DE102009027255B4

DE102009027255B4 - Subkutanes Implantat für den intramedullären Einsatz in einem Röhrenknochen zur Ankopplung eines exoprothetischen Standardteils

Info

Publication number: DE102009027255B4
Application number: DE102009027255A
Authority: DE
Inventors: Hans Grundei
Original assignee: Individual
Current assignee: Eska Medical Produktion Luebeck Kurz Eska De GmbH; Grundei Hannu Dr De
Priority date: 2009-02-06
Filing date: 2009-06-26
Publication date: 2012-08-23
Anticipated expiration: 2029-06-27
Also published as: DE102009027255A1

Abstract

Subkutanes Implantat (1) mit einem in einem Röhrenknochen intramedullär verankerbaren Stielteil und einem sich dem Stielteil in Richtung extrakorporal anschließenden Kopplungsteil (7) für eine extrakorporale Koppelungseinrichtung, wobei das subkutane Implantat (1) in Bereiche (2, 3, 4, 5, 6) mit unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften hinsichtlich des An-, Ein- und Hindurchwachsverhaltens des umgebenden Gewebes segmentiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster proximaler Bereich (2) des Stielteils eine Titan-Niob-Beschichtung aufweist, dem sich distal ein weiterer Bereich (3) des Stielteils anschließt, der mit einer offenmaschigen, dreidimensionalen Raumnetzstruktur versehen ist, dem sich distal ein weiterer Bereich (4) des Stielteils anschließt, der mit einer Titanplasmaspray-Beschichtung versehen ist, dem sich distal ein Bereich (5) des Koppelungsteils (7) anschließt, der eine Titan-Niob-Beschichtung aufweist, dem sich distal ein weiterer Bereich (6) des Koppelungsteils (7) anschließt, der mit einer Titan-Niob-Oxynitrid-Beschichtung versehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein subkutanes Implantat mit einem in einem Röhrenknochenstumpf intramedullär verankerbaren Stielteil und einem sich dem Stielteil in Richtung extrakorporal anschließenden Kopplungsteil für eine extrakorporale Kopplungseinrichtung. Im speziellen betrifft die Erfindung ein subkutanes Implantat für den intramedullären Einsatz in einem Femurstumpf zur Ankoppelung eines künstlichen Kniegelenkes sowie ein solches zum intramedullären Einsatz in einem Tibiastumpf zur Ankopplung einer Fußprothese.
Ein derartiges Implantat ist erstmalig in der DE 19826638 A1 beschrieben worden. Diese Druckschrift offenbart gewissermaßen die Urform eines derartigen Implantates anhand eines Beispiels zum Einsatz in einem Femurstumpf eines oberschenkelamputierten Patienten, wobei dieses Implantat zur Ankopplung für ein exoprothetisches Standardteil dient. Das exoprothetische Standardteil ist in dem bekannten Fall ein künstliches Kniegelenk.
Mit dem bekannten subkutanen Implantat lässt sich eine Beinprothese gemäß der DE 19845191 C1 realisieren.
Langjährige Erfahrungen der Anmelderin führten inzwischen dazu, dass das sogenannte Zwischenstück gemäß der erstgenannten Druckschrift nicht mehr integraler Bestandteil des Stielteils ist, sondern ersetzt wird durch einen sogenannten Doppelkonus gemäß der DE 10247397 B3 , der mit dem Implantat über eine konische Steckhülse in dem Implantat lösbar verbindbar ist auf der einen Seite und auf der anderen Seite einen Steckkonus für das anzukoppelnde exoprothetische Standardteil aufweist.
Erste Erfahrungen mit einem eingangs erwähnten Implantat sind überaus vielversprechend. Gleichwohl entstand der Wunsch nach einer größeren Flexibilität hinsichtlich der intramedullären Fixation des Stielteils des Implantats in dem Röhrenknochenstumpf. Dies betrifft insbesondere die gewünschte Lastverteilung, aber auch die Rückzugsmöglichkeit im Falle einer notwendig werdenden Revision.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein eingangs erwähntes subkutanes Implantat so weiter zu bilden, dass einerseits die Rückzugsmöglichkeit im Falle eines Revisionseingriffs verbessert wird und auf der anderen Seite das Ablastverhalten des Implantates im Röhrenknochenstumpf patientenindividuell eingestellt werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein subkutanes Implantat mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Demnach wird erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Implantat in Bereiche mit unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften hinsichtlich des An-, Ein- und Hindurchwachsverhaltens des umgebenden Gewebes segmentiert ist, und zwar so, dass ein erster proximaler Bereich des Stielteils eine Titan-Niob-Beschichtung aufweist, dem sich distal ein weiterer Bereich des Stielteils anschließt, der mit einer offenmaschigen, dreidimensionalen Raumnetzstruktur versehen ist, dem sich distal ein weiterer Bereich des Stilteils anschließt, der mit einer Titanplasmaspray-Beschichtung versehen ist, dem sich distal ein Bereich des Koppelungsteils anschließt, der eine Titan-Niob-Beschichtung aufweist, dem sich distal ein weiterer Bereich des Koppelungsteils anschließt, der mit einer Titan-Niob-Oxynitrid-Beschichtung versehen ist.
Unter Heran- oder Anwachsen von Gewebe wird verstanden, dass das umgebende Knochenmaterial oder Bindegewebsmaterial an die Oberfläche des Implantates heranwächst, wobei diese im Wesentlichen konduktiv wirkt.
Unter Hineinwachsen wird verstanden, dass die Oberfläche des Implantates im Wesentlichen trichterartige Vertiefungen aufweist, in welche das umgebende Gewebe hineinwachsen kann.
Unter Hindurchwachsen wird verstanden, dass das Gewebe einen innigen Verbund mit der Oberfläche eingeht, da das Gewebe in die räumliche Tiefe der Oberfläche einwachsen kann und Strukturen der Oberfläche umwachsen kann, also ein inniger Verbund zwischen der Implantatoberfläche und dem umgebenden Gewebe entsteht.
Die stärkste Fixation wird erreicht durch ein Hindurchwachsen des umgebenden Gewebes. Das Hineinwachsen erzeugt eine graduell geringere Fixation. Die schwächste Art des Verbundes zwischen Implantat und dem Gewebe ist das Heranwachsen des Gewebes an die entsprechende Implantatoberfläche.
Die aus der Titan-Niob-Beschichtung entstehende Oberfläche erscheint glatt, wirkt aber wegen des Titananteils osteokonduktiv bzw. konduktiv für das umgebende Bindegewebe.
Durch die offenmaschige, dreidimensionale Raumnetzstruktur kann Knochenmaterial hindurchwachsen. Hierdurch wird ein dreidimensionaler Verbund zwischen dem betreffenden Bereich des Implantates und dem umgebenden Knochen erzielt. Dieser Bereich wird bevorzugt in dem Teil des Implantates vorgesehen, welcher intramedullär in den Röhrenknochenstumpf gesetzt wird.
Die Raumnetzstruktur besteht vorzugsweise aus Tripoden, die mit Titan-Niob veredelt sind.
Die Titan-Niob-Oxynitrid-Oberfläche ist so glatt, dass Weichteile daran abgleiten. An diese Oberfläche wächst weder Bindegewebe noch Knochengewebe heran.
Die Oberfläche des Bereiches mit einer Titanplasmaspray-Beschichtung ist rau. Da sie mit trichterartigen Vertiefungen versehen ist, kann in diese Oberfläche Knochenmaterial einwachsen.
Eine ganz spezielle Ausführungsform des Implantates ist ein Implantat als Femurstumpfimplantat zum intramedullären Einsatz in einem Femurstumpf.
Dieses Implantat ist als Konfektionsware konzipiert. Dabei ist zu berücksichtigten, dass sich bei ca. 10% der Patienten der intramedulläre Raum des Femurstumpfes konusartig erweitert. Um hier eine Formtreue des Implantates mit dem intramedullären Kanal zu erzielen, ist ein zusätzliches Merkmal in dieser speziellen Ausführungsform vorgesehen.
Zunächst einmal schließt sich dem mit einer Titanplasmaspray-Beschichtung versehenen Bereich distal ein mit Titan-Niob beschichteter Bund vor dem Koppelungsteil an, welches seinerseits mit einer Titan-Niob-Oxynitrid-Beschichtung versehen ist.
Um der bereits erwähnten Besonderheit bei ca. 10% der Patienten Rechnung zu tragen, ist ein zusätzliches Merkmal vorgesehen, wonach sich das Stielteil im Übergangsbereich zum Koppelungsteil bis zum Bund kegelstumpfförmig erweitert mit einem von lateral nach medial gesehen quer-ovalen Querschnitt. Dieses zusätzliche Merkmal garantiert eine hohe Formtreue des Implantates. Diese wiederum sorgt für eine totale Aussteifung des Femurknochens.
Der mit Titan-Niob beschichtete Bund liegt nach der Implantation des Implantates im Bereich des distalen Endes des Femurstumpfes. Dieser umlaufende Bund sorgt für eine Abdichtung gegen eine Verkeimung. In der Praxis hat es sich tatsächlich erwiesen, dass mit diesem Merkmal einer Verkeimung mit hoher Sicherheit entgegengewirkt werden kann. Die vorstehend beschriebene spezielle Ausführungsform des Implantates kann noch dadurch vorteilhaft weitergebildet werden, in dem der umlaufende Bund eine Breite von 3 bis 6 mm aufweist. Diese Dimensionen reichen für die Keimsperre erfahrungsgemäß aus.
Die vorbeschriebene Ausführungsform sowie die entsprechende Weiterbildung kann noch dadurch vorteilhaft weitergebildet werden, indem sich die Länge des kegelstumpfförmigen Abschnitts des Stielteils zur Länge des zylindrischen Abschnitts des Stielteils verhält wie ca. 1:2. Durch diese Maßnahme wird erfahrungsgemäß eine hohe Formtreue des Implantates erzielt.
Schließlich kann die vorbeschriebene Ausführungsform und deren beschriebenen Weiterbildungen noch vorteilhaft dadurch weitergebildet werden, dass der Öffnungswinkel des kegelstumpfförmigen Abschnitts im Bereich 2,5° bis 3,5° von medial nach lateral gesehen und im Bereich zwischen 0,5° bis 1,5° von ventral nach dorsal gesehen liegt. Diese Maßnahmen erreichen bei dem konfektionierten Implantat ebenfalls eine hohe Formtreue, wodurch ein ausgezeichneter Formfit erzielt wird.
Eine weitere spezielle Ausführungsform des erfindungsgemäßen Implantates ist ein Implantat als Tibiastumpfimplantat zum intramedullären Einsatz in einem Tibiastumpf. Auch hier ist die Herstellung einer hohen Formtreue des Implantates mit dem intramedullären Restkanal des Tibiastumpfes von großer Bedeutung. Darüber hinaus ist ein spezielles zusätzliches Merkmal bei dieser Ausführungsform vorgesehen, welches für eine Anti-Rotation des Implantates und für einen Formenschluss zwischen dem intramedullären Kanal und dem Implantat sorgt.
Zunächst einmal schließt sich dem mit einer Titanplasmaspray-Beschichtung versehenen Bereich distal ein mit Titan-Niob beschichteter Bund vor dem Kopplungsteil an, welches seinerseits mit einer Titan-Niob-Oxynitrid-Beschichtung versehen ist, wobei ausgehend vom Kopplungsteil und in Richtung distal verlaufend ventral ein innerer Steg am Stielteil angeformt ist.
Der zusätzlich vorgesehene innere Steg dient der Abstützung einerseits und für eine anti-rotatorische Lagerung im Tibiastumpf andererseits. Der Steg wird in eine nach ventral weisende Ausfräsung in den Tibiastumpf gesetzt und wird dann von der Kompakta umgeben. Das letztgenannte Merkmal führt zu einer höheren Aussteifung des Tibiastumpfes und ermöglichen daher höhere Belastungen.
Besonders bevorzugt wird es bei dieser Ausführungsform, wenn der innere Steg eine Titan-Niob-Beschichtung aufweist mit den weiter oben beschriebenen Eigenschaften.
Der umlaufende Bund kann eine Breite von 3 bis 6 mm aufweisen. Er dient dann wiederum als Keimsperre.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigt:
1 eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Implantates gemäß einer ersten Ausführungsform,
2 eine schematische Ansicht einer speziellen Ausführungsform des implantates, und zwar (a) von medial nach lateral gesehen und (b) von ventral nach dorsal gesehen,
3 eine schematische vergrößerte Ansicht des Querschnittes des Implantates aus den 2 im Bereich der kegelstumpfartigen Erweiterung entlang der Linie III-III,
4 eine schematische Ansicht einer weiteren speziellen Ausführungsform des Implantates von ventral gesehen, und
5 die Ausführungsform gemäß 4 von lateral gesehen.
Nachfolgend sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.
Das subkutane Implantat 1 gemäß 1 weist einen proximalen Bereich 2 des hier zylindrischen Stielteils auf, welcher mit einer Titan-Niob-Beschichtung versehen ist. Dieser proximale Bereich 2 sitzt nach der Implantation intramedullär in dem Röhrenknochenstumpf, beispielsweise Femurstumpf. Die Oberfläche ist ansich glatt, wirkt aber wegen des Titananteils osteokonduktiv.
Nach distal schließt sich dem Bereich 2 ein weiterer Bereich 3 an, der mit einer offenmaschigen, dreidimensionalen Raumnetzstruktur versehen ist. Diese Oberfläche wird durch das nach der Implantation umgebende Knochenmaterial durchwachsen. Der Bereich 3 ist jener, welcher am stärksten zu der Langzeitfixation des Implantates im Röhrenknochenstumpf beiträgt
Nach distal folgt dem Bereich 3 ein Bereich 4, der mit einer Titanplasmaspray-Beschichtung versehen ist. Diese Beschichtung weist eine raue Oberfläche auf, in die Knochenmaterial einwachsen kann, da die Oberfläche mit trichterartigen Vertiefungen versehen ist.
Es folgt nach distal der Koppelungsteil 7 mit einem Bereich 5, der eine Titan-Niob-Beschichtung aufweist. Dieser Bereich wird nach der Implantation von muskulärem Gewebe umgeben. Das Gewebe kann an die Oberfläche heranwachsen, freilich ohne dabei einen Fixationsbeitrag zu leisten.
Noch weiter nach distal und abschließend ist ein Bereich 6 vorgesehen, welcher mit Titan-Hiob-Oxynitrid versehen ist. Diese Oberfläche ist so glatt, dass die umgebenden Weichteile daran abgleiten. Kein Bindegewebe wächst an diese Oberfläche heran.
Wie bereits erwähnt, ist die vorstehend beschriebene Ausführungsform eine sehr spezielle Ausführungsform. Einzelne Bereiche können mit den jeweils genannten anderen Oberflächen versehen sein. Hierdurch lässt sich eine individuelle Fixationscharakteristik erzeugen.
Eine spezielle Ausführungsform ist in 2 dargestellt. Dabei ist in 2a eine schematische Ansicht von medial nach lateral gesehen und in 2b von ventral nach dorsal gesehen darstellt.
Diese spezielle Ausführungsform des Implantates ist für den intramedullären Einsatz in einem Femurstumpf vorgesehen. An das aus dem Oberschenkelstumpf des Patienten herausragende Koppelungsteil 7 ist dann ein künstliches Kniegelenk ankoppelbar.
Dieses Implantat 1 weist einen proximalen Bereich 2 des hier zylindrischen Stielteils auf, der mit einer Titan-Niob-Beschichtung versehen ist.
Nach distal schließt sich ein weiterer Bereich 3 an, der mit einer offenmaschigen, dreidimensionalen Raumnetzstruktur versehen ist. Dieser Bereich ist zweigeteilt, und zwar in einen distalen zylindrischen Teil und einen sich kegelstumpfartig erweiternden proximalen Bereich. Dem Bereich 3 schließt sich ein Bereich 4 an, der wiederum mit einer Titanplasmaspray-Beschichtung versehen ist. Nach distal schließt sich dann ein umlaufender, mit Titan-Niob beschichteter Bund an, dem sich nach distal das Ankoppelungsteil 7 anschließt, welches mit einer Titan-Niob-Oxynitrid-Beschichtung versehen ist.
Die kegelstumpfförmige Erweiterung des Stielteils dient zur Herstellung einer Formtreue des Implantates bei etwa 10% der Patienten, bei denen sich der intramedulläre Kanal des Femurstumpfes im entsprechenden Maße aufweitet.
Die Aufweitung erfolgt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in einem Öffnungswinkel von medial nach lateral gesehen von 2,9° und von ventral nach dorsal gesehen in einem Winkel von 1°.
Ergebnis ist ein quer-ovaler Querschnitt, wie er in vergrößerter Ansicht in 3 erkennbar ist. Der Querschnitt ist entlang der Schnittlinie III-III in 2a dargestellt. Diese Art der kegelstumpfförmigen Erweiterung findet ihr Analogon in der Aufweitung des intramedullären Kanals im Femurstumpf. Auch dieses Merkmal dient der Herstellung einer möglichst großen Formtreue bei dem vorkonfektionierten Implantat.
Zur bemerken ist, dass der umlaufende Bund 8 nach der Implantation im Bereich des Endes des Femurstumpfes liegt. Im obliegt die spezielle Aufgabe der Abdichtung des intramedullären Kanals des Femurstumpfes gegen eine Verkeimung. Dies hat sich in der Praxis als überaus praktikabel erwiesen.
Die Länge des kegelstumpfförmigen Stielteils verhält sich zur Länge des distalen zylindrischen Abschnitts des Stielteils im vorliegenden Fall etwa wie 1:2.
Eine weitere spezielle Ausführungsform des Implantates ist in den 4 und 5 dargestellt. Dabei zeigt 4 eine schematische Ansicht von ventral gesehen und 5 eine Ansicht von lateral gesehen.
Diese Ausführungsform des Implantates ist für den intramedullären Einsatz in einem Tibiastumpf vorgesehen. An das aus dem Unterschenkelstumpf des Patienten herausragende Kopplungsteil 7 ist dann eine Fußprothese ankoppelbar.
Dieses Implantat 1 weist einen proximalen Bereich 2 des hier zylindrischen Stielteils auf, der mit einer Titan-Niob-Beschichtung versehen ist.
Nach distal schließt sich ein weiterer Bereich 3 an, der mit einer offenmaschigen, dreidimensionalen Raumnetzstruktur versehen ist. Dem Bereich 3 schließt sich ein Bereich 4 an, der wiederum mit einer Titanplasmaspray-Beschichtung versehen ist. Nach distal schließt sich dann ein umlaufender, mit Titan-Niob-beschichteter Bund an, dem sich nach distal das Ankopplungsteil 7 anschließt, welches mit einer Titan-Niob-Oxynitrid-Beschichtung versehen ist. Ausgehend vom Kopplungsteil 7 und in Richtung distal verlaufend ist am Stielteil ein innerer Steg 9 angeformt. Dieser ist vorliegend mit Titan-Niob beschichtet. Der innere Steg 9 dient einer höheren Aussteifung und ermöglich dadurch eine höhere Belastung. Auch stellt der innere Steg 9 ein anti-rotatorisches Element dar.
Ähnlich wie bei der Ausführungsform als Femurstupfimplantat dient der Bund 8 als Keimsperre. Nach der Implantation liegt der Bund 8 im Bereich des Endes des Tibiastumpfes.

Claims

Subkutanes Implantat (1) mit einem in einem Röhrenknochen intramedullär verankerbaren Stielteil und einem sich dem Stielteil in Richtung extrakorporal anschließenden Kopplungsteil (7) für eine extrakorporale Koppelungseinrichtung, wobei das subkutane Implantat (1) in Bereiche (2, 3, 4, 5, 6) mit unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften hinsichtlich des An-, Ein- und Hindurchwachsverhaltens des umgebenden Gewebes segmentiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster proximaler Bereich (2) des Stielteils eine Titan-Niob-Beschichtung aufweist, dem sich distal ein weiterer Bereich (3) des Stielteils anschließt, der mit einer offenmaschigen, dreidimensionalen Raumnetzstruktur versehen ist, dem sich distal ein weiterer Bereich (4) des Stielteils anschließt, der mit einer Titanplasmaspray-Beschichtung versehen ist, dem sich distal ein Bereich (5) des Koppelungsteils (7) anschließt, der eine Titan-Niob-Beschichtung aufweist, dem sich distal ein weiterer Bereich (6) des Koppelungsteils (7) anschließt, der mit einer Titan-Niob-Oxynitrid-Beschichtung versehen ist.
Subkutanes Implantat nach Anspruch 1 als Femurstumpfimplantat zum intramedullären Einsatz in einem Femurstumpf mit einem im wesentlichen zylindrischen Stielteil, dadurch gekennzeichnet, dass sich dem mit einer Titanplasmaspray-Beschichtung versehenen Bereich (4) distal ein mit Titan-Niob beschichteter Bund (8) vor dem Koppelungsteil (7) anschließt, welches mit einer Titan-Niob-Oxynitrid-Beschichtung versehen ist, wobei sich das Stielteil im Übergangsbereich zum Koppelungsteil (7) bis zum Bund (8) kegelstumpfförmig erweitert mit einem von lateral nach medial gesehen quer-ovalen Querschnitt.
Subkutanes Implantat nach Anspruch 2, bei dem der Bund (8) eine Breite von 3 bis 6 mm aufweist.
Subkutanes Implantat nach Anspruch 2 oder 3, bei dem sich die Länge des kegelstumpfförmigen Abschnitts des Stielteils zur Länge des zylindrischen Abschnitts des Stielteils verhält wie 1:2.
Subkutanes Implantat nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem der Öffnungswinkel des kegelstumpfförmigen Abschnitts im Bereich zwischen 2,5° bis 3,5° von medial nach lateral gesehen und im Bereich von 0,5° bis 1,5° von ventral nach dorsal gesehen liegt.
Subkutanes Implantat nach Anspruch 1 als Tibiastumpfimplantat zum intramedullären Einsatz in einem Tibiastumpf mit einem im wesentlichen zylindrischen Stielteil, dadurch gekennzeichnet, dass sich dem mit einer Titanplasmaspray-Beschichtung versehenen Bereich (4) distal ein mit Titan-Niob beschichteter Bund (8) vor dem Koppelungsteil (7) anschließt, welches mit einer Titan-Niob-Oxynitrid-Beschichtung versehen ist, wobei ausgehend vom Kopplungsteil (7) und in Richtung distal verlaufend ventral ein innerer Steg (9) am Stielteil angeformt ist.
Subkutanes Implantat nach Anspruch 6, bei dem der innere Steg (9) eine Titan-Niob-Beschichtung aufweist.
Subkutanes Implantat nach Anspruch 6, bei dem der Bund (8) eine Breite von 3 bis 6 mm aufweist.