwischen dem Führungsstab und dem Schlitz gebildet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert, in der vorteilhafte Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigen:
Fig. 1a)-c) eine Seiten-, Vorder- und Rückansicht einer ersten Ausführungsform;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht längs einer Linie H-Il aus Fig. 1 ;
Fig. 3 eine vergrößerte Seitenansicht eines Bereichs der Halswirbelsäule mit implantierter Prothese gemäß einer Variante der ersten Ausführungsform;
Fig. 4a)-b) eine Teillängsschnitt- und eine Querschnittansicht einer weiteren Variante der ersten Ausführungsform;
Fig. 5a)-b) eine Vorder- und Rückansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prothese;
Fig. 6 eine Teilansicht der Halswirbelsäule mit im- plantierter Halswirbelprothese gemäß der zweiten Ausführungsform;
Fig. 7 eine Seitenansicht eines vorgesehenen Implantationsort einer Halswirbelsäule; Fig. 8 eine vergrößerte Darstellung eines Halswirbels mit Erläuterungen.
Zum leichteren Verständnis der Erfindung sei zuerst der vorgesehene Implantationsort erläutert. Die Prothese ist vorgesehen für Facettengelenke der Wirbelsäule. In Fig. 7 ist ein Ausschnitt der Wirbelsäule eines Menschen dargestellt, genauer gesagt, ein Ausschnitt aus der Halswirbelsäule. Man erkennt eine Mehrzahl (drei) von übereinander angeordneten Wirbeln. Die Wirbel umschließen in ihrem vorderen Bereich (in der Darstellung rechts) einen Markkanal, in dem auf- und absteigende Nervenbündel laufen. In ihrem hinteren Bereich (in der Darstellung links) weisen die Wirbel einen rückwärtigen Fortsatz (Processus spinosus) auf. An den Seiten der Wirbel befindet sich jeweils ein Gelenkfortsatz (processus articularis) 15. Dieser weist jeweils zwei Gelenkflächen auf, eine obere Gelenkfläche (facies articularis superioή 13 im oberen Bereich und eine untere Gelenkfläche (facies articularis inferior) 14 im unteren Bereich. Die obere und unter Gelenkfläche 13, 14 zweier übereinander angeordneter Wirbel 1 , 1' wirken mit- einander zusammen. Sie bilden gemeinsam ein Facettengelenk 12. Übereinander angeordneten Wirbel 1 , 1' sind jeweils über zwei Facettengelenke 12 und eine Bandscheibe 11 miteinander verbunden.
Die oberen Gelenkflächen 13 und ihre Anordnung an dem Wirbel 1 sind in Fig. 8 näher dargestellt. Die oberen Gelenkflächen 13 befinden sich an dem Gelenkfortsatz (pro- cessus articularis) 15. Sie sind mit einem steilen Winkel α von ca. 80° gegenüber der Horizontalen an der rückwärtigen Seite des Wirbels 1 angeordnet. Außerdem sind die oberen Gelenkflächen 13 noch um einen Winkel nach außen gegenüber der Querachse verdreht. Dieser Winkel ist in Fig. 8 als Winkel ß dargestellt. Er beträgt beispielswei- se 20°. Entsprechend ist die untere Gelenkfläche (facies articularis inferior) 14 ausgestaltet. Sie ist unten an dem Gelenkvorsprung 15 angeordnet. Die untere Gelenkfläche 14 eines Wirbels 1' ist zu der oberen Gelenkfläche 13 des darunter angeordneten Wirbels 1 komplementär ausgestaltet.
Die Erfindung sieht den Ersatz von durch Krankheit oder Verletzung defekt gewordenen Gelenkflächen 13, 14 vor. Eine erste Ausführungsform für eine erfindungsgemäße Prothese 2 ist in Fig. 1 a) - c) abgebildet. Die Prothese umfasst einen Führungsstab 21 , der über ein als Bolzenlager ausgeführtes Schwenkgelenk 22 winkelbeweglich an einem Lagerstück 23 angeordnet ist. Das Lagerstück 23 umfasst an seiner dem Führungsstab 21 zugewandten Seite eine Druckplatte 24 und an seiner gegenüber liegen- den Seite eine Lagerschale 27. Letztere kann aus einem gleitgünstigen Kunststoffmaterial (beispielsweise Polyethylen) bestehen. Optional kann vorgesehen sein, die Lagerschale 27 drehbeweglich an der Druckplatte 27 anzuordnen. Dazu weist die Druckplatte 24 an ihrer Oberseite eine topfartige Ausnehmung auf, in welche die Lagerschale 27 mit einer stumpfartig ausgebildeten Unterseite gelagert ist. Es ist aber ebenfalls möglich, die Lagerschale 27 aus einer biokompatiblen Metall-Legierung, beispielsweise CoCrNi auszuführen. Letzteres eröffnet die zweckmäßige Wirklichkeit, das Lagerstück 23 mit der Druckplatte 24 und der Lagerschale 27 einstückig auszuführen. Die zum Führungsstab 21 weisende Seite der Druckplatte 24 ist zur Auflage auf dem Wirbel 1 , genauer gesagt auf der zur therapierenden Gelenkfläche 13, 14 ausgebildet. Zur bes- seren Verankerung der Druckplatte 24 an dem Wirbel 1 sind zweckmäßigerweise Hervorstehungen vorgesehen, die in der dargestellten Ausführungsform als eine ringförmig ausgeführte Verzahnung 25 ausgebildet ist. Im implantierten Zustand greift die Verzahnung 25 in die zu therapierende Gelenkfläche 13, 14 ein, und sie fixiert die Druckplatte 24 und damit das Lagerstück 23 der erfindungsgemäßen Prothese 2 an dem vorgesehenen Ort.
Der Führungsstab 21 dient dazu, die Position der Prothese 2 zu bestimmen. Es ist vorgesehen, an dem Gelenkfortsatz 15 des Wirbels 1 in den Bereich des zu therapierenden Facettengelenks 12 einen Schlitz 18 auszubilden. Dieser Schlitz 18 ist so orien- tiert, dass er in Richtung von der oberen Gelenkfläche 13 zu der unteren Gelenkfläche 14 durch den Gelenkfortsatz 15 läuft. Die Länge des Schlitzes 18 kann sich über die gesamte Höhe des Gelenkfortsatzes 15 erstrecken, oder wie in Fig. 3 abgebildet auf eine der zu therapierenden Gelenkfläche 13, 14 benachbarten Bereich. Der Querschnitt des Schlitzes 18 kann so bemessen sein, dass er zur Aufnahme des Führungs- stabs 21 mitsamt dem Schwenkgelenk 22 ausreicht; bei einer versenkten Anordnung des Schwenkgelenks genügt es, wenn der Querschnitt zur Aufnahme des Führungsstabs 21 bemessen ist. Eine solche Variante mit einem Kugelgelenk 22' als Schwenkgelenk an einem einstückig ausgeführten Lagerstück 23' ist in Fig. 4a dargestellt. Die erfindungsgemäße Prothese 2 kann durch einfaches Einbringen ihres Führungsstabs 21 in den Schlitz 18 am Gelenkfortsatz 15 an ihren Implantationsort bewegt werden. Dank des Schwenkgelenks 22 richtet sich das Lagerstück 23 dabei selbsttätig so aus, dass es einen der Neigung α und ß entsprechenden Winkel einnimmt. Dadurch kommt die Druckplatte 24 in flächige Anlage auf die zu therapierenden Gelenkfläche 13, 14 des Gelenkfortsatzes 15. Die Druckplatte 24 überträgt auftretende Lagerkräfte in den Gelenkfortsatz 15. Der Führungsstab 21 dient im Wesentlichen nur zur Positionierung der Prothese 2, braucht aber im implantierten Zustand keine Lagerkräfte zu übertragen. Er kann damit klein dimensioniert sein. Dies ermöglicht es, die Abmessungen des Schlitzes 18 entsprechend klein zu wählen. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass je geringer die Weite des Schlitzes 18 ist, desto eher und schneller ist mit einem Zuwachsen des Schlitzes 18 nach erfolgter Implantation zu rechnen. Damit wird die Prothese 2 auf eine besonders sichere und biokompatible Weise gegenüber einer unerwünschten Dislokation aus dem Schlitz 18 gehindert.
Um initial nach der erfolgten Implantation gleich eine möglichst gute Sicherheit gegenüber einem unerwünschten Herausrutschen der Prothese 2 zu haben, ist der Schaft des Führungsstabs 21 vorzugsweise nicht zylindrisch, sondern oval (Fig. 2) oder rechteckig (Fig. 4b) gestaltet. Dies ermöglicht es, bei der Implantation den Führungsstab 21 so zu orientieren, dass er mit seinem kleinen Querschnitt in den Schlitz 18 eingeschoben wird (siehe gestrichelte Linie in Fig. 2). Ist die Prothese 2 bis zu ihrem vorgesehenen Implantationsort in Schlitz 18 vorgeschoben, wird sie in ihrem Führungsstab 21 um 90° derart verdreht, dass sich der breite Querschnitt des Führungsstabs 21 über die Weite des Schlitzes 18 erstreckt. Zweckmäßigerweise ist die Weite des Schlitzes 18 dabei so gewählt, dass sie kleiner ist als die größte Weite des ovalförmigen Führungsstabs 21. Damit ergibt sich in dem verdrehten Zustand eine Verklemmung, die den Führungsstab 21 und damit die Prothese 2 an dem Implantationsort sichert. Zur weite- ren Erhöhung der Befestigungssicherheit kann eine Zackung 28 an dem Führungsstab 21 ausgebildet sein, die im eingesetzten Zustand der Prothese 2 in das den Schlitz 18 umgebende Knochenmaterial einschneidet. Weiter kann eine Lasche 4 zur zusätzlichen Befestigung mittels einer Schraube (nicht dargestellt) vorgesehen sein. Weiter ist es zweckmäßig, wenn die Druckplatte 24 und der Führungsstab 21 zumindest an ihren zur Anlage an dem Wirbel 1 bestimmten Flächen mit einer wachstumsfördernden Be- schichtung, wie Hydroxylapatit, beschichtet sind.
In Fig. 3 ist weiter eine Variante des ersten Ausführungsbeispiels dargestellt, bei welcher an dem dem Lagerstück 23 gegenüberliegenden Ende des Führungsstabs 21 eine kugelartige Verdickung 29 angeordnet ist. Sie ist aufgenommen in einer Erweiterung 19, die an dem Schlitz 18 in einer der Länge des Führungsstabs 21 entsprechen- den Distanz von der Gelenkfläche ausgebildet ist. Diese Erweiterung kann durch den Chirurgen bei der Implantation leicht mittels eines Spiralbohrers von der Seite her erzeugt werden. Dank der rotationssymmetrischen Wölbung der kugelartigen Verdickung 29 an ihrer zu dem Lagerstϋck 23 gewandten Seite kann so eine nahezu flächig- bündige Anlage erreicht werden, und zwar auch dann, wenn der Führungsstab 21 zur Fixierung 90 Grad verdreht wird, wie vorstehend beschrieben.
Die Lagerschale 27 kann eine ebene Außenseite als Gelenkfläche aufweisen. Bevorzugt ist es aber, ihr eine konvexe (für die superiore Gelenkfläche 13) oder eine konka- ve Gestaltung (für die inferiore Gelenkfläche 14) zu geben; eine umgekehrte Gestaltung ist aber ebenfalls möglich. Die Kontur des Lagerstücks 23 ist zweckmäßigerweise so gewählt, dass die zum Ersatz der inferioren Lagerfläche 14 vorgesehene Lagerschale 27 eine rechteckförmige Umhüllende aufweist (beispielsweise die Gestalt eines Rechtecks mit abgerundeten Kanten, siehe Fig. 1. Demgegenüber weist bei einer The- rapie der superioren Lagerfläche 13 die Lagerschale vorzugsweise eine kreisartige Kontur auf (siehe Fig. 5 und nachstehende Erläuterung).
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 5 und 6 dargestellt. Gleiche Teile sind mit der gleichen Bezugsziffer versehen. Diese zweite Ausführungsform der erfin- dungsgemäßen Prothese 3 unterscheidet sich von der in Fig. 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform 2 im wesentlichen dadurch, dass ein zweites Lagerstück 33 am gegenüber liegenden Ende des Führungsstabs 21 vorgesehen ist. Der Führungsstab 21 ist zweiteilig ausgeführt mit einem zusätzlichen inneren Führungsstab 31. Durch Einschieben des inneren Führungsstabs 31 kann der Abstand des oberen La- gerstücks 23 von dem unteren Lagerstücks 33 verändert werden. Vorzugsweise sind Verrastungsmittel 39 als Sicherung vorgesehen. Es sei angemerkt, dass auch alternative Ausführungen zur Längenveränderung möglich sind, beispielsweise mittels eines Schraubgewindes 30 (s. Fig. 5b). Das untere Lagerstück 33 ist ebenfalls über ein Schwenkgelenk mit dem Führungsstab 31 winkelbeweglich verbunden. Zweckmäßi- gerweise ist es als ein in zwei rotatorischen Freiheitsgraden bewegliches Kardangelenk 32 ausgeführt.
Zur Vereinfachung des Einschraubens bei der in Fig. 5b dargestellten Ausführungsform ist vorzugsweise an einer Außenseite des Lagerstücks 33, nämlich der Lagerschale 37, eine Aufnahme für ein Drehwerkzeug ausgebildet. In der dargestellten Ausführungsform ist eine sechseckige Vertiefung 38 vorgesehen. Sie ist vorzugsweise so angeord- net, dass sie in axialer Verlängerung des inneren Führungsstabs 31 liegt. Damit kann auf einfache Weise mittels eines Sechskantschraubenschlüssels, gegebenenfalls nach Verschwenken des darüber befindlichen Wirbels 1 ", der innere Führungsstab 31 in den Führungsstab 21 eingeschraubt werden. Bei ungünstigen Zugangsbedingungen kann dies auch noch bei einem leicht schräg stehenden unteren Lagerstück 33 durchgeführt werden; größere Winkel sind hierbei möglich, wenn das Schwenkgelenk als ein Kardangelenk 32 ausgebildet ist. Damit ist es ermöglicht, über die Lagerstücke 23, 33 Druck auf den Wirbel 1 auszuüben. Damit kann Knochenwachstum in dem Wirbel 1' angeregt werden, so dass die Prothese 3 schnell und sicher in den Wirbel 1 ' ein- wächst.
In Fig. 6 ist die zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prothese 3 im implantierten Zustand gezeigt. Man erkennt, dass das Lagerstück 33 auf der oberen Gelenkfläche 13 und das Lagerstück 23 auf der unteren Gelenkfläche 14 des Wirbels 1 ' auf- liegt. Die Prothese 3 eignet sich damit zur Therapie der Facettengelenke 12 in zwei übereinander liegenden Etagen. In den benachbarten Wirbeln können mit einem Lagerstück 23 versehene Prothese 2, wiederum sich über zwei Etagen erstreckende Prothesen 3 oder ggf. auch gar keine Prothese angeordnet sein. Dank der an dem physiologischen Vorbild orientierten Gestaltung des Lagerstücks 23, 33 sowie deren Lager- schalen 27, 37 ist es ermöglicht, dass die Prothese 2, 3 mit ihrer Lagerschale 37 mit der natürlichen Gelenkfläche 13, 14 des benachbarten Wirbels 1 zusammenwirkt. Die Lagerschale 27 wirkt wie in Fig. 3 dargestellt mit der Prothese 2 in dem Wirbel 1 zusammen.
Zur Implantation der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prothese 3 ist entsprechend wie bei der ersten Ausführungsform vorzugehen. Der Schlitz 18' ist aber über die gesamte Höhe des Gelenkfortsatzes 15 ausgebildet.
Nachfolgend wird eine Operationstechnik für die erfindungsgemäße Prothese erläutert. Danach wird ein posteriorer Zugang zur Wirbelsäule durchgeführt. Nach dem Freilegen erfolgt ein Öffnen einer das zu therapierende Facettengelenk 12 umgebenden Gelenkkapsel (nicht dargestellt). Da für die Implantation der erfindungsgemäßen Prothese 2, 3 nur ein verhältnismäßig klein bemessener Zugang erforderlich ist, genügt ein Öffnen der Gelenkkapsel in der Form, dass sie nur minimal geschädigt wird. Sie kann im übri- gen verbleiben kann; ein Entfernen der Gelenkkapsel ist anders als bei herkömmlichen Operationsverfahren nicht erforderlich. Im Gegenteil, nach erfolgter Implantation der Prothese kann die Kapsel wieder hergestellt werden. Der Zugang zu dem Facettengelenk 12 ist nach dem Öffnen der Gelenkkapsel frei. Es wird dann in einem nächsten Schritt von dorso-lateral mittels eines an sich bekannten Turbinenfräsers ein Schlitz 18, 18' an dem Gelenkfortsatz der Wirbel 1 , 1 ' ausgebildet, in die die erfindungsgemäße Prothese 2, 3 zu implantieren ist. Der Schlitz 18, 18' erstreckt sich dabei in der Richtung von der oberen Gelenkfläche 13 zu der unteren Gelenkfläche 14 des jeweiligen Gelenkfortsatzes 15. Die Länge des Schlitzes 18, 18' kann wie erforderlich gewählt werden, beispielsweise zur Implantation der ersten Ausführungsform der Prothese 2 auf einen Bereich nahe dem betroffenen Facettengelenk 12 und zur Implantation der zweiten Ausführungsform 3 über die gesamte Höhe des Gelenkfortsatzes 15. Wie bereits erwähnt, kann die Weite des Schlitzes 18, 18' klein gewählt sein, um ein schnelles Zuwachsen zu begünstigen. Die Prothese 2, 3 wird dann mit ihrem Führungsstab 21 , 31 in den Schlitz 18, 18' eingebracht und so weit eingeschoben, bis die Lagerstücke 23, 33 die vorgesehene Position auf den Gelenkflächen 13, 14 der zu therapierenden Facettengelenke 12 erreicht haben. Gegebenenfalls erfolgt dann eine Fixierung der Prothese 2, 3 durch Verdrehen des ovalförmig oder rechteckig gestalteten Schafts 21. Soweit erforderlich wird bei der Prothese gemäß der zweiten Ausführungsform 3 die Länge des Führungsstabs 21 , 31 so weit variiert, bis beide Lagerstücke 23, 33 mit ihren jeweiligen Druckplatten 24, 34 fest auf dem Wirbeln aufliegen. Die Implantation der Prothese 2, 3 ist damit beendet. Nach Verschließen der Operationswunde ist eine Initialstabilisierung der Prothese 2, 3 durch eine Verdrehung des ovalen Schafts 21 erreicht, und langfristig ist dank der geringen erforderlichen Weite des Schlitzes 18, 18' mit einem Zuwachsen zu rechnen. Damit erfolgt eine dauerhafte und biokompatible Fixierung der Prothese.

Claims

Patentansprüche
1. Prothese für Facettengelenke der Wirbelsäule mit einem Lagerstück (23) und einem Haltestück mit einem Führungsstab (21), wobei das Lagerstück (23, 33) eine Druckplatte (24) zur Auflage auf dem Wirbel (1) und gegenüber liegend eine Lagerschale (27, 37) umfasst, die eine Gelenkfläche zum Zusammenwirken mit einer Gelenkfläche eines benachbarten Wirbels (1 ') aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Befestigung des Führungsstabs (21) an dem Lagerstück (23) ein Schwenkgelenk (22) vorgesehen ist.
2. Prothese nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkgelenk ein Kardangelenk (32) ist.
3. Prothese nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem anderen Ende des Führungsstabs (21) ein zweites Lagerstück (33) mit Druckplatte (34) und Lagereinsatz (37) angeordnet ist.
4. Prothese nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein teleskopartig in den Führungsstab (21) greifender innerer Führungsstab (31 ) vorgesehen ist.
5. Prothese nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
Verriegelungsmittel (39) zum Sichern des Führungsstabs (21 , 31) gegenüber einem Auseinanderbewegen vorgesehen sind.
6. Prothese nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerstück (23) am superioren Ende des Führungsstabs (21 , 31) eine Kon- tur einer ovalartigen Umhüllenden und das Lagerstück (33) am inferioren Ende eine Kontur mit einer rechteckigen Umhüllenden aufweist.
7. Prothese nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Lagerstücke (23, 33) einen Schrauböffnung (38) in seiner Gelenkfläche aufweist und drehfest mit dem inneren Führungsstab (31) verbunden ist.
8. Prothese nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerstück (23) mit Druckplatte (24) und Lagereinsatz (27) einstückig ausgebildet ist.
9. Prothese nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am anderen Ende des Führungsstabs (21 ) eine Verdickung (29) angeordnet ist.
10. Prothese nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdickung 29 an ihrer zu dem Lagerstück (23) weisenden Seite eine Wölbung aufweist.
11. Prothese nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wölbung rotationssymmetrisch ausgeführt ist.
12. Prothese nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verdickung (29) als ein Spheroid ausgeführt ist.
13. Prothese nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsstab (21 ) zum Einbringen in einen Schlitz (18) zwischen Gelenk- flächen (13, 14) eines Wirbels (1 ) ausgebildet ist.
14. Prothese nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsstab (21) einen unrunden, vorzugsweise rechteckigen oder ovalen Querschnitt (21) aufweist, dessen größte Weite größer ist als die Weite des Schlitzes (18).
15. Prothese nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entlang des Führungsstabs (21) eine radial abstehende Zackung (28) vorgesehen ist.
16. Prothese nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Druckplatte (24) eine in den Wirbel (1) greifende Verzahnung (25) vorgesehen ist.
17. Prothese nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte (24, 34) mit einer Knochenwachstum fördernden Beschichtung versehen ist, insbesondere aus Hydroxylapatit.
18. Prothese nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (27, 37) eine Gelenkfläche mit konvexer Wölbung aufweist.
19. Prothese nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zusammenwirkende Gelenkfläche an dem benachbarten Wirbel (11) eine komplementäre Wölbung aufweist.
20. Prothesensatz umfassend mindestens eine Prothese nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Prothese (3) mit zwei Lagerstücken (23, 33) und mindestens eine Prothese (2) mit einem Lagerstück (23) vorgesehenen sind.
21. Verfahren zum Implantieren einer Prothese umfassend ein Lagerstück (23, 33) und einen daran schrägwinklig angeordneten Führungsstab (21 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Ausarbeiten eines Schlitzes (18, 18') an einem Wirbel (1), der von einer Gelenkfläche (13) des Wirbels (1) in Richtung zur anderen Gelenkfläche (14) des Wirbels (1) läuft, und
Einbringen des Führungsstabs (21) in den Schlitz (18, 18'), wobei das Lagerstück (23, 33) mit einer Druckplatte (24, 34) auf der Gelenkfläche (13, 14) zur Auflage kommt.
22. Verfahren nach Anspruch 21 , gekennzeichnet durch
Ausarbeiten des Schlitzes (18, 18') von dorso-lateral an dem Gelenkfortsatz (15) des Wirbels (1).
23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, gekennzeichnet durch
Ausarbeiten des Schlitzes (18') bis zur anderen Gelenkfläche des Wirbels (1).
24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, gekennzeichnet durch
Anbringen einer in den Schlitz (18) mündenden Querbohrung (19).
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