DE102010052914A1 - Endoprosthesis, useful e.g. endoscopy and transport of bone cement or a medicament, comprises base body made of biocompatible material and at least one channel and/or at least one cavity located within the base body - Google Patents

Endoprosthesis, useful e.g. endoscopy and transport of bone cement or a medicament, comprises base body made of biocompatible material and at least one channel and/or at least one cavity located within the base body Download PDF

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Abstract

Endoprosthesis (10) comprises a base body (12) made of biocompatible material and at least one channel (20) and/or at least one cavity (14) located within the base body. An independent claim is also included for the method of producing endoprosthesis comprising building up of the endoprosthesis in layer-wise from a powdered biocompatible material, where each powder layer before applying the next powder layer is brought by heating for melting or sintering for fixation with the underlying layer to form the endoprosthesis with at least one channel and/or at least one cavity.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Endoprothese mit mindestens einem Kanal und/oder mindestens einem Hohlraum, ein Verfahren zur Herstellung der Endoprothese und eine Verwendung der Endoprothese.The present invention relates to an endoprosthesis having at least one channel and / or at least one cavity, a method for producing the endoprosthesis and a use of the endoprosthesis.

Als Endoprothese bezeichnet man ein Implantat aus einem Fremdmaterial, das einem geschädigten Körperteil nachgebildet ist, in das Innere des Körpers eingebracht wird und dort dauerhaft verbleibt. Endoprothesen werden z. B. als Hüftgelenke, Kniegelenke, Schultergelenke, Sprunggelenke, Fingergelenke, Schädelplatten oder Zahnimplantate ausgebildet.An endoprosthesis is an implant of a foreign material, which is modeled on a damaged part of the body, is introduced into the interior of the body and remains there permanently. Endoprostheses z. B. as hip joints, knee joints, shoulder joints, ankle joints, finger joints, skull plates or dental implants.

Die dauerhafte Verankerung der Endoprothese erfolgt durch vom Körper des Patienten neu gebildete Knochensubstanz, die die Endoprothese mit dem körpereigenen Knochen verbindet. Endoprothesen können auch unter Verwendung von Knochenzement mit dem körpereigenen Knochen verbunden werden.The permanent anchoring of the endoprosthesis is carried out by the body of the patient newly formed bone substance, which connects the endoprosthesis with the body's own bone. Endoprostheses can also be connected to the endogenous bone using bone cement.

Herkömmliche Endoprothesen werden herkömmlicherweise durch Gießen, Umformen oder spanabhebende Fertigungsverfahren hergestellt.Conventional endoprostheses are conventionally made by casting, forming or machining processes.

Während des operativen Eingriffs zum Einsetzen der Endoprothese werden üblicherweise zur Ableitung von Blut und Wundwasser Drainagen verwendet, die an verschiedenen Wundschichten enden und zu einer Vakuumflasche führen, in der diese Flüssigkeiten gesammelt werden. Diese Drainagen müssen aufwendig installiert werden und stören bei dem operativen Eingriff.During surgery to insert the endoprosthesis, drains are usually used to drain blood and sacs, ending in various wound layers and leading to a vacuum bottle in which these fluids are collected. These drains must be installed consuming and interfere with the surgical procedure.

Nach dem Einsetzen der Endoprothese kann es zu Komplikationen kommen, z. B. in Form von Bluterguss, Nachblutung, Nervenverletzung, Wundinfektion, Eindringen von Keimen in die Wunde und damit verbundener Knocheneiterung sowie im Zusammenhang damit stehender Schmerzen. Die Zuführung von Medikamenten mit Heilwirkung oder Schmerzlinderung zu diesen Stellen ist jedoch problembehaftet, so dass in vielen Fällen weitere Operationen durchgeführt werden müssen.After the onset of the endoprosthesis can cause complications, such. B. in the form of bruising, rebleeding, nerve injury, wound infection, penetration of germs into the wound and associated bone conduction and related pain. However, the delivery of drugs with curative or pain relief to these sites is problematic, so that in many cases further operations must be performed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Endoprothese zu schaffen, die die Gefahr von Revisionsoperationen verringert, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Endoprothese anzugeben sowie eine Verwendung einer solchen Endoprothese anzugeben.The invention has for its object to provide an endoprosthesis, which reduces the risk of revision surgery to provide a method for producing such endoprosthesis and to provide a use of such endoprosthesis.

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1, 11, 14, 16 und 17 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the features specified in the patent claims 1, 11, 14, 16 and 17.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further developments of the invention are specified in the subclaims.

Erfindungsgemäß wird durch Ausbilden wenigstens eines Kanals und/oder eines Hohlraums im Grundkörper der Endoprothese die Voraussetzung geschaffen, die Beschaffenheit der Verbindung der Endoprothese mit dem körpereigenen Knochen zu überwachen, die Verankerungsfestigkeit der Endoprothese zu erhöhen und eine gezielte Medikamentenabgabe zu ermöglichen.According to the invention, by forming at least one channel and / or a cavity in the main body of the endoprosthesis, the prerequisite is created to monitor the nature of the connection of the endoprosthesis with the endogenous bone, to increase the anchoring strength of the endoprosthesis and to enable targeted drug delivery.

Durch die Anordnung und Form des wenigstens einen Hohlraums und die Anordnung und Form des wenigstens einen Kanals kann unterschiedlichen Einsatzzwecken oder unterschiedlichen Positionen des Patienten, der mit der Endoprothese versorgt wurde, Rechnung getragen werden.Due to the arrangement and shape of the at least one cavity and the arrangement and shape of the at least one channel, different applications or different positions of the patient, who has been supplied with the endoprosthesis, be taken into account.

Durch die Ausbildung von Kanälen mit unterschiedlich großem Querschnitt kann der unterschiedlichen Nutzung der Kanäle, z. B. zur Drainage von Wundwasser, zur Medikamentenabgabe oder zur Endoskopie, entsprochen werden.Due to the formation of channels with different sized cross-section of the different use of the channels, z. As for the drainage of wound water, for drug delivery or endoscopy, be met.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Ausführungsform ist der mindestens eine Kanal an einem Endabschnitt zur Außenfläche hin sich erweiternd ausgebildet, wodurch die Verankerungsfestigkeit der Endoprothese erhöht werden kann.In an advantageous development of the embodiment, the at least one channel is designed to widen at an end section towards the outer surface, whereby the anchoring strength of the endoprosthesis can be increased.

Bei einer Ausführungsform, bei der der mindestens eine Kanal im einem der Außenfläche nahegelegenen Bereich eine größere Oberflächenrauheit oder eine andere Volumenstruktur hat als der Rest des Kanals, kann ebenfalls die Verankerungsfestigkeit der Endoprothese erhöht werden.In an embodiment in which the at least one channel has a larger surface roughness or volume structure in the region close to the outer surface than the rest of the channel, the anchoring strength of the endoprosthesis can also be increased.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist in dem Hohlraum oder dem Kanal ein Behältnis mit einem Behältnisinhalt untergebracht, wodurch die Möglichkeit besteht, den Behältnisinhalt dem Körper im Bereich der Endoprothese auf einfache Weise zuzuführen. Bevorzugterweise ist das Behältnis ein Medikamentenreservoir zur Abgabe eines Medikaments.In a further advantageous embodiment, a container with a container contents is accommodated in the cavity or channel, whereby it is possible to supply the container contents to the body in the region of the endoprosthesis in a simple manner. Preferably, the container is a drug reservoir for delivery of a medicament.

In einer anderen Ausführungsform ist in dem Hohlraum oder dem Kanal ein Sensor angeordnet, mit dem die Verankerungsfestigkeit der Endoprothese oder der Aushärtungszustand von Knochenzement ermittelt werden kann.In another embodiment, a sensor is arranged in the cavity or channel with which the anchoring strength of the endoprosthesis or the hardening state of bone cement can be determined.

Durch den Einsatz eines generativen Fertigungsverfahrens (auch additiven Fertigungsverfahrens, auch Rapid Prototyping genannt) zur Herstellung der Endoprothese kann diese auch eine komplizierte geometrische Form aufweisen, wobei die Endoprothese mit hoher Maßgenauigkeit hergestellt werden kann.By using a generative manufacturing process (also known as additive manufacturing process, also called rapid prototyping) for the production of the endoprosthesis this can also have a complicated geometric shape, the endoprosthesis can be produced with high dimensional accuracy.

Insbesondere wird die Endoprothese durch schichtweises Aufbauen aus einem pulverförmigen biokompatiblen Material hergestellt, wobei jede Pulverschicht vor dem Aufbringen der nächsten Pulverschicht durch Erhitzen zum Schmelzen oder Sintern gebracht wird zur Fixierung mit der darunter befindlichen Schicht. In particular, the endoprosthesis is fabricated by laminating it from a powdery biocompatible material, each layer of powder, prior to application of the next layer of powder, being melted or sintered by heating to fix it to the underlying layer.

Auf vorteilhafte Weise kann auch eine herkömmlich hergestellte Endoprothese durch ein materialabtragendes Fertigungsverfahren mit wenigstens einem Hohlraum und/oder wenigstens einem Kanal versehen werden. Hierzu eignen sich insbesondere Bohren und Funkenerosion.Advantageously, a conventionally produced endoprosthesis can be provided by a material-removing manufacturing process with at least one cavity and / or at least one channel. In particular, drilling and spark erosion are suitable for this purpose.

Ein besonderer Vorteil einer mit wenigstens einem Kanal und/oder wenigstens einem Hohlraum ausgebildeten Endoprothese liegt in einer Verwendung zur Endoskopie.A particular advantage of an endoprosthesis formed with at least one channel and / or at least one cavity is in a use for endoscopy.

Ein weiterer Vorteil einer mit wenigstens einem Kanal und/oder wenigstens einem Hohlraum ausgebildeten Endoprothese liegt in der Verwendung zum Transport von Knochenzement oder eines Medikaments.Another advantage of an endoprosthesis formed with at least one channel and / or at least one lumen is the use for transporting bone cement or a medicament.

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment with reference to the drawings. Show:

1 eine Schnittansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Endoprothese, und 1 a sectional view of an embodiment of an endoprosthesis according to the invention, and

2 eine Schnittansicht der Endoprothese von 1 mit eingesetztem Medikamentenreservoir. 2 a sectional view of the endoprosthesis of 1 with inserted drug reservoir.

Wie in 1 gezeigt ist, weist eine Endoprothese 10 einen Grundkörper 12 auf, der aus einem biokompatiblen Werkstoff besteht. Als Werkstoff wird Titan, eine Titanlegierung, z. B. TiAl6V4 oder TiAl6Nb7, eine Kobalt-Chrom-Legierung, z. B. CoCrMo, Keramik oder Kunststoff, z. B. Polyethylen, eingesetzt. Der Grundkörper 12 ist einem geschädigten Körperteil nachgebildet und weist in der gezeigten Ausführungsform einen verdickten mittleren Bereich 12a auf.As in 1 is shown has an endoprosthesis 10 a basic body 12 on, which consists of a biocompatible material. As a material titanium, a titanium alloy, z. TiAl6V4 or TiAl6Nb7, a cobalt-chromium alloy, e.g. B. CoCrMo, ceramic or plastic, z. As polyethylene used. The main body 12 is simulated to a damaged body part and has a thickened central region in the embodiment shown 12a on.

Innerhalb des Grundkörpers 12 im verdickten Bereich 12a ist ein Hohlraum 14 angeordnet. Der Hohlraum 14 steht mit einem ersten Hauptkanal 16 in Verbindung, der sich bis zu einer Außenfläche 12b des Grundkörpers 12 erstreckt. Der erste Hauptkanal 16 weist einen sich von der Außenfläche 12b erstreckenden vertikalen Abschnitt 16a und einen gebogenen Abschnitt 16b, der zu dem Hohlraum 14 führt, auf.Within the body 12 in the thickened area 12a is a cavity 14 arranged. The cavity 14 stands with a first main channel 16 in contact, extending to an outer surface 12b of the basic body 12 extends. The first main channel 16 points one from the outside surface 12b extending vertical section 16a and a bent section 16b leading to the cavity 14 leads, on.

Der Hohlraum 14 steht außerdem mit einem zweiten Hauptkanal 18 in Verbindung, der sich mäanderförmig von dem Hohlraum 14 zu der Außenfläche 12b des Grundkörpers 12 erstreckt.The cavity 14 also has a second main channel 18 in conjunction, meandering from the cavity 14 to the outer surface 12b of the basic body 12 extends.

Eine Gruppe von Zweigkanälen 20 erstreckt sich von dem zweiten Hauptkanal 18 und dem Hohlraum 14 zu der Außenfläche 12b des Grundkörpers 12. Der erste Hauptkanal 16, der zweite Hauptkanal 18 und die Verzweigungskanäle 20 repräsentieren den wenigstens einen Kanal in der nachfolgenden Beschreibung.A group of branch channels 20 extends from the second main channel 18 and the cavity 14 to the outer surface 12b of the basic body 12 , The first main channel 16 , the second main channel 18 and the branch channels 20 represent the at least one channel in the following description.

Wie in 1 gezeigt, sind der erste Hauptkanal 16, der zweite Hauptkanal 18 und die Verzweigungskanäle 20 mit einem vorzugsweise kreisförmigen Querschnitt ausgebildet und weisen vorzugsweise jeweils unterschiedlich große Durchmesser auf. In einer modifizierten Ausführungsform sind die Querschnitte der Kanäle 16, 18, 20 quadratisch, rechteckig oder oval ausgebildet oder weisen eine andere gewünschte Querschnittsform auf. Die Kanäle können auch durchmessergleich sein.As in 1 shown are the first main channel 16 , the second main channel 18 and the branch channels 20 formed with a preferably circular cross-section and preferably each have different diameter. In a modified embodiment, the cross sections of the channels 16 . 18 . 20 square, rectangular or oval or have another desired cross-sectional shape. The channels can also be the same diameter.

Die Anzahl, die Form und der Verlauf des wenigstens einen Kanals 16, 18, 20 und/oder des wenigstens einen Hohlraums 14 ist an das Einsatzgebiet der jeweiligen Endoprothese 10 angepasst.The number, shape and course of the at least one channel 16 . 18 . 20 and / or the at least one cavity 14 is the field of application of the respective endoprosthesis 10 customized.

Die Endoprothese 10 gemäß der gezeigten Ausführungsform birgt folgende Vorteile in sich.The endoprosthesis 10 according to the embodiment shown has the following advantages.

Durch die Kanäle 16, 18, 20 besteht die Möglichkeit, Blut und Wundwasser an den Wundschichten im Bereich der Implantationsstelle abzuleiten bzw. unter Nutzung eines Vakuums abzusaugen. Ferner besteht die Möglichkeit des Endoskopierens über die Kanäle 16, 18, 20 zur Begutachtung des Heilungsprozesses bei der Verbindung der Endoprothese mit dem körpereigenen Knochen.Through the channels 16 . 18 . 20 it is possible to drain blood and wound water at the wound layers in the region of the implantation site or to suck it out using a vacuum. There is also the possibility of endoscopy via the channels 16 . 18 . 20 to assess the healing process in the connection of the endoprosthesis with the body's own bone.

Auch im Falle einer erforderlichen Revisionsoperation kann durch ein Endoskopieren über die Kanäle 16, 18, 20 Aufschluss über den Verbindungszustand der Endoprothese 10 mit dem körpereigenen Knochen gewonnen werden. Außerdem können die Kanäle 16, 18, 20 in Vorbereitung einer Revisionsoperation zur Zuführung eines Mediums genutzt werden, das zur Auflösung von Knochenzement bzw. Rückbildung von Knochenmaterial an der Implantationsstelle der Endoprothese 10 führt.Even in case of a required revision surgery can be done by an endoscopy over the channels 16 . 18 . 20 Information about the connection status of the endoprosthesis 10 be obtained with the body's own bone. Besides, the channels can 16 . 18 . 20 be used in preparation for a revision operation for the supply of a medium, the dissolution of bone cement or regression of bone material at the implantation site of the endoprosthesis 10 leads.

Da neu gebildete Knochensubstanz während des Verbindungsprozesses der Endoprothese mit dem körpereigenen Knochen in die Kanäle 16, 18, 20 hineinwächst, wird eine erhöhte Verankerungsfestigkeit der Endoprothese 10 im Körper des Patienten erzielt. Um die Verankerungsfestigkeit der Endoprothese 10 weiter zu erhöhen, ist ein Endabschnitt des wenigstens einen Kanals 16, 18, 20 zur Außenfläche 12b des Grundkörpers 12 hin sich konisch erweiternd ausgebildet.Since newly formed bone substance during the connection process of the endoprosthesis with the body's own bone in the channels 16 . 18 . 20 grows, is an increased anchoring strength of the endoprosthesis 10 achieved in the body of the patient. To the anchoring strength of the endoprosthesis 10 is to increase further, is an end portion of the at least one channel 16 . 18 . 20 to the outer surface 12b of the basic body 12 towards conically widening formed.

In einem der Außenfläche 12b des Grundkörpers 12 nahegelegenen Bereich des wenigstens einen Kanals 16, 18, 20 hat dessen Wand eine größere Oberflächenrauheit als der Rest der Wand des jeweiligen Kanals 16, 18, 20. In einer anderen Ausführungsform hat der der Außenfläche 12b des Grundkörpers 12 nahegelegene Bereich eine anderen Volumenstruktur als der Rest der Wand des jeweiligen Kanals 16, 18, 20. Z. B. kann die Volumenstruktur die Struktur ähnlich die eines Schwamms oder von Korallen haben. Die Länge des Kanals 16, 18, 20 mit dem Bereich größerer Oberflächenrauheit bzw. anderer Volumenstruktur beträgt in der beschriebenen Ausführungsform z. B. vorzugsweise bis 20 mm. Durch die größere Oberflächenrauheit oder andere Volumenstruktur des Werkstoffs in dem der Außenfläche 12b nahegelegenen Bereichs der Wand des Kanals 16, 18, 20 kann die Verankerungsfestigkeit der Verbindung der Endoprothese 10 mit dem körpereigenen Knochen weiter verbessert werden, ohne dass das Fließverhalten von Flüssigkeiten in dem restlichen Teil des Kanals 16, 18, 20 verändert wird. In one of the outer surface 12b of the basic body 12 nearby area of the at least one channel 16 . 18 . 20 its wall has a larger surface roughness than the rest of the wall of the respective channel 16 . 18 . 20 , In another embodiment, that of the outer surface 12b of the basic body 12 nearby area a different volume structure than the rest of the wall of the respective channel 16 . 18 . 20 , For example, the volume structure may have the structure similar to that of a sponge or coral. The length of the channel 16 . 18 . 20 in the embodiment described with the range of greater surface roughness or other volume structure is z. B. preferably up to 20 mm. Due to the larger surface roughness or other bulk structure of the material in the outer surface 12b nearby area of the wall of the canal 16 . 18 . 20 can the anchoring strength of the compound of the endoprosthesis 10 be further improved with the body's bone, without affecting the flow of fluids in the remaining part of the channel 16 . 18 . 20 is changed.

Durch die Zuführung von Knochenzement bzw. eines bioresorbierbaren Füllstoffs über die Kanäle 16, 18, 20 nach der Implantierung an Bereichen, welche nach erfolgter Implantation schwer oder nicht mehr von außen zugänglich sind, kann die Fixierung der Endoprothese 10 weiter verbessert werden, indem die Kontaktfläche zwischen der Endoprothese 10 und dem körpereigenen Knochen vergrößert wird und somit die Flächenpressung auf den Knochen des Patienten verringert wird. Außerdem können Passungenauigkeiten ausgeglichen werden, und es kann eine gelockerte Endoprothese fixiert werden.By the delivery of bone cement or a bioabsorbable filler through the channels 16 . 18 . 20 After implantation in areas which are difficult or impossible to access from the outside after implantation, the fixation of the endoprosthesis can take place 10 be further improved by the contact surface between the endoprosthesis 10 and the body's bone is increased and thus the surface pressure is reduced to the bone of the patient. In addition, fit inaccuracies can be compensated, and a loosened endoprosthesis can be fixed.

2 zeigt eine Ausführungsform einer Endoprothese 10, bei der in den Hohlraum 14 ein Behältnis 22 mit einem Behältnisinhalt, der fest, flüssig oder gasförmig sein kann, eingesetzt ist. In der gezeigten Ausführungsform ist das Behältnis 22 ein Medikamentenreservoir, das ein Medikament als Behältnisinhalt über die Kanäle 16, 18, 20 der sich neu bildenden oder neu gebildeten Knochensubstanz oder dem körpereigenen Knochen des Patienten im Implantatbereich zuführt. 2 shows an embodiment of an endoprosthesis 10 in which in the cavity 14 a container 22 with a container contents, which may be solid, liquid or gaseous, is used. In the embodiment shown, the container 22 a drug reservoir containing a drug as a container content through the channels 16 . 18 . 20 the newly forming or newly formed bone substance or the body's own bone of the patient in the implant area supplies.

Das Medikament ist ein Mittel zur Infektionsprävention, zur Schmerzlinderung, zur Förderung der Wundheilung und/oder der Bildung neuer Knochensubstanz. Das Medikament kann auch eine Kombination der genannten Wirkstoffe beinhalten. Das Behältnis 22 und/oder der Behältnisinhalt ist bzw. sind in dieser Ausführungsform so beschaffen, dass das Medikament gleichmäßig über einen bestimmten Zeitraum abgegeben wird.The drug is a means of infection prevention, pain relief, promoting wound healing and / or the formation of new bone. The drug may also include a combination of said agents. The container 22 and / or the container contents in this embodiment are such that the medicament is delivered evenly over a certain period of time.

In einer modifizierten Ausführungsform weist das Behältnis 22 ein Medikament auf, das einem Blutdruckabfall und/oder einem Sauerstoff-Sättigungsabfall entgegenwirkt. Diese Erscheinungen treten bekanntermaßen bei der Verwendung von Knochenzement in vielen Fällen dann auf, wenn der Knochenzement in der Polymerisationsphase ist und hierbei insbesondere kurz vor Ende der Aushärtung steht.In a modified embodiment, the container 22 a drug that counteracts a drop in blood pressure and / or an oxygen saturation drop. These phenomena are known to occur in the use of bone cement in many cases when the bone cement is in the polymerization and in this case is in particular shortly before the end of curing.

Das Behältnis 22 ist in einer modifizierten Ausführungsform statt im Hohlraum 14 in einem der Kanäle 16, 18, 20 angeordnet.The container 22 is in a modified embodiment instead of in the cavity 14 in one of the channels 16 . 18 . 20 arranged.

In einer anderen Ausführungsform ist im Hohlraum 14 oder in einem der Kanäle 16, 18, 20 ein Sensor zur Ermittlung der Verankerungsfestigkeit der Endoprothese 10 oder ein Sensor zur Ermittlung des Aushärtungszustands des Knochenzements angeordnet.In another embodiment is in the cavity 14 or in one of the channels 16 . 18 . 20 a sensor for determining the anchoring strength of the endoprosthesis 10 or a sensor for determining the curing state of the bone cement arranged.

Das Behältnis 22 und der entsprechende Sensor sind in einer weiteren Ausführungsform so innerhalb des Grundkörpers 12 angeordnet, dass sie zusammenwirken. So kann z. B. der Sensor zur Ermittlung des Aushärtungszustands des Knochenzements zur zeitgerechten Abgabe von Medikamenten gegen Blutdruckabfall bzw. Sauerstoff-Sättigungsabfall aus dem Behältnis 22 eingesetzt werden. In einer modifizierten Ausführungsform wird, wenn durch den Sensor ein Lockerungszustand der Endprothese ermittelt wird, ein Mittel zur Auflösung des Knochenzements in Vorbereitung einer Revisionsoperation abgegeben.The container 22 and the corresponding sensor are in a further embodiment so within the body 12 arranged that they interact. So z. For example, the sensor for determining the curing state of the bone cement for the timely release of drugs against blood pressure drop or oxygen saturation waste from the container 22 be used. In a modified embodiment, when a loosening condition of the end prosthesis is detected by the sensor, a means for disintegrating the bone cement is delivered in preparation for a revision operation.

In einer Ausführungsform ist bzw. sind das Behältnis 22 und/oder der Behältnisinhalt so beschaffen, dass ein Zeitpunkt der Abgabe des Behältnisinhalts in den mindestens einen Hohlraum 14 und/oder den mindestens einen Kanal 16, 18, 20 von einer Stelle außerhalb des Körpers des Patienten steuerbar ist.In one embodiment, the container is or are 22 and / or the container contents such that a time of delivery of the container contents in the at least one cavity 14 and / or the at least one channel 16 . 18 . 20 from a location outside the body of the patient is controllable.

Zur Fertigung der Endoprothese wird bevorzugterweise ein generatives Fertigungsverfahren, insbesondere Strahlschmelzen (Energiestrahlschmelzen wie Laserstrahlschmelzen oder Elektronenstrahlschmelzen) oder Lasersintern eingesetzt. Hierbei werden zunächst CAD-Daten der Endoprothese 10 mit dem wenigstens einen Kanal 16, 18, 20 und/oder dem wenigstens einen Hohlraum 14 erstellt. Danach erfolgt ein computergestütztes schichtweises Aufbauen der Endoprothese 10 aus einem pulverförmigen biokompatiblen Werkstoff unter Nutzung der CAD-Daten, wobei jede Pulverschicht vor dem Aufbringen der nächsten Pulverschicht durch Erhitzen zum Schmelzen oder Sintern gebracht wird zur Fixierung mit der darunter befindlichen Schicht.To produce the endoprosthesis, a generative production method, in particular jet melting (energy jet melts such as laser beam melts or electron beam melts) or laser sintering, is preferably used. Here are first CAD data of the endoprosthesis 10 with the at least one channel 16 . 18 . 20 and / or the at least one cavity 14 created. This is followed by a computer-assisted layer-by-layer construction of the endoprosthesis 10 made of a powdery biocompatible material using the CAD data, wherein each powder layer is brought to the melting or sintering by heating before applying the next powder layer for fixing with the underlying layer.

Durch den Einsatz eines solchen generativen Fertigungsverfahrens ist es möglich, Endoprothesen mit hoher geometrischer Komplexität, mit einer gewünschten Oberflächengüte und hoher Genauigkeit herzustellen.By using such a generative manufacturing method, it is possible to produce endoprostheses with high geometric complexity, with a desired surface quality and high accuracy.

In einer anderen Ausführungsform wird die Endoprothese 10 durch ein Gießverfahren, z. B. Wachsausschmelzverfahren, hergestellt.In another embodiment, the endoprosthesis 10 by a casting process, for. As lost wax process produced.

In einer weiteren Ausführungsform werden in eine herkömmlich hergestellte Endoprothese durch ein materialabtragendes Fertigungsverfahren der wenigstens eine Hohlraum 14 und/oder der wenigstens eine Kanal 16, 18, 20 eingebracht. Ein solches materialabtragendes Fertigungsverfahren ist z. B. Bohren oder Funkenerosion. Ein Hohlraum 14 kann z. B. durch Bohren solcherart hergestellt werden, dass eine Bohrung in die Endoprothese eingebracht wird und die Bohrung anschließend durch ein Teil, z. B. einen Pfropfen, der bevorzugterweise aus dem gleichen Material wie die Endoprothese besteht, verschlossen wird.In a further embodiment, in a conventionally produced endoprosthesis by a material-removing manufacturing process, the at least one cavity 14 and / or the at least one channel 16 . 18 . 20 brought in. Such a material-removing manufacturing process is z. B. drilling or spark erosion. A cavity 14 can z. B. be prepared by drilling such that a bore is introduced into the endoprosthesis and the bore then by a part, for. B. a plug, which preferably consists of the same material as the endoprosthesis is closed.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.The invention is not limited to the described embodiments.

In einer anderen Ausführungsform weist der Grundkörper 12 nur wenigstens einen Hohlraum 14 ohne Verbindung zur Außenfläche 12b des Grundkörpers 12 auf.In another embodiment, the base body 12 only at least one cavity 14 without connection to the outer surface 12b of the basic body 12 on.

In einer weiteren Ausführungsform weist der Grundkörper 12 nur wenigstens einen Kanal 16, 18, 20 ohne Ausbildung eines Hohlraums 14 auf.In a further embodiment, the base body 12 only at least one channel 16 . 18 . 20 without formation of a cavity 14 on.

Die Form, die Anzahl und der Verlauf der Kanäle 16, 18, 20, wie beschrieben bzw. dargestellt, sind nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern können von diesen abweichen.The shape, the number and the course of the channels 16 . 18 . 20 as described or illustrated, are not limited to the embodiment described, but may differ from these.

In einer weiteren Ausführungsform verlaufen Kanäle sternförmig vom Hohlraum 14 oder von einem anderen Kanal zur Außenfläche 12b des Grundkörpers 12.In a further embodiment, channels extend in a star shape from the cavity 14 or from another channel to the outside surface 12b of the basic body 12 ,

In einer anderen Ausführungsform ist der Grundkörper 12 aus einem nicht-biokompatiblen Werkstoff hergestellt, wobei die Außenfläche des Grundkörpers 12 mit einer biokompatiblen Schicht, beispielsweise aus Proteinen, überzogen ist. Ferner sind in dieser Ausführungsform Wände der Kanäle und den Hohlraum begrenzende Flächenbereiche mit der biokompatiblen Schicht überzogen.In another embodiment, the main body 12 made of a non-biocompatible material, wherein the outer surface of the body 12 coated with a biocompatible layer, for example of proteins. Further, in this embodiment, walls of the channels and cavity bounding areas are coated with the biocompatible layer.

In einer weiteren Ausführungsform weisen die Wand des wenigstens einen Kanals 16, 18, 20 und/oder die Wand des wenigstens einen Hohlraums 14 eine andere Oberflächengüte, insbesondere ein geringere Oberflächenrauheit als die Außenfläche 12b des Grundkörpers 12 auf.In a further embodiment, the wall of the at least one channel 16 . 18 . 20 and / or the wall of the at least one cavity 14 a different surface quality, in particular a lower surface roughness than the outer surface 12b of the basic body 12 on.

Claims (20)

Endoprothese mit einem Grundkörper (12), der aus einem biokompatiblen Werkstoff besteht, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Grundkörpers (12) wenigstens ein Kanal (16, 18, 20) und/oder wenigstens ein Hohlraum (14) angeordnet ist.Endoprosthesis with a basic body ( 12 ), which consists of a biocompatible material, characterized in that within the body ( 12 ) at least one channel ( 16 . 18 . 20 ) and / or at least one cavity ( 14 ) is arranged. Endoprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (12) einen ersten Kanal aufweist, der sich von der Außenfläche (12b) des Grundkörpers (12) zur Außenfläche (12b) des Grundkörpers (12) an einer anderen Stelle erstreckt und/oder einen zweiten Kanal (16, 18, 20) aufweist, der sich von dem Hohlraum (14) zur Außenfläche (12b) des Grundkörpers (12) erstreckt und/oder einen dritten Kanal (20) aufweist, der sich von dem ersten Kanal oder vom zweiten Kanal (16, 18) zur Außenfläche (12b) des Grundkörpers (12) erstreckt.Endoprosthesis according to claim 1, characterized in that the basic body ( 12 ) has a first channel extending from the outer surface ( 12b ) of the basic body ( 12 ) to the outer surface ( 12b ) of the basic body ( 12 ) extends at a different location and / or a second channel ( 16 . 18 . 20 ) extending from the cavity ( 14 ) to the outer surface ( 12b ) of the basic body ( 12 ) and / or a third channel ( 20 ) extending from the first channel or from the second channel ( 16 . 18 ) to the outer surface ( 12b ) of the basic body ( 12 ). Endoprothese nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (12) mindestens zwei Kanäle aufweist, die einen unterschiedlich großen und/oder unterschiedlich geformten Querschnitt aufweisen.Endoprosthesis according to claim 1 or 2, characterized in that the basic body ( 12 ) has at least two channels, which have a different sized and / or differently shaped cross-section. Endoprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kanal (16, 18, 20) an einem Endabschnitt zur Außenfläche (12b) hin sich erweiternd ausgebildet ist.Endoprosthesis according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one channel ( 16 . 18 . 20 ) at one end portion to the outer surface ( 12b ) is formed towards widening. Endoprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kanal (16, 18, 20) in einem der Außenfläche (12b) nahegelegenen Bereich eine andere Oberflächengüte und/oder eine andere Volumenstruktur aufweist als der Rest des Kanals (16, 18, 20).Endoprosthesis according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at least one channel ( 16 . 18 . 20 ) in one of the outer surfaces ( 12b ) has a different surface finish and / or volume structure than the rest of the channel ( 16 . 18 . 20 ). Endoprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem mindestens einen Kanal (16, 18, 20) und/oder dem mindestens einen Hohlraum (14) ein Behältnis (22) mit einem Behältnisinhalt und/oder ein Sensor angeordnet ist bzw. sind.Endoprosthesis according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the at least one channel ( 16 . 18 . 20 ) and / or the at least one cavity ( 14 ) a container ( 22 ) is arranged with a container contents and / or a sensor or are. Endoprothese nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis (22) ein Medikamentenreservoir und der Sensor ein Sensor zur Ermittlung der Verankerungsfestigkeit der Endoprothese oder ein Sensor zur Ermittlung des Aushärtungszustands des Knochenzements ist.Endoprosthesis according to claim 6, characterized in that the container ( 22 ) is a drug reservoir and the sensor is a sensor for determining the anchoring strength of the endoprosthesis or a sensor for determining the hardening state of the bone cement. Endoprothese nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das im Medikamentenreservoir enthaltene Medikament ein Mittel zur Infektionsprävention, zur Schmerzlinderung, zur Förderung der Wundheilung und/oder zur Bildung neuer Knochensubstanz ist.Endoprosthesis according to claim 7, characterized in that the medicament reservoir contained in the drug is a means for infection prevention, for pain relief, for promoting wound healing and / or for the formation of new bone substance. Endoprothese nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Medikamentenreservoir ein Medikament enthält, das einem Blutdruckabfall und/oder einem Sauerstoff-Sättigungsabfall entgegenwirkt.Endoprosthesis according to claim 7 or 8, characterized in that the medicament reservoir contains a medicament which counteracts a drop in blood pressure and / or an oxygen saturation drop. Endoprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Endoprothese (10) aus Titan, einer Titanlegierung, einer Kobalt-Chrom-Legierung, aus Keramik oder einem Kunststoff besteht. Endoprosthesis according to one of claims 1 to 9, characterized in that the endoprosthesis ( 10 ) consists of titanium, a titanium alloy, a cobalt-chromium alloy, ceramic or a plastic. Endoprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Endoprothese (10) durch ein generatives Fertigungsverfahren, oder auch Rapid Prototyping genannt, hergestellt ist.Endoprosthesis according to one of claims 1 to 10, characterized in that the endoprosthesis ( 10 ) is produced by a generative manufacturing process, or also called rapid prototyping. Endoprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Endoprothese (10) durch ein Gießverfahren hergestellt ist.Endoprosthesis according to one of claims 1 to 10, characterized in that the endoprosthesis ( 10 ) is produced by a casting process. Endoprothese nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gießverfahren ein Wachsausschmelzverfahren ist.Endoprosthesis according to claim 12, characterized in that the casting process is a lost wax process. Verfahren zur Herstellung einer Endoprothese, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: schichtweises Aufbauen der Endoprothese (10) aus einem pulverförmigen biokompatiblen Werkstoff, wobei jede Pulverschicht vor dem Aufbringen der nächsten Pulverschicht durch Erhitzen zum Schmelzen oder Sintern gebracht wird zur Fixierung mit der darunter befindlichen Schicht zur Bildung der Endoprothese (10) mit wenigstens einem Kanal (16, 18, 20) und/oder wenigstens einem Hohlraum (14).Method for producing an endoprosthesis, characterized by the following method steps: layer-by-layer construction of the endoprosthesis (US Pat. 10 ) made of a powdery biocompatible material, wherein each powder layer is brought to the melting or sintering by heating before the application of the next powder layer for fixing with the underlying layer for forming the endoprosthesis ( 10 ) with at least one channel ( 16 . 18 . 20 ) and / or at least one cavity ( 14 ). Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch Bereitstellen von CAD-Daten der Endoprothese (10), und schichtweises Aufbauen der Endoprothese (10) unter Nutzung der CAD-Daten.Method according to claim 14, characterized by providing CAD data of the endoprosthesis ( 10 ), and layered construction of the endoprosthesis ( 10 ) using the CAD data. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Erhitzen der Pulverschicht mittels eines Laserstrahls oder Elektronenstrahls vorgenommen wird.A method according to claim 14 or 15, characterized in that the heating of the powder layer is carried out by means of a laser beam or electron beam. Verfahren zur Herstellung einer Endoprothese, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: Herstellen einer Endoprothese durch ein herkömmliches Fertigungsverfahren, und Einbringen wenigstens eines Kanals (16, 18, 20) und/oder wenigstens eines Hohlraums (14) in die Endoprothese durch ein materialabtragendes Fertigungsverfahren.Method for producing an endoprosthesis, characterized by the following method steps: production of an endoprosthesis by a conventional production method, and introduction of at least one channel ( 16 . 18 . 20 ) and / or at least one cavity ( 14 ) in the endoprosthesis by a material-removing manufacturing process. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass als materialabtragendes Fertigungsverfahren Bohren oder Funkenerosion eingesetzt wird.A method according to claim 17, characterized in that drilling or spark erosion is used as the material-removing manufacturing process. Verwendung einer Endoprothese mit wenigstens einem Kanal (16, 18, 20) und/oder wenigstens einem Hohlraum (14) zur Endoskopie.Use of an endoprosthesis with at least one channel ( 16 . 18 . 20 ) and / or at least one cavity ( 14 ) for endoscopy. Verwendung einer Endoprothese mit wenigstens einem Kanal (16, 18, 20) und/oder wenigstens einem Hohlraum (14) zum Transport von Knochenzement oder eines Medikaments, zur Drainage von Wundwasser und Blut an einer Implantationsstelle und/oder zur Zuführung eines Mediums, das zur Auflösung von Knochenzement oder der Rückbildung von Knochenmaterial an der Implantationsstelle in Vorbereitung einer Revisionsoperation dient.Use of an endoprosthesis with at least one channel ( 16 . 18 . 20 ) and / or at least one cavity ( 14 ) for transporting bone cement or a medicament, draining wound water and blood at an implantation site, and / or delivering a medium for dissolving bone cement or resorbing bone material at the site of implantation in preparation for a revision operation.
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