CH632404A5 - Means for operatively joining fractured bones - Google Patents

Description

  
 

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   PATENTANSPRÜCHE
1. Mittel zur operativen Vereinigung von Knochenbrüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel aus einem elektrisch isolierten Material bestehen.



   2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel aus Metall mit einem Überzug aus biologisch verträglichem thermoplastischem Kunststoff aus der Gruppe der Polyamide bestehen.



   3. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel aus Metall mit einem Überzug aus biologisch verträglicher Glaskeramik bestehen.



   4. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel aus einem biologisch verträglichen   thermoplasti-    schen Polymer aus der Gruppe der Polycarbonate bestehen.



   Die Erfindung bezieht sich auf Mittel zur operativen Vereinigung von Knochenbrüchen.



   Es sind verschiedene aus Metall bestehende Mittel für die Osteosynthese bekannt, die mittels Schrauben oder ähnlichen Mitteln in oder am Knochen befestigt werden. Die Mittel bestehen im allgemeinen aus einem elektrisch leitenden Metall oder einer Legierung.



   Bei einem bekannten Verfahren wird die Vereinigung durch Immobilisierung mit gebranntem Gips durchgeführt.



  In Knochen treten drei elektrische Erscheinungen auf und zwar ein bioelektrisches Potential, das vom beanspruchten Knochen, Tendos und Cartilagines herrührt (piezoelektrisches Potential), das durch Muskelkontraktionen und Nervenstimulenzien während einiger Millisekunden erzeugt wird und das sich aus der aus lebendem Gewebe bestehenden Potentialdifferenz ergibt. Letzteres ist konstant und hängt nicht von den Muskelkontraktionen und Beanspruchungen ab, sondern nur von der Vitalität des Gewebes.



   Es ist bekannt, das konstante Potential in langen Röhrenknochen durch eine Spannungsdifferenz über die Länge des Knochens anzugeben, die in Epiphyse immer elektrisch negativ und in der Diaphyse hauptsächlich elektrisch positiv ist. Die maximalen negativen Werte liegen unterhalb der epiphysikalischen Linie der Metaphysen, wo ein erhöhter Metabolismus beobachtet wird. Das konstante bioelektrische Potential spielt eine wichtige Rolle.



   Es ist bekannt, dass sich das normale Biopotentialbild im Falle eines Bruches abrupt verändert. An der Bruchstelle tritt ein zweites negatives Extrem auf, das bedeutend höher als das an Epiphysen ist. Das zweite negative Extrem bleibt während der Vereinigung der Knochen bestehen und nimmt im Laufe der Zeit konstant ab.



   Ist die Osteosynthese abgeschlossen, so nimmt das bioelektrische Potential seine ursprünglichen Werte an. Das Vorhandensein eines negativen, bioelektrischen Potentials ist zwingend und ist direkt mit gesteigertem Metabolismus verbunden, der während des Knochenwachstums und der Knochenumwandlung sowie bei der Regenerierung des Knochengewebes auftritt. Wird die bekannte Metallplatte bei der Osteosynthese angewendet, stellt das elektrisch leitende Metall über seine Länge eine direkte Verbindung her und gleicht die negativen bioelektrischen Potentiale im Bereich des Bruches aus. Daraus folgt, dass, wenn eine Metallplatte zur Vereinigung verwendet wird, die zur normalen Regeneration des Knochens erforderlichen natürlichen -Konditionen gestört werden, das zu einer relativen Verzögerung beim   Zus am-    menwachsen führt oder sogar das Zusammenwachsen verhindert.

  Dies bestätigt die allgemein vertretene Meinung, dass mit der konservativen Behandlung des Bruches durch Immobilisierung mittels Gips, durch welche die natürlichen Biopotentiale im Knochen aufrechterhalten werden können, der Prozentsatz der nicht erfolgreichen Heilung im Vergleich zur chirurgischen Behandlung kleiner ist.



   Ein Nachteil der konservativen Behandlung besteht in der langen Behandlungszeit, der eine lange Rekonvaleszenzperiode folgt.



   Ziel der Erfindung ist es, Mittel zur operativen Vereinigung von Knochenbrüchen zu schaffen, bei dem die erwähnten nachteiligen Erscheinungen nicht auftreten.



   Dieses Ziel wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Mittel aus einem elektrisch isolierten Material bestehen.



   Diese Mittel haben den Vorteil, dass das   all    der Bruchstelle erforderliche negative bioelektrische Extrem nicht verringert wird, dass diese Mittel, wie die Platte, die inneren und äusseren Fixierungselemente und die Befestigungselemente einerseits miteinander elektrisch isoliert sind und anderseits vom Knochen elektrisch isoliert sind oder aus   Kunststoff be-    stehen können. Diese Mittel stören die natürliche und erforderliche Längsaufteilung des bioelektrischen Potentials des verletzten Knochens nicht und stehen einer normalen Regeneration des Knochengewebes nicht entgegen. Gleichzeitig ergibt sich daraus die erforderliche Stabilität und an beiden Seiten werden hohe negative   bio elektrische    Potentiale aufrechterhalten.

  Diese schaffen normalere Bedingungen für einen beschleunigten Metabolismus im Knochen und für den Transport positivere Mineralionen. Aufgrund dieser elektrisch isolierten Mittel ergeben sich vorteilhaftere Bedingungen für die Ausheilung der Wunde im weichen Gewebe. Ein weiterer Vorteil ist, dass sie bessere Möglichkeiten für die elektrische Stimulation der Knochenverbindung bieten.



   Im folgenden sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. la und lb ein Diagramm der Verteilung der bioelektrischen Potentiale in einem intakten und einem gebrochenen Schienbeinknochen eines Mannes,
Fig. 2a und 2b ein Diagramm der Verteilung der bioelektrischen Potentiale im Schienbeinknochen bei der Verwendung einer Metall- bzw. Kunststoffplatte bei der Osteosynthese und
Fig. 3 eine Röntgenaufnahme eines zusammengefügten Knochens eines Testkaninchens einen Monat nach der Osteotomie mit einer Metallplatte, linke Figur, und einer Kunststoffplatte, rechte Figur.



   Das chirurgische Verfahren bei der Osteosynthese eines gebrochenen Röhrenknochens oder der Osteotomie eines Knochens ist das gleiche wie bei der bekannten Osteosynthese. Der einzige Unterschied liegt darin, dass im vorliegenden Fall Kunststoff verwendet wird
In dem Fall, wo Kunststoffplatten verwendet werden, wird das folgende Verfahren angewendet. Die Ausführung und die Funktion der Kunststoffplatten sind die gleichen, wie bei den bekannten Metallplatten.

   Der Unterschied liegt in ihrer zusätzlichen Isolierungseigenschaft, die durch    a3    Überziehen der Metallplatte mit einem verträglichen thermoplastischen Kunststoff aus der Klasse der Polyamide, das in Pulverform als Rostschutz der Metallteile hergestellt wird und unter der Formel   H(NH-(CEI2)l0-CO)nOH    bekannt ist, b) Überziehen der Metallplatte mit einem verträglichen Glas- oder Porzellan, das mittels Elektrophorese auf die Glaszwischenlage aufgetragen wird, und c) Herstellen der vollkommen aus einem verträglichen thermoplastischen Kunststoff bestehenden Platte, wobei der Kunststoff aus der Gruppe der Polycarbonate stammt. Die experimentelle Anwendung des Verfahrens und die Mittel zu  



   seiner Realisierung wurden durch vergleichende Experimente mit Testkaninchen erhalten. Bei einem mit einer Kunststoffplatte verbundenen Kaninchenknochen tritt eine gegen  über einem mit einer Metallplatte verbundenen Kaninchen knochen beschleunigte Regeneration des Knochengewebes ein. Bereits fünf Wochen nach der Operation wurde bei der
Platte eine dickere und vollständige Ausfüllung der Bruchstelle mit Callus ohne periostale Bildung, sowohl mikroskopisch wie röntgenologisch beobachtet. Die bei anderen mit Metallplatten verbundenen Knochen zeigten einen osteotalen Callus ohne ausgeprägte endostale Callusbildung und Ausfüllung der Bruchstelle.



   Diese Resultate wurden in Fällen starker Pseudoarthrose klinisch wieder bestätigt. 

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE 1. Mittel zur operativen Vereinigung von Knochenbrüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel aus einem elektrisch isolierten Material bestehen.
2. 2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel aus Metall mit einem Überzug aus biologisch verträglichem thermoplastischem Kunststoff aus der Gruppe der Polyamide bestehen.
3. 3. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel aus Metall mit einem Überzug aus biologisch verträglicher Glaskeramik bestehen.
4. 4. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel aus einem biologisch verträglichen thermoplasti- schen Polymer aus der Gruppe der Polycarbonate bestehen.

   Die Erfindung bezieht sich auf Mittel zur operativen Vereinigung von Knochenbrüchen.

   Es sind verschiedene aus Metall bestehende Mittel für die Osteosynthese bekannt, die mittels Schrauben oder ähnlichen Mitteln in oder am Knochen befestigt werden. Die Mittel bestehen im allgemeinen aus einem elektrisch leitenden Metall oder einer Legierung.

   Bei einem bekannten Verfahren wird die Vereinigung durch Immobilisierung mit gebranntem Gips durchgeführt.

   In Knochen treten drei elektrische Erscheinungen auf und zwar ein bioelektrisches Potential, das vom beanspruchten Knochen, Tendos und Cartilagines herrührt (piezoelektrisches Potential), das durch Muskelkontraktionen und Nervenstimulenzien während einiger Millisekunden erzeugt wird und das sich aus der aus lebendem Gewebe bestehenden Potentialdifferenz ergibt. Letzteres ist konstant und hängt nicht von den Muskelkontraktionen und Beanspruchungen ab, sondern nur von der Vitalität des Gewebes.

   Es ist bekannt, das konstante Potential in langen Röhrenknochen durch eine Spannungsdifferenz über die Länge des Knochens anzugeben, die in Epiphyse immer elektrisch negativ und in der Diaphyse hauptsächlich elektrisch positiv ist. Die maximalen negativen Werte liegen unterhalb der epiphysikalischen Linie der Metaphysen, wo ein erhöhter Metabolismus beobachtet wird. Das konstante bioelektrische Potential spielt eine wichtige Rolle.

   Es ist bekannt, dass sich das normale Biopotentialbild im Falle eines Bruches abrupt verändert. An der Bruchstelle tritt ein zweites negatives Extrem auf, das bedeutend höher als das an Epiphysen ist. Das zweite negative Extrem bleibt während der Vereinigung der Knochen bestehen und nimmt im Laufe der Zeit konstant ab.

   Ist die Osteosynthese abgeschlossen, so nimmt das bioelektrische Potential seine ursprünglichen Werte an. Das Vorhandensein eines negativen, bioelektrischen Potentials ist zwingend und ist direkt mit gesteigertem Metabolismus verbunden, der während des Knochenwachstums und der Knochenumwandlung sowie bei der Regenerierung des Knochengewebes auftritt. Wird die bekannte Metallplatte bei der Osteosynthese angewendet, stellt das elektrisch leitende Metall über seine Länge eine direkte Verbindung her und gleicht die negativen bioelektrischen Potentiale im Bereich des Bruches aus. Daraus folgt, dass, wenn eine Metallplatte zur Vereinigung verwendet wird, die zur normalen Regeneration des Knochens erforderlichen natürlichen -Konditionen gestört werden, das zu einer relativen Verzögerung beim Zus am- menwachsen führt oder sogar das Zusammenwachsen verhindert.

   Dies bestätigt die allgemein vertretene Meinung, dass mit der konservativen Behandlung des Bruches durch Immobilisierung mittels Gips, durch welche die natürlichen Biopotentiale im Knochen aufrechterhalten werden können, der Prozentsatz der nicht erfolgreichen Heilung im Vergleich zur chirurgischen Behandlung kleiner ist.

   Ein Nachteil der konservativen Behandlung besteht in der langen Behandlungszeit, der eine lange Rekonvaleszenzperiode folgt.

   Ziel der Erfindung ist es, Mittel zur operativen Vereinigung von Knochenbrüchen zu schaffen, bei dem die erwähnten nachteiligen Erscheinungen nicht auftreten.

   Dieses Ziel wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Mittel aus einem elektrisch isolierten Material bestehen.

   Diese Mittel haben den Vorteil, dass das all der Bruchstelle erforderliche negative bioelektrische Extrem nicht verringert wird, dass diese Mittel, wie die Platte, die inneren und äusseren Fixierungselemente und die Befestigungselemente einerseits miteinander elektrisch isoliert sind und anderseits vom Knochen elektrisch isoliert sind oder aus Kunststoff be- stehen können. Diese Mittel stören die natürliche und erforderliche Längsaufteilung des bioelektrischen Potentials des verletzten Knochens nicht und stehen einer normalen Regeneration des Knochengewebes nicht entgegen. Gleichzeitig ergibt sich daraus die erforderliche Stabilität und an beiden Seiten werden hohe negative bio elektrische Potentiale aufrechterhalten.

   Diese schaffen normalere Bedingungen für einen beschleunigten Metabolismus im Knochen und für den Transport positivere Mineralionen. Aufgrund dieser elektrisch isolierten Mittel ergeben sich vorteilhaftere Bedingungen für die Ausheilung der Wunde im weichen Gewebe. Ein weiterer Vorteil ist, dass sie bessere Möglichkeiten für die elektrische Stimulation der Knochenverbindung bieten.

   Im folgenden sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. la und lb ein Diagramm der Verteilung der bioelektrischen Potentiale in einem intakten und einem gebrochenen Schienbeinknochen eines Mannes, Fig. 2a und 2b ein Diagramm der Verteilung der bioelektrischen Potentiale im Schienbeinknochen bei der Verwendung einer Metall- bzw. Kunststoffplatte bei der Osteosynthese und Fig. 3 eine Röntgenaufnahme eines zusammengefügten Knochens eines Testkaninchens einen Monat nach der Osteotomie mit einer Metallplatte, linke Figur, und einer Kunststoffplatte, rechte Figur.

   Das chirurgische Verfahren bei der Osteosynthese eines gebrochenen Röhrenknochens oder der Osteotomie eines Knochens ist das gleiche wie bei der bekannten Osteosynthese. Der einzige Unterschied liegt darin, dass im vorliegenden Fall Kunststoff verwendet wird In dem Fall, wo Kunststoffplatten verwendet werden, wird das folgende Verfahren angewendet. Die Ausführung und die Funktion der Kunststoffplatten sind die gleichen, wie bei den bekannten Metallplatten.

   Der Unterschied liegt in ihrer zusätzlichen Isolierungseigenschaft, die durch a3 Überziehen der Metallplatte mit einem verträglichen thermoplastischen Kunststoff aus der Klasse der Polyamide, das in Pulverform als Rostschutz der Metallteile hergestellt wird und unter der Formel H(NH-(CEI2)l0-CO)nOH bekannt ist, b) Überziehen der Metallplatte mit einem verträglichen Glas- oder Porzellan, das mittels Elektrophorese auf die Glaszwischenlage aufgetragen wird, und c) Herstellen der vollkommen aus einem verträglichen thermoplastischen Kunststoff bestehenden Platte, wobei der Kunststoff aus der Gruppe der Polycarbonate stammt. Die experimentelle Anwendung des Verfahrens und die Mittel zu **WARNUNG** Ende CLMS Feld konnte Anfang DESC uberlappen**.