DE102005041412B4

DE102005041412B4 - Implantat zur individuellen Überbrückung von Kontinuitätsdefekten des Unterkiefers

Info

Publication number: DE102005041412B4
Application number: DE102005041412A
Authority: DE
Inventors: Prof. Dr. med. dent. Reitemeier Bernd; Dr. med. Dr. med. dent. Markwardt Jutta; Prof. Dr.-Ing. habil. Hufenbach Werner; Dipl.-Ing. Modler Niels; Prof. Dr.-Ing. habil. Pfeifer Günter
Original assignee: Technische Universitaet Dresden
Current assignee: Technische Universitaet Dresden
Priority date: 2005-08-27
Filing date: 2005-08-27
Publication date: 2012-11-29
Anticipated expiration: 2025-08-28
Also published as: DE102005041412A1

Abstract

Implantat zur individuellen Überbrückung von Kontinuitätsdefekten des Unterkiefers, bestehend aus einem gestreckten oder einem abgewinkelten Mittelteil (2) und je einem Verbindungsteil (3) an den beiden Enden des Mittelteiles (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsteile (3) des Implantats (1) zur Verankerung an einer Stufe im defekten Bereich des Knochenstumpfes passfähig ausgebildet sind und einen gleichmäßigen Übergang zwischen der Oberfläche des Implantats (1) und der Oberfläche des Unterkieferknochens (5) schaffen, dass der Querschnitt des Implantats (1) dem asymmetrischen Querschnitt des Unterkieferknochens entspricht, dass die Enden des Implantats (1) den verbleibenden gesunden Knochenstumpf teilweise oder vollständig umfassen und dass das Implantat (1) aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen mit PEEK Matrix besteht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Implantat zur individuellen Überbrückung von Kontinuitätsdefekten des Unterkiefers nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zur Überbrückung von Frakturen im Unterkieferknochen sind verschiedene einstückig ausgebildete Platten bekannt. Zur Anpassung an die Gegebenheiten wird die Platte intraoperativ manuell gebogen. Um diese Anpassung zu erleichtern, sind die Platten relativ schlank ausgeformt. Es sind auch Platten gebräuchlich, die entlang ihrer Längsachse abgewinkelt sind und im Bereich des Unterkieferwinkels (aufsteigender Unterkieferast) angewendet werden.
Eine solche Platte ist aus der DE 90 16 507 U1 zur Fixierung von Knochenteilen bei der Rekonstruktion des Unterkiefers bekannt. Diese Platte weist zwei Endbereiche, insbesondere aus Titan auf, in denen Öffnungen zur Aufnahme von Befestigungsschrauben vorgesehen sind. Zwischen den Endbereichen liegt ein Mittelteil, der durch Biegen dauerhaft verformbar ist. Diese Platte weist im Mittelteil einen fast rechteckigen Querschnitt auf.
Problematisch ist eine dauerhaft stabile Defektüberbrückung mit solchen Platten im Bereich des Unterkieferknochen, da sich die Verbindungselemente zwischen Platte und Unterkieferstumpf locker. Um diesen Nachteil zu beseitigen sind auch schon Maßnahmen vorgeschlagen wurden, den Halt der Schrauben im Knochen zu erhöhen oder die Reibung zwischen Schraubenkopf und Platte zu vergrößern.
Aus der DE 198 34 326 A1 ist ein Riegel zur Ruhigstellung einer Fraktur eines Knochens bekannt geworden. Dieser Riegel wird aus einem oder aus mehreren zu einer zusammenhängenden Struktur fügbaren Modulbausteinen gebildet. Ein solcher Riegel eignet sich nicht zur Überbrückung eines Defektes im Unterkieferknochen.
US 5,211,664 offenbart eine röhrenförmige Gerüst- bzw. Mantelstruktur für den Ersatz von langen Knochenteilen, insbesondere Röhrenknochendefekten. Die Mantelstruktur besteht dabei aus einem Außenmantel und einem Innenmantel, wobei Außen- und Innenmantel durch Stege miteinander verbunden sind. Für die Mantelstrukturen werden bioresorbierbare Polymere bevorzugt, die durch Fasern, u. a. durch Glasfasern, verstärkt werden sollen. Für Unterkiefer ist die Mantelstruktur nicht anwendbar.
WO 97/43978 A1 offenbart ein Unterkieferimplantat bei dem der komplette vordere Teil des Unterkiefers einfach abgetrennt worden ist. Damit wurden symmetrische Verhältnis, sowohl hinsichtlich Belastung, Form, etc., geschaffen. Ein in der Chirurgie gebräuchliches Armierungsmaterial aus einer Titan-Legierung ist entsprechend geformt und mit einer großen Platte mit einer Vielzahl von Befestigungen (vergleichbar einem Nagelbrett) am gesunden Teil der jeweiligen oberen Außenseite des Unterkiefers befestigt. Dieses überdimensionierte Metallteil stellt einen erheblichen Eingriff, auch am gesunden Knochen, dar und verlangt vom Operateur massive zusätzliche Eingriffe im Bereich der gesunden Gewebe.
RU 2004216 C1 offenbart ein Implantat für einen asymmetrischen Knochendefekt. Das Implantat nach D6 umfasst ein g-förmiges Teil 1, das aus einem horizontalen Teil 2 mit Gewindeöffnungen 3 zur Befestigung von Zahnimplantat besteht. An den zum gesunden Knochen zugewandten Seiten befinden sich Fixierungsöffnungen 4. Im gesunden Teil des Knochens wird eine Stufe eingearbeitet, auf die das Implantat aufgelegt wird. Mittels durch den Knochen und das Implantat durchgeführten Titanklammern 10 wird das Implantat 1 am gesunden Knochen befestigt. Da dieses Implantat 1 nur von außen aufgelegt ist, bestehen erhebliche Bedenken hinsichtlich der Torsionsstabilität des Implantates. Probleme ergeben sich auch aus der Befestigung, die ja offensichtlich sowohl auf denn Implantat als auch auf dem gesunden Knochen aufliegt und zu Problemen mit dem darüberliegenden Gewebe führen wird.
DE 42 26 465 A1 offenbart ein Kieferknochen-reproduzierendes Material aus bioabbaubarem und bioabsorbierbarem Polymer, mit dem Kieferknochen und Wurzeln, die operativ entfernt wurden oder fehlen, wieder hergestellt werden sollen. Dazu werden Gewebe, Gestricke oder Filze aus Fasen aus bioabbaubaren und bioabsorbierbaren Polymeren mit einer Biegesteifigkeit von 100 g/mm oder mehr in wenigstens einer Richtung und einer maximalen Biegefestigkeit von 500 gr oder mehr in wenigstens einer Richtung verwendet. Die Implantatmaterialien werden vor Behebung des Knochendefektes durch Erwärmen oder andere Behandlung an die Defektstelle angepasst.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Implantat zur individuellen Überbrückung von Kontinuitätsdefekten des Unterkiefers anzugeben, das unter Belastung gegen eine Lockerung der Verbindungselemente vollständig gesichert ist und gleichzeitig zur Rekonstruktion des Unterkiefers genutzt werden kann.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Implantat zur Überbrückung von Kontinuitätsdefekten des Unterkiefers mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Zum Einbringen des Implantats wird der Defektbereich des Unterkieferknochens entfernt und beide gesunden Enden werden mit einer genormten Stufe versehen, um einen fließenden Übergang zwischen Implantat und der Oberfläche des Unterkieferknochens zu erreichen. Dazu wird ein eigens entwickelter Spezialfräser eingesetzt. Die Enden des Implantats umfassen den verbleibenden gesunden Knochstumpf teilweise oder vollständig, je nach dem, ob das Implantat eine geschlossene, offene oder u-förmige Gestalt aufweist.
An den Enden der Implantate sind Durchgangslöcher zur Aufnahme von Verbindungselementen wie Schrauben, Pins o. dgl. vorgesehen. Hiermit wird das Implantat am Knochenstumpf in Verbindung mit seiner Gestalt dauerhaft befestigt.
Bei dem erfindungsgemäßen Implantat werden die Verbindungselemente (wegen des asymmetrischen Unterkieferquerschnittes und der zusätzlichen Anpassung) wenig beansprucht und neigen nicht zum Lösen mit einer ggf. verbundenen Lageinstabilität.
Der entfernte Defektbereich des Knochens lässt sich bei entsprechender Ausbildung des Mittelteiles durch Ablagerung von Knochen- und Gewebematerial wieder aufbauen. Hierzu kann die Oberfläche des Mittelteiles eine Struktur oder Oberfläche aufweisen, die zur Aufnahme von Knochenzellen dient.
Eine andere Variante ist eine offene Ausbildung des Mittelteiles zur Ablage von Knochengewebe in Form einer Mulde oder Rinne.
Das Implantat wird aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen mit PEEK-Matrix hergestellt.
Die mit Anwendung des Implantats erreichbaren Vorteile bestehen darin, dass eine rotationsgesicherte Fixation der Unterkieferstümpfe mit einer stabile Verbindung der verbliebenen Unterkieferanteile gewährleistet wird.
Die individuelle Form kann in verschiedenen Gestaltungsformen mit Knochen, Knochenersatzstoffen und Zahnimplantaten ergänzt werden.
Die Implantatverankerung stellt ihrerseits günstige Belastungsvoraussetzungen für eine folgende prothetische Versorgung dar.
Es wird eine hervorragende Primärstabilität der Unterkieferstümpfe auch unter Belastung möglich.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine schematische Darstellung von geschlossenen, offenen und u-förmigen Implantaten
2 eine schematische Darstellung eines geschlossenen Implantats mit einer Strukturierung der Außenwand, der Innenwand und der Außen- und Innenwand
3 eine schematische Darstellung eines u-förmigen Implantats mit und ohne innerer Verstrebung
In der 1 ist schematisch ein Implantat 1 in verschiedenen Ausführungsvarianten A1 bis A3 dargestellt. Bei der ersten Variante ist das Implantat 1 als rohrförmiger Körper mit einem asymmetrischen Querschnitt ausgeführt. Das Mittelteil 2 und die beiden Verbindungsteile 3 gehen ineinander über. Die Knochenstümpfe des Unterkieferknochens 5 links und rechts vom Implantat 1 sind mit einer Stufe versehen, um einen gleichmäßigen Übergang zwischen der Oberfläche des Implantats 1 und der Oberfläche des Unterkieferknochens 5 zu erhalten.
Die Form des Implantats 1 entspricht an den Verbindungsteilen 3 dem asymmetrischen Querschnitt des Unterkieferknochens 5. Zur sicheren Befestigung sind die Verbindungsteile 3 mit Durchgangslöchern 4 versehen, um Verbindungselemente wie Schrauben, Pins o. dgl. in den Unterkieferknochen 5 zu setzen.
Das zweite Ausführungsvariante des Implantats 1 in 1 weist eine offene ringförmige Gestalt auf. Der Querschnitt des Implantats 1 entspricht auch hier der asymmetrischen Querschnittsform des Unterkieferknochens 5.
Die dritte Variante stellt einen etwa u-förmigen Querschnitt des Implantats 1 dar. Bei dieser Ausführungsvariante wird der Stumpf des Unterkieferknochens 5 von den Verbindungselementen 3 des Implantats 1 teilweise umfasst und ebenfalls mit Verbindungselementen fixiert.
Insbesondere das u-förmig gestaltete Implantat 1 ist zur Aufnahme von Knochen oder Knochenersatzstoffen geeignet und kann darüber hinaus mit Zahnimplantaten ergänzt werden. Damit lässt sich vorteilhaft das Implantat 1 zum Wiederaufbau des entfernten Unterkieferknochens neben der notwendigen Fixierung der Knochenstümpfe verwenden.
In der 2 ist schematisch ein Implantat 1 mit einer geschlossenen in etwa ringförmigen Gestalt dargestellt. Die Oberfläche des Implantats 1 ist bei der ersten Ausführungsvariante A1 auf der Außenseite strukturiert. Damit lässt sich diese vorteilhaft mit Knochenzellen besiedeln und kann mit der Besiedlung implantiert werden.
Bei der zweiten Variante A3 in 2 ist nur die Innenwand des Implantats 1 mit einer Strukturierung versehen. Auch diese Oberfläche ist zur Besiedlung mit Knochenzellen vorgesehen.
Gemäß einer dritten Variante sind sowohl die Außen- als auch die Innenwand der Oberfläche des Implantats 1 mit einer Strukturierung versehen.
In der 3 ist eine weitere Variante eines u-förmig ausgebildeten Implantats 1 schematisch dargestellt. Das Implantat 1 ist. zur Aufnahme der auf den Unterkieferknochen wirkenden Kräfte mit einer gitterartigen Verstärkung 6 des sonst freien Innenraums versehen. Damit verbleibt im Implantat 1 ein Zwischenraum zur Aufnahme von Knochen oder Knochenersatzstoff.
Zur Herstellung des Implantats wird auf der Grundlage von CT-Daten, die bei einem Tumorpatienten ohnehin vorliegen, mittels eines Rechners die Modelloperation unter Kenntnis der klinischen Daten in Zusammenarbeit mit dem Operateur durchgeführt. Dabei erfolgt auch die Festlegung der Stufen für die Anpassung der beiden Unterkieferstümpfe.
Auf Basis des Rechenmodells wird ein Stereolithografie-Modell der individuellen OP-Situation erstellt. Dieses stellt die Grundlage für die Herstellung der individuellen Form des Implantats dar. Unter Nutzung des Formschlusses (asymmetrischer Unterkieferquerschnitt und zusätzliche Nutzung der Anpassung) sowie „zirkulär” verteilter Schrauben bzw. Pins, in Verbindung mit der offenen oder geschlossenen Form der beiden Enden des Implantats, können die Unterkieferstümpfe mit hoher individueller Passung fixiert werden. Damit lässt sich eine rotationsstabile Verbindung herstellen.
Bezugszeichenliste

1: Implantat
2: Mittelteil
3: Verbindungsteil
4: Durchgangsloch
5: Knochen
6: Verstärkung

Claims

Implantat zur individuellen Überbrückung von Kontinuitätsdefekten des Unterkiefers, bestehend aus einem gestreckten oder einem abgewinkelten Mittelteil (2) und je einem Verbindungsteil (3) an den beiden Enden des Mittelteiles (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsteile (3) des Implantats (1) zur Verankerung an einer Stufe im defekten Bereich des Knochenstumpfes passfähig ausgebildet sind und einen gleichmäßigen Übergang zwischen der Oberfläche des Implantats (1) und der Oberfläche des Unterkieferknochens (5) schaffen, dass der Querschnitt des Implantats (1) dem asymmetrischen Querschnitt des Unterkieferknochens entspricht, dass die Enden des Implantats (1) den verbleibenden gesunden Knochenstumpf teilweise oder vollständig umfassen und dass das Implantat (1) aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen mit PEEK Matrix besteht.
Implantat nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsteile (3) Durchgangslöcher (4) zur Aufnahme von Verbindungselementen aufweisen.
Implantat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Mittelteil (2) zur Ablage von Knochen, Knochenersatzstoffen oder Zahnimplantaten offen ausgebildet ist.
Implantat nach jeweils einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Implantats (1) eine Strukturierung oder Beschichtung zur Besiedlung mit Knochenzellen aufweist.
Implantat nach jeweils einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Implantat (1) zumindest im Mittelteil (2) u-förmig ausgebildet und mit einer gitterförmigen Verstärkung (6) versehen ist.