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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Medizintechnik und betrifft
eine Implantatsset sowie eine Verfahren zum Implantieren gemäss
der jeweiligen Oberbegriffe der unabhängigen Patentansprüche.
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Das
erfindungsgemässe Verfahren sowie das Implantatset wird
insbesondere im menschlichen und tierischen Knochengewebe implantiert,
kann aber auch in durch Knochenersatzmaterial ergänztem
Knochengewebe implantiert werden.
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Stand der Technik
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Implantate
im Dentalbereich übernehmen die Funktion einer natürlichen
Zahnwurzel. Dabei wird das Implantat in den Kieferknochen eingesetzt, derart
dass dieses entweder eingeschraubt oder eingeklopft wird. Diese
Art der Befestigung dient zur Aufnahme einer künstlichen
Zahnkrone, einer Brücke oder einer Prothese, wobei an dem
jeweiligen proximalen Ende des Implantats ein Fixierbereich vorgesehen
ist, der zur Aufnahme von einer künstlichen Zahnkrone,
einer Zahnprothese oder einer Brücke geeignet ist.
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Implantate
allgemein dienen dazu, Verbindungen zwischen zwei Knochenteilen
oder zwischen einem Knochenteil und einem Gewebeteil herzustellen.
Daher ist die Erfindung auch nicht darauf beschränkt, das
Implantatsset oder auch das Verfahren auf den Dentalbereich zu einzugrenzen.
Vielmehr soll es überall dort Anwendung finden, bei dem
Implantate im Knochen eingeführt und befestigt werden und zur
einer höheren Stabilität führen sollen.
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Um
ein Implantat im Dentalbereich zu platzieren, ist es verfahrenstechnisch
notwendig, zunächst die natürliche Zahnwurzel
zu entfernen und ein Zahnfach zu erstellen. Entweder wird das Zahnfach
genutzt, um dort direkt ein Implantat, ein sogenanntes Sofortimplantat,
einzusetzen oder man lässt ausreichend Zeit verstreichen,
bis durch Knochenregeneration die Öffnung im Kieferknochen
durch Knochengewebe gefüllt ist. Durch Platzieren eines
Zahnfachs wird in dem regenerativen Knochengewebe eine Öffnung
für das Implantat erstellt.
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Das
Implantat wird anschliessend in das Zahnfach eingesetzt, wobei das
Zahnfach derart bemessen ist, dass das Implantat nahezu vollständig darin
Platz finden kann. Um die notwendige Primärstabilität
zu erzielen, weist das Implantat ein Aussengewinde auf. Dadurch
besteht die Möglichkeit, das Implantat in die Bohrung einzudrehen.
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Anschliessend
ist es notwendig, das Zahnfleisch im Bereich oberhalb des Kieferknochens
zu vernähen und wiederum abzuwarten, bis der entsprechende
Heilungsprozess abgeschlossen ist. Während dieser Zeit
verwächst das Implantat mit neu gebildetem Gewebe. Nun
kann davon ausgegangen werden, dass das Implantat seine notwendige
Stabilität, eine so genannte Sekundärstabilität,
erreicht hat. In einem weiteren Schritt werden die Vorbereitungen
für die Aufnahme der Zahnersatzstruktur getroffen. Hierzu
ist es notwendig, je nach Ausführung der entsprechenden
Implantate, Distanzhalter oder ähnliche Zwischenstücke
einzusetzen, die dann geeignet sind, die Zahnkrone, die Brücke
oder andere Teilprothesen aufzunehmen.
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Die
Dentalimplantate bestehen in der Regel aus Reintitan oder Titanlegierungen.
Es werden aber auch Keramikmaterialien, wie Zirkoniumoxid eingesetzt.
Beide weisen eine hohe biologische Verträglichkeit auf
und ermöglichen somit das Einwachsen des Knochengewebes
in dem implantierten Bereich.
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Nachteile des Standes der Technik
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Vom
Zeitpunkt des Einsetzens des Implantats bis zu Zeitpunkt des Abschlusses
der Behandlung unterscheidet man in Abhängigkeit der vorhandenen
Stabilität unterschiedliche Zeiträume. Zum einen
ist die so genannte primäre Stabilität vorhanden, dies
ist ein Zeitraum, nachdem das Implantat implantiert worden ist.
Diese primäre Stabilität ist sehr beschränkt,
da – abhängig von der jeweiligen Implantatsform – noch
keine Verwachsung mit dem umliegenden Knochengewebe eingetreten
ist. Bei Verwendung von Implantaten mit einem entsprechenden Gewinde,
sind die aufzunehmenden Kräfte ebenfalls beschränkt.
Zug- und Druckkräfte können zwar aufgenommen werden,
wenn die Gewindegänge des Gewindes in der Kortikalis eingedreht
worden sind, jedoch Torsionskräfte können weniger
gut aufgenommen werden.
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Insbesondere
zeigt es sich von Nachteil, dass, wenn während des Zeitraumes,
in dem die Primärstabilität vorhanden ist, Bewegungen
eintreten, der Verwachsungsprozess verlangsamt oder verhindert wird.
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Um
dem entgegen zu wirken, ist beispielsweise aus der
US 3499222 (LINKOW LEONARD I; EDELMAN
ALFRED E) 10.03.1970 ein Implantat bekannt, das ein entsprechendes
Gewinde aufweist. Auch durch abspreizbare Elemente, wie beispielsweise
aus der
EP 1184006 (LEVISMAN
RICARDO (AR)) 06.03.2002 werden höhere Primär-,
aber auch Sekundärstabilitäten erzielt.
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Ferner
sind speziell ausgebildete Implantate bekannt, die bereits Polylactid
bevorraten. Durch Aufssetzen eines Ultraschallkopfes auf das Implantat wird
der Aggregatszustand des Polylactids verändert, derart,
dass dieses sich verflüssigt. Das flüssige Polylactid
verbreitet sich gemäss der Schwerkraft. Sobald der Ultraschallkopf
abgesetzt wird oder ausreichend weit von dem Implantat entfernt
ist, wird das Polylactid wieder fest.
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Aber
auch bei denen aus dem Stand der Technik genannten Implantaten wird
darauf hingewiesen, dass eine unmittelbare Belastung nach der Implantierung
vermieden werden sollen.
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Aufgabe der Erfindung
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Somit
stellt sich die Aufgabe, ein Implantatset und ein Verfahren zur
Implantation bereitzustellen, bei dem insbesondere die Primärstabilität
verbessert wird, wobei gleichzeitig die so genannten Osseointegration
und damit das Durchwachsen des Implantats mit Knochengewebe verbessert
wird.
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Lösung der Aufgabe
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Die
Aufgabe wird gelöst durch das erfindungsgemässe
Implantatset gemäss Anspruch 1 und durch das erfindungsgemässe
Verfahren gemäss Patentanspruch 5.
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Vorteile der Erfindung
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Einer
der wesentlichen Vorteile der Erfindung besteht darin, dass die
Primärstabilität eines Implantats erheblich erhöht
wird.
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Insbesondere
in den Bereichen, in denen es für den Operateur nicht sichtbar
ist, ob das Implantat tatsächlich an den Wandungen des
Knochens anliegt, wird durch sehr geziltes Einsetzen und Verflüssigen
und anschliessendem Erstarren des Materials ein fester Sitz des
Implantats innerhalb des hergestellten Zahnfaches gewährleistet.
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Ferner
weist das Material die vorteilhafte Eigenschaft auf, dass dieses
bei Änderung des Aggregatzustands auch in Hohlräume
vordringt, die an sich von einem Gewinde eines Implantats niemals
erreicht werden können.
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Eine
hohe Festigkeit bei extrem schnellem Handling auch in dreidimensionaler
Ebene ist gegeben.
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Ein
weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, dass dadurch
ein „Verschweissen” des Implantats mit dem Knochen
erfolgt. Auf einfache Art und Weise ist dies möglich, wenn
der Knochen sehr fest ist. Jedoch im Vergleich zur harten Knochenkortikalis
kann bei dem vorliegenden erfinderischen Verfahren auch brüchige
und spongiöse Knochenstruktur für Implantate eingesetzt
werden, da die Verankerung des Implantats auch hier vorteilhafterweise
erreicht werden kann und zwar derart stabil, das dies mit einem
Implantat in einem harten Knochen verglichen werden kann. Dies wird
dadurch erreicht, dass das durch die Schwingungen verflüssigte Marterial
auch in poröse und brüchige Struktur das flüssige
Material eindringen kann. Durch die Verästelung, die dann
entsprechend erfolgt, kann nach Absetzen des Geräts für
die Erzeugung der Schwingung eine hohe Festigkeit erreicht werden.
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Bei
Verwendung von bereits aus dem Stand der Technik bekanntem hundertprozentig
amorphen Poly-D-L-Lactid (PDLLA) wird ein resorbierbares Material
bereitgestellt, das aus Milchsäure-Molekularketten besteht,
die bereits im menschlichen Körper vorhanden sind. Dieses
Material zeichnet sich durch eine hohe Körperverträglichkeit
und ein verlässliches Abbauverhalten aus. Es bindet die
umströmenden Körperflüssigkeiten an sich
und lagert das darin enthaltene Wasser ein. Dieses Wasser bildet
wiederum die gezielte Abspaltung der Molekularketten in immer einfachere
Strukturen und am Ende deren Umwandlung in CO2 und
Wasser.
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Das
erfindungsgemässe Verfahren gibt weitere Vorteile vor.
Auch durch das, dass bereits mit der Erstbehandlung eine sehr hohe
Primärstabilität erreicht werden kann, kann auf
einen weiteren operativen Eingriff möglicherweise verzichtet
werden. Die erhebliche psychische Traumatisierung des Patienten
fällt weg. Es verbleiben keine Risiken oder Schädigungen
durch einen Zweiteingriff, wie Narbenbildung, Infektionsrisiko im
Gewebe und Nervenschädigung sowie Anästhesierisiko.
Dadurch werden auch die Operationszeiten verkürzt. Der
Zeitaufwand wird erheblich verringert.
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Im
Gegensatz zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren,
bei dem bei Implantaten bereits ein solches Material, das durch
mechanische Schwingungen in einen anderen Aggregatszustand versetzt
werden kann, bekannt ist, wird bei dem hier vorgeschlagenen Verfahren
das Material seitlich zur Längserstreckung des Implantats
eingebracht. Dies bedeutet, dass nicht in Richtung des Implantats
das Material eingebracht wird, sondern durch seitlich in den Knochen
führende Bohrungen. So genannte transossäre Kanäle
dienen dazu, genau in den Bereichen das Material einzubringen, an
denen es notwendig ist. Dies ist in der Regel am distalen Ende des
jeweiligen Implantats, aber auch möglicherweise genau in
der Mitte zwischen dem distoralen und proximalen Bereich des Implantats.
Dies hängt stark von der Struktur des Knochens ab. Sollte die
primäre Festigkeit noch nicht erreicht werden, so kann
jederzeit weiteres Material durch diese (oder weitere) Kanäle
eingeschoben werden. Diese Kanäle sind auf sehr einfache
Art und Weise herstellbar und für den Patienten unmerklich.
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Die
Kanäle werden vorzugsweise nach Herstellung des Zahnfaches
erstellt. Dadurch entsteht eine Verbindung zwischen dem Kanal und
dem Zahnfach. Der eine Kanal oder eine entsprechende Anzahl von
Kanälen kann in Abhängigkeit der Ausgestaltung des
Zahnfaches und des Knochens gewählt werden. Dies bringt
den Vorteil mit, dass exakt an der Stelle, an der das Polylactid
benötigt wird, auch im flüssigen Zustand weiter
vorhanden bleibt. Gemäss dem Stand der Technik fliesst
das flüssige Polylactid aus dem Implantat heraus, bewegt
sich vorzugsweise in Richtung der Schwerkraft und sammelt sich im
Bodenbereich des Zahnfachs. Die Seitenwände werden nicht oder
zumindest unzureichend mit Polylactid benetzt. Erfindungsgemäss
ist aber vorgesehen, durch Setzen des jeweiligen Kanals uns Positionieren
des Pins, das flüssige Polylactid genau an den Stellen
zu verflüssigen, an denen eine Vernetzung mit Knochen und
Implantat möglich ist. Ein „Wegfliessen” des
flüssigen Polylactids wird auf diese Weise verhindert.
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Das
Setzen eines solchen transossären Kanals kann auch im Nachhinein,
nach Setzen des Implantats in das Zahnfach erfolgen. Dies bringt
unter anderem dann den Vorteil, wenn nach Einbringen des Implantats
in das Zahnfach festgestellt wird, dass die Stabilität
nicht ausreicht.
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Ein
weiterer wesentlicher Vorteil ist, dass die mechanische Schwingung,
die dann angesetzt wird, um das Material zu verflüssigen,
nicht auf das Implantat selbst gesetzt wird, sondern an der Seite
des jeweiligen Kiefernknochens, an dem der Kanal hergestellt worden
ist. Das Aufsetzen der mechanischen Schwinger auf das Implantat
führt zu erheblichen Schwingungen des Implantats selbst
(was wiederum nicht zur Verfestigung beiträgt, sondern
eher zur Lockerung), aber auch das Ansetzen des mechanischen Schwingers
auf das Implantat führt zu sehr unangenehmen Geräuschen,
wobei das Implantat selbst als Verstärker wirkt, sodass
die Geräusche für den Patienten nahezu unerträglich
sind, insbesondere dann, wenn das Implantat im Zahn- beziehungsweise
Kopfbereich eingesetzt wird.
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In
Bezug auf die Kostengestaltung eines solchen Implantats kann als
wesentlicher Vorteil vorgetragen werden, dass nahezu jegliche Ausbildung
von Implantat verwendet werden kann. Es ist daher nicht notwendig,
teure Spezialausbildungen zu verwenden. Auch Implantate mit Schraubgewinde
sind möglich.
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Somit
zeichnet sich das erfindungsgemässe Verfahren dadurch aus,
dass auf sehr einfache Weise eine mechanische Verbindung zwischen
Knochen und Implantat durch ein oder mehrere verflüssigte und
wieder erstarte Pins erzielt werden kann.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung
sowie den Ansprüchen hervor.
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Kurze Beschreibung der Abbildungen der
Zeichnungen
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Es
zeigen
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1A–D
schematisch einzelne Verfahrensschritte der Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens;
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2 einen
schematischen Schnitt durch die erfindungsgemässe Vorrichtung
unmittelbar nach Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens.
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In
den 1A–D wird schematisch das erfindungsgemässe
Verfahren gezeigt.
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1 zeigt
einen Schnitt durch einen Knochen, hier insbesondere einen Kieferknochen 1. Nach
entsprechendem Bohrvorgang ist ein Zahnfach 2 hergestellt,
deren Abmasse ungefähr denen entsprechen, wie die Abmasse
des das aufzunehmende Implantat 3 (1C). Allerdings
kommt es häufig vor, dass beispielsweise hervorgerufen
durch die nicht homogene Struktur des Knochens, auch grössere Bereiche
entstehen. Dadurch entstehen an sich Hohlräume, die durch
das Implantat 3 nicht abgedeckt werden.
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Vor
Eindrehen eines beliebigen Implantats 3 wird jedoch gemäss 1B ein
transossärer Kanal 4 quer zur Längserstreckung
(angedeutet durch die Längsachse 5) hergestellt.
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der
tansossäre Kanal 4 im distalen Bereich des Implantats 3 angeordnet.
Vorzugsweise ist der Kanal 4 derart gestaltet, dass er
mit dem Raum, in dem das Implantat 3 angeordnet ist, in Verbindung
steht.
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Die
Wahl der Lage des Kanals 4 bzw. der Kanäle 4 erfolgt
nach der Massgabe, diese dort anzusetzen, in denen die Stabilität
für das Implantat 3 gewünscht und notwendig
ist.
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Nach
Herstellung des transossären Kanals 4 wird das
Implantat 3 eingedreht und anschliessend gemäss 1D ein
Pin 6, der aus einem durch mechanische Schwingungen verflüssigbaren
Material besteht, in den transossären Kanal in Pfeilrichtung 7 eingeführt.
Ein in den Figuren nicht näher dargestelltes Gerät
zur Beaufschlagung von mechanischen Schwingungen wird entweder am
freien Ende des transössaren Kanals 4 oder auf
der gegenüberliegenden Seite 9 angesetzt. Durch
die entstehenden Schwingungen verflüssigt sich das vorzugsweise
aus Poly-Lactid bestehende Material.
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Sollte
die gewünschte primäre Festigkeit nicht vorhanden
sein, so bietet sich auch die Möglichkeit, einen oder mehrere
weitere transossäre Kanäle 4', wie er
in 2 dargestellt ist, anzusetzen. Auch hier können
eine beliebige Anzahl von Pins 6 in den tansossären
Kanal 4, 4' eingeschoben werden, sodass nach Ansetzen
des Gerätes zur Beauschlagung der mechanischen Schwingung,
die Verflüssigung eintritt.
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Vorzugsweise
wird ein Gerät verwendet, das Ultraschall erzeugt. Dieser
Ultraschall wirkt auf die Pins 6 und führt zur
Aenderung des Aggregatszustands.
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- 1
- Kieferknochen
- 2
- Zahnfach
- 3
- Implantat
- 4
- transossärer
Kanal
- 4'
- transossärer
Kanal
- 5
- Längsachse
- 6
- Pin
- 7
- Pfeilrichtung
- 8
- freies
Ende
- 9
- gegenüberliegende
Seite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 3499222 [0011]
- - EP 1184006 [0011]