DE102010055431B4

DE102010055431B4 - Distraktionsvorrichtung zur Knochenregeneration im Kieferbereich

Info

Publication number: DE102010055431B4
Application number: DE102010055431.6A
Authority: DE
Inventors: Dr. Horvath Domonkos
Original assignee: Celgen AG
Current assignee: Celgen AG
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2010-12-10
Publication date: 2014-09-11
Anticipated expiration: 2030-12-11
Also published as: WO2012076160A1; JP2014503260A; EP2648646A1; US20130261672A1; DE202010018144U1; DE102010055431A1; JP5788524B2

Abstract

Distraktionsvorrichtung (200) zur Knochenregeneration im Kieferbereich, umfassend eine Distraktionsmembran (100) und ein die Distraktionsmembran (100) betätigendes Aktorelement, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktorelement als Zahnstange (130) ausgeführt ist, wobei die Distraktionsvorrichtung (200) ein Getriebe (120) zum Bewegen der Zahnstange (130) umfasst, und wobei das Getriebe (120) ortsfest im Bereich des zu regenerierenden Knochens im Mundraum anordenbar ist, und wobei das Getriebe (120) ein Gehäuse (121) mit einem Durchgang (123) und einen Gewindekörper (122) umfasst, wobei die Zahnstange (130) in Längserstreckung durch den Durchgang (123) spielfrei durch das Gehäuse (121) eingeschoben ist, und wobei der Gewindekörper (122) derart in dem Gehäuse (121) drehbar gelagert ist, dass der Gewindekörper (122) und die Zahnstange (130) in Wirkeingriff stehen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Distraktionsvorrichtung zur Knochenregeneration im Kieferbereich. Offenbart sind auch die Verwendung der Distraktionsvorrichtung zur Kallusdistraktion und Verfahren zur Kallusdistraktion.
Knochenverluste werden heutzutage in der Regel mit Knochenersatzmaterialien oder mit auto- oder allogenem Knochen ausgefüllt.
Aus biologischer Sicht ist das beste Ersatzmaterial für einen Knochen ein autologes Spongiosatransplantat. Solche Transplantate sind jedoch nur limitiert verfügbar und zeigen eine hohe Resorptionsrate nach der Transplantation.
Die im Stand der Technik eingesetzten Materialien und Techniken liefern häufig eine ungenügende Knochenqualität, sodass beispielsweise Implantate in ihren Implantatlagern nicht fest verankert sind. Darüber hinaus ist der Knochenersatz häufig nicht genügend vaskularisiert, wodurch die Infektionsgefahr erhöht ist. Auch werden bei Verfahren aus dem Stand der Technik häufig Wachstumsfaktoren verwendet, die die Kosten für die Verfahren stark erhöhen.
Anstelle der Verwendung eines Knochenersatzes kann fehlende Knochensubstanz teilweise auch durch Knochenregeneration aufgefüllt werden. Segmentale Unterbrechungen der knöchernern Kontinuität an langen Röhrenknochen können so mittels Distraktionsosteogenese behandelt werden.
Die Kallusdistraktion ist bereits seit über hundert Jahren bekannt. Der wichtigste biologische Reiz für die Knochenbildung ist die mechanische Beanspruchung. Dadurch werden piezoelektrische Kräfte freigesetzt, die Osteoblasten und Osteoklasten aktivieren. Die Distraktionsosteogenese induziert die Knochenneubildung, indem durch langsame Trennung von Knochensegmenten biologische Wachstumsreize ausgelöst werden. Durch diese Methode wird die direkte Bildung von Geflechtsknochen durch Distraktion erreicht. Die definierte Zugspannung bei der Knochengeneration ist wesentlich. Legt man an Knochenfragmente eine solche definierte Zugspannung an, so zeigt das mesenchymale Gewebe im Spalt und an den angrenzenden Fragmentenden ein osteogenetisches Potential. Bei Vorliegen ausreichender vaskulärer Potenz kommt es unter progressiver Distraktion zur Metaplasie des organisierten Hämatoms, auch Blutkoagulat genannt, in einer Zone von longitudinal arrangiertem, fibrösem Gewebe, das sich unter optimalen externen und internen Bedingungen direkt in Geflechtsknochen umwandeln kann. Erschwerend ist jedoch, dass das Knochengewebe bei seiner Regeneration einer hoch-komplexen Steuerung unterliegt.
Eine Distraktionsvorrichtung ist beispielsweise aus der US 2006/0122606 A1 bekannt.
Die WO 01/91663 A1 und die US 5 980 252 A beschreiben Vorrichtungen und Verfahren zur Kallusdistraktion mittels künstlicher Grenzflächen, beispielsweise Membranen. Bei den dort verwendeten Membranen handelt es sich um ebene Platten oder Plättchen, die meist aus einem Metall, beispielsweise Titan bestehen. Die Membranen werden durch verschiedene Vorrichtungen und Aktorelemente wie Schrauben oder Seilzüge bewegt. Diese Aktorelemente sind teilweise sehr komplex oder die Anhebung der Membran kann nur unzureichend justiert werden. Darüber hinaus muss zum Bewegen der Membran durch das Aktorelement dieses oftmals im Knochen verankert sein. Im Stand der Technik liegen die planen, also ebenen Membranen auf einem Knochendefekt und werden senkrecht zu dem Knochendefekt von diesem wegbewegt.
Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende technische Problem ist die Bereitstellung von Mitteln und Verfahren zur Knochendisktraktion, die es ermöglichen, Knochenregenerationsverfahren, insbesondere im Kieferbereich, durchzuführen, die die Nachteile aus dem Stand der Technik überwinden.
Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende technische Problem ist auch die Bereitstellung von Distraktionsvorrichtungen, die es ermöglichen, einen einfachen und sicheren Aufbau zu haben.
Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende technische Problem ist auch die Bereitstellung von Distraktionsvorrichtungen, die eine genaue Justierung der Bewegung einer Distraktionsmembran ermöglichen.
Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende technische Problem ist auch die Bereitstellung von Distraktionsvorrichtungen, die eine Verwendung in unterschiedlichen Knochendefekten, insbesondere im Kieferbereich, trotz konfektionierter Bauteile ermöglichen.
Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende technische Problem ist auch die Bereitstellung von Distraktionsvorrichtungen, Verwendungen derselben und Verfahren, die es ermöglichen, nicht plane oder zur Distraktionsrichtung schräg liegende Knochenabschnitte, beispielsweise eine Kieferkamm, zu regenerieren.
Die vorliegende Erfindung löst das ihr zugrunde liegende technische Problem insbesondere durch die Bereitstellung von Disktraktionsvorrichtungen gemäß den Patentansprüchen.
Die vorliegende Erfindung löst das ihr zugrunde liegende technische Problem insbesondere durch die Bereitstellung einer Distraktionsvorrichtung zur Knochenregeneration im Kieferbereich gemäß Patentanspruch 1, umfassend eine Distraktionsmembran und ein die Distraktionsmembran betätigendes Aktorelement, wobei das Aktorelement als Zahnstange ausgeführt ist.
Die vorliegende Lehre offenbart insbesondere Membranen, Distraktionsvorrichtungen und Verfahren zur Knochenregeneration, wobei vorzugsweise Knochen im Kieferbereich und/oder im Parodontalbereich regeneriert werden sollen.
Insbesondere versteht die vorliegende Erfindung unter dem Begriff der Knochenregeneration auch die Regeneration von Knochendefekten zum Beispiel nach Zystektomie, Tumorchirurgie oder Unfallchirurgie etc., unabhängig von der Topografie, und/oder insbesondere auch die Regeneration kleinerer Knochendefekte, die zum Beispiel durch Parodontitis entstehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Zahnstange gekrümmt, insbesondere mäßig oder stark gekrümmt. Beispielsweise kann die Zahnstange einen Radius von 10 mm bis 70 mm haben, insbesondere zum Beispiel 15 mm oder 60 mm. In einer alternativen Ausführungsform ist die Zahnstange nicht gekrümmt.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat die Zahnstange einen Querschnitt, der nicht kreisrund ist. In einer bevorzugten Ausführungsform hat die Zahnstange einen Querschnitt, der nicht rotationssymmetrisch ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat die Zahnstange einen mehreckigen, insbesondere viereckigen, oder ovalen Querschnitt. Bei einem mehreckigen Querschnitt können die Ecken auch abgerundet oder abgeflacht sein.
Ein nicht kreisrunder oder rotationssymmetrischer Querschnitt der Zahnstange hat den Vorteil, dass die Zahnstange in einfacher Weise so befestigt oder von einer Vorrichtung gehalten werden kann, insbesondere in einem Gehäuse eines Getriebes sitzen kann, dass sie sich nicht um die eigene Achse drehen kann und somit ein seitliches Verschieben oder Verdrehen der Membran verhindert werden kann, obwohl die Membran nur durch eine Zahnstange geführt wird. Damit kann mit nur einem Aktorelement verhindert werden, dass die Membran sich nicht um die eigene Achse drehen kann und somit ein seitliches Verschieben oder Verdrehen der Membran verhindert wird, und dafür nicht mehr Aktorelemente verwendet werden müssen. Somit durchsticht in vorteilhafter Weise nur ein Aktorelement die Schleimhaut.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Distraktionsmembran mit einem Ende der Zahnstange befestigt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Distraktionsmembran an der Gegenfläche mit einem Ende der Zahnstange befestigt. Die Zahnstange kann in der Mitte oder in etwa der Mitte der Gegenfläche der Membran befestigt sein. Die Zahnstange kann aber auch an jeder anderen Stelle der Gegenfläche der Membran befestigt sein. Somit kann die Membran und die Distraktionsvorrichtung bei Verwendung gut an einem Knochendefekt positioniert werden.
Die Membran kann fest mit der Zahnstange befestigt sein oder so befestigt sein, dass sie sich um die Längsachse der Zahnstange drehen lässt. Die Membran kann beispielsweise über ein drehbares Element mit der Zahnstange verbunden sein, so dass sich die Membran um die Längsachse der Zahnstange drehen lässt. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Membran in bestimmten Drehwinkel-Positionen in das drehbare Element einrastet.
Eine um die Längsachse der Zahnstange drehbare Membran hat den Vorteil, dass eine Positionsbewegung der Membran durch zwei Drehachsen gleichzeitig oder insbesondere nacheinander möglich ist.
Die Membran kann mit der Zahnstange in jedem gewünschten Winkel verbunden sein. Der Winkel zwischen der Oberfläche der Membran und der Längsachse der Zahnstange kann also frei gewählt werden, zum Beispiel 50 bis 130 Grad, insbesondere ca. 90 Grad, ganz besonders 90 Grad.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Distraktionsmembran zumindest in eine Richtung gewölbt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Distraktionsmembran eine Membran, wobei die Membran eine Kontaktfläche und eine Gegenfläche aufweist und wobei mindestens ein Teilbereich der Kontaktfläche und der Gegenfläche gewölbt ist. Die Membran ist also über mindestens einen Teilbereich der Länge oder der Breite der Membran gewölbt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Distraktionsmembran eine Membran, wobei die Membran eine Kontaktfläche, eine Gegenfläche und mindestens eine Seitenfläche aufweist und wobei die Kanten zwischen der Kontaktfläche und der mindestens einen Seitenfläche und/oder der Gegenfläche und der mindestens einen Seitenfläche abgerundet sind.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist eine Membran, auch Distraktionsmembran genannt, die zur Kallusdistraktion, insbesondere im Kieferbereich, geeignet ist, wobei die Membran gewölbt ist und wobei die Membran eine Kontaktfläche, eine Gegenfläche und mindestens eine Seitenfläche aufweist und wobei die Kanten zwischen der Kontaktfläche und der mindestens einen Seitenfläche und/oder der Gegenfläche und der mindestens einen Seitenfläche abgerundet sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Distraktionsmembran eine Membran, wobei die Membran eine Kontaktfläche, eine Gegenfläche und mindestens eine Seitenfläche aufweist und wobei die mindesten eine Seitenfläche umgebogen ist, insbesondere zur Kontaktfläche hin umgebogen ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist eine Membran, die zur Kallusdistraktion, insbesondere im Kieferbereich, geeignet ist, wobei die Membran gewölbt ist und wobei die Membran eine Kontaktfläche, eine Gegenfläche und mindestens eine Seitenfläche aufweist und wobei die mindestens eine Seitenfläche umgebogen ist, insbesondere zur Kontaktfläche hin umgebogen ist.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter einer Membran eine medizinische Membran verstanden, die zur Distraktion eines Knochens, bevorzugt eines Kieferknochens, insbesondere im Zahnbereich, geeignet ist. Eine solche Membran wird auch Distraktionsmembran genannt.
Die vorliegende Lehre erfasst insbesondere Membranen, Distraktionsvorrichtungen und Verfahren zur Knochenregeneration, wobei vorzugsweise Knochen im Kieferbereich und/oder im Parodontalbereich regeneriert werden sollen.
Insbesondere versteht die vorliegende Erfindung unter dem Begriff der Knochenregeneration auch die Regeneration von Knochendefekten zum Beispiel nach Zystektomie, Tumorchirurgie oder Unfallchirurgie etc., unabhängig von der Topografie, und/oder insbesondere auch die Regeneration kleinerer Knochendefekte, die zum Beispiel durch Parodontitis entstehen.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter einer Membran ein im ungewölbten Zustand plattenförmiger, also planer oder ebener Körper verstanden. Die Membran hat eine Kontaktfläche, die zur Anlagerung bzw. Anhaftung von Osteoblasten im Bereich eines Knochendefekts dient, und eine der Kontaktfläche gegenüber liegende Gegenfläche. Diese beiden Flächen können jegliche Form haben, beispielsweise rund, oval, viereckig oder mehreckig sein. Bevorzugt sind die Kontaktfläche und die Gegenfläche der Membran im ungewölbten Zustand rechteckig. Im ungewölbten Zustand ergibt sich die Größe dieser beiden Flächen einer rechteckigen Membran aus der Länge und der Breite der Membran. Die Membran hat weiterhin mindestens eine Seitenfläche, insbesondere vier Seitenflächen, wenn es sich um eine rechteckige Membran handelt. Im ungewölbten Zustand ergibt sich die Größe von zwei der Seitenflächen aus der Höhe und der Länge einer rechteckigen Membran, die Größe der zwei anderen Seitenflächen aus der Höhe und der Breite der Membran. Die Membran ist erfindungsgemäß möglichst dünn, das heißt die Größe der Seitenflächen ist um Vielfaches kleiner als die Größe der Kontaktfläche und bei einer viereckigen Membran ist die Höhe der Membran um ein Vielfaches kleiner als die Länge und die Breite der Membran.
Bevorzugt ist eine Distraktionsmembran geeignet zur Knochendistraktion im Kieferbereich, wobei die Membran eine Kontaktfläche und eine Gegenfläche aufweist und wobei mindestens ein Teilbereich der Kontaktfläche und der Gegenfläche gewölbt ist, und wobei die Membran abgerundete Kanten aufweist.
Bevorzugt ist eine Membran, die eine Kontaktfläche, eine Gegenfläche und mindestens eine Seitenfläche aufweist, wobei mindestens ein Teilbereich der Kontaktfläche und der Gegenfläche gewölbt ist und wobei die Kanten zwischen der Kontaktfläche und der mindestens einen Seitenfläche und/oder der Gegenfläche und der mindestens einen Seitenfläche abgerundet sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die gesamte Kontaktfläche und die gesamte Gegenfläche gewölbt.
Unter einer Wölbung wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung eine Krümmung von Flächen, hier der Kontaktfläche und der Gegenfläche verstanden. Erfindungsgemäß bevorzugt ist die Membran einfach gewölbt, bei einer rechteckigen Membran sind dann also zwei sich gegenüberliegende Seitenflächen gekrümmt und die anderen beiden Seitenflächen nicht gekrümmt.
In einer Ausführungsform ist die Membran als Schale ausgestaltet, also eine Membran, die einfach oder doppelt gekrümmt oder gewölbt ist.
In einer Ausführungsform ist die Membran derart gewölbt, dass sie die Form eines Teilstücks einer Kugelschale, beispielsweise eine Halbkugelschale hat. In einer weiteren Ausführungsform ist die Membran derart gewölbt, dass sie die Form einer Zylinderschale hat.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Wölbung einen Radius auf, der dem Radius eines zu behandelnden Knochens, beispielsweise eines Röhrenknochens oder eines Schädelknochens entspricht.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Wölbung einen Radius auf, der dem Radius eines zu behandelnden Kieferknochenkamms entspricht.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Wölbung einen Radius von mindestens 5 mm auf. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Wölbung einen Radius von höchstens 15 mm auf. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Wölbung einen Radius von mindestens 5 mm und höchstens 15 mm auf.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die durch jeweils zwei Seitenflächen gebildeten Kanten abgerundet sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Membran abgerundete Kanten auf.
Bevorzugt ist eine Membran, die eine rechteckige Kontaktfläche, eine Gegenfläche und vier rechteckige Seitenflächen aufweist, wobei die Kontaktfläche und die Gegenfläche gewölbt sind und wobei alle Kanten der Membran abgerundet sind.
In einer ebenfalls bevorzugten alternativen Ausführungsform ist die Membran so geformt und dimensioniert, dass sie mindestens einen Teil der dem Gebiss zugewandten Oberfläche eines Kieferknochens abdeckt. Es kann also eine plane oder gewölbte Membran vorgesehen sein, die im planen, also ebenen Zustand in etwa hufeisenförmig gebogen ist, und die eine Länge hat, so dass die Membran mindestens einen Teilbereich eines Kieferkamms abdecken kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Membran einen Großteil, beispielsweise bis zu 80% eines Kieferkamms oder einen gesamten Kieferkamm abdecken kann. Ein Fachmann, beispielsweise ein Zahntechniker kann ohne weiteres die Größe und Form einer Membran ermitteln, die zum Abdecken eines gewünschten Kieferkammbereichs notwendig ist. Mit so geformten Membranen können in vorteilhafter Weise breitere Knochendefekte, beispielsweise Knochendefekte, die sich über mehrere fehlende Zähne hinweg erstrecken, und sogar der ganze Kieferkamm behandelt werden.
Die Membranen können in Form und Größe konfektioniert sein oder individuell an den zu behandelnden Knochendefekt angepasst sein.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Membran mindestens eine weitere Wölbung, insbesondere mehrere weitere Wölbungen mit einem kleineren Radius auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Membran umgebogene Kanten auf. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Membran mindestens zwei umgebogene Seitenflächen auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Membran mindestens eine Perforation auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Membran Titan. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Membran aus Titan. In einer weiteren Ausführungsform kann die Membran auch aus einem bioabbaubaren Material bestehen oder dieses enthalten.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Membran sandgestrahlt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kontaktfläche der Membran sandgestrahlt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kontaktfläche der Membran beschichtet.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Kanten der Membran mit einem Vliesstoff oder einer Folie abgedeckt.
Die erfindungsgemäße Membran kann zum mehrmaligen oder einmaligen Gebrauch bestimmt sein. Bevorzugt ist die Membran zur einmaligen Verwendung bestimmt, da dies bei medizinischen Membranen allgemein üblich ist und die Haftfähigkeit der Oberfläche der Membran durch den Kontakt mit Körperflüssigkeit abnimmt. Die erfindungsgemäße Membran kann insbesondere dann zu einem einmaligen Gebrauch bestimmt sein, wenn sie individuell für einen bestimmten Knochendefekt hergestellt wurde und/oder wenn sie bioabbaubare Bestandteile aufweist, die sich bei der Verwendung der Membran zersetzen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Membran mindestens ein Befestigungselement auf. Das mindestens eine Befestigungselement dient der Befestigung der Membran an mindestens ein Aktorelement, insbesondere eine Zahnstange. Ein Befestigungselement kann beispielsweise eine Perforation, eine Öse oder ein Ansatzpunkt sein. In einer alternativen Ausführungsform dient das Befestigungselement zum Befestigen der Zahnstange. Dabei kann das Befestigungselement beispielsweise eine Perforation oder ein Befestigungspunkt sein, beispielsweise ein Schweiß- oder Lötpunkt sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform basiert die Distraktionsvorrichtung auf dem System eines Schneckengetriebes, einer Zahnstange und einer Membran, wobei die rotatorische Bewegung eines Gewindekörpers, insbesondere einer Schraube, in eine translatorische Bewegung der Zahnstange und der an der Zahnstange befestigten Membran übersetzt wird. Bevorzugt hat der Gewindekörper, insbesondere die Schraube, ein Gewinde mit einer Steigung p = 0,1 bis 0,5 mm, insbesondere ca. 0,3 mm, insbesondere 0,3 mm und die Zahnstange ist entsprechend verzahnt. Durch eine Steigung von 0,3 mm des Gewindekörpers ergibt sich zum Beispiel pro vollständige Umdrehung des Gewindekörpers ein Hub von 0,3 mm.
In einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Zahnstange, die Membran und/oder das Gehäuse aus Titan oder einer Titanlegierung, insbesondere dem Werkstoff TiAl4V. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Gewindekörper aus Titan oder einer Titanlegierung oder aus einem rostfreien Edelstahl.
Die vorliegende Erfindung offenbart auch eine erfindungsgemäße Distraktionsvorrichtung zur Verwendung zur Kallusdistraktion, insbesondere zum Aufbau eines Knochens, insbesondere Kieferknochens durch Distraktion.
Erfindungsgemäß umfasst die Distraktionsvorrichtung ein Getriebe, insbesondere ein selbsthemmendes Getriebe, zum Bewegen der Zahnstange. Erfindungsgemäß ist das Getriebe ortsfest im Bereich des zu regenerierenden Knochens im Mundraum anordenbar.
Erfindungsgemäß umfasst das Getriebe ein Gehäuse mit einem Durchgang und einen Gewindekörper, wobei die Zahnstange in Längserstreckung durch den Durchgang zumindest im Wesentlichen spielfrei durch das Gehäuse eingeschoben ist, und wobei der Gewindekörper derart in dem Gehäuse drehbar gelagert ist, dass der Gewindekörper und die Zahnstange in Wirkeingriff stehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Getriebe über eine Fixiervorrichtung ortsfest im Bereich des zu regenerierenden Knochens, insbesondere im Mundraum, anordenbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Getriebe an einer Fixiervorrichtung befestigt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Getriebe so an der Fixiervorrichtung befestigt, dass die Befestigung mehrere Freiheitsgrade hat, so dass eine individuelle Ausrichtung der Zahnstange gegenüber der Fixiervorrichtung und/oder einem Knochendefekt ermöglicht ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Fixiervorrichtung der Distraktionsvorrichtung zugeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Fixiervorrichtung eine Brücke, mindestens ein Bracket oder mindestens ein Implantat. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Getriebe an die Fixiervorrichtung einlaminiert. In einer alternativen Ausführungsform ist das Getriebe an die Fixiervorrichtung angeschraubt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Distraktionsvorrichtung zur Kallusdistraktion im Kieferbereich geeignet.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Distraktionsvorrichtung zur Knochenregeneration im Kieferbereich geeignet.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Distraktionsvorrichtung zur Parodontalregeneration im Kieferbereich geeignet.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Distraktionsvorrichtung zur Verwendung in einem medizinischen Verfahren, insbesondere in einem chirurgischen Verfahren vorgesehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Distraktionsvorrichtung zur Verwendung bei der Knochenregeneration durch Distraktion, insbesondere im Kieferbereich vorgesehen.
Die erfindungsgemäße Distraktionsvorrichtung kann zum mehrmaligen oder einmaligen Gebrauch bestimmt sein. Die erfindungsgemäße Distraktionsvorrichtung kann insbesondere dann zu einem einmaligen Gebrauch bestimmt sein, wenn die Distraktionsmembran individuell für einen bestimmten Knochendefekt hergestellt wurde und/oder wenn sie bioabbaubare Bestandteile aufweist, die sich bei der Verwendung der Membran zersetzen. Die erfindungsgemäße Distraktionsvorrichtung kann insbesondere auch dann zu einem einmaligen Gebrauch bestimmt sein, wenn sie eine Fixiervorrichtung umfasst, die individuell für die Fixierung bei einem bestimmten Knochendefekt hergestellt wurde. Es ist im allgemeinen üblich Knochenschrauben und medizinische Membran, insbesondere Distraktionsmembran, nur einmal zu verwenden, auch wenn sie aus einem nicht bioabbaubaren Material, beispielsweise Titan, bestehen, da diese zum einen oftmals individuell angepasst werden und zum anderen die Oberfläche durch den einmaligen Gebrauch verändert wird, so dass eine weitere Benutzung oftmals nicht unter idealen Bedingungen erfolgen könnte.
In einer alternativen Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Distraktionsvorrichtung eine Distraktionsvorrichtung mit einer Membran zur Parodontalregeneration. Unter Parodontalregeneration wird eine Regeneration des Parodonts, also nicht nur des Knochens sondern auch des parodontalen Ligaments, der Wurzelhaut, der Gingiva und der Papillen, beispielsweise durch „Guided Tissue Regeneration” (GTR) verstanden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Membran zur Parodontalregeneration so klein dimensioniert, dass sie auch in Zahnzwischenräumen verwendet werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Membran zur Parodontalregeneration sehr dünn. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Membran zur Parodontalregeneration so geformt, dass sie mindestens eine Auslappung oder ein Segment aufweist, die oder das in einen Zahnzwischenraum eingeschoben werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Membran zur Parodontalregeneration eine einteilige, zweiteilige oder mehrteilige Membran. In einer bevorzugten Ausführungsform hat die Membran zur Parodontalregeneration mindestens ein Befestigungselement zum Befestigen einer Knochenschraube, beispielsweise mindestens eine Perforation.
Die vorliegende Erfindung offenbart auch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem medizinischen Verfahren, insbesondere in einem chirurgischen Verfahren.
Die vorliegende Erfindung offenbart auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Distraktionsvorrichtung zur Kallusdistraktion, insbesondere im Kieferbereich.
Die vorliegende Erfindung offenbart auch ein Kit, enthaltend eine erfindungsgemäße Membran und eine erfindungsgemäße Zahnstange.
Die vorliegende Erfindung offenbart auch ein Kit, enthaltend mehrere erfindungsgemäße Membranen und mehrere erfindungsgemäße Zahnstangen.
Die vorliegende Erfindung offenbart auch ein Kit, enthaltend eine medizinische Membran zur Knochenregeneration, eine Zahnstange, ein Schloss und einen Gewindekörper, wobei die Zahnstange in das Schloss eingeschoben werden kann und der Gewindekörper in dem Schloss so gelagert werden kann, dass das Gewinde des Gewindekörpers in die Zähne der Zahnstange eingreift.
Bevorzugt enthält der Kit eine Gebrauchsanleitung. Bevorzugt enthält die Gebrauchsanweisung Angaben, wie der Kit für die Durchführung einer Kallusdistraktion verwendet werden kann.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist ein Kit zur Verwendung in medizinischen Verfahren, insbesondere chirurgischen Verfahren, bevorzugt bei der Knochendistraktion, insbesondere im Kieferbereich. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist die Verwendung eines Kits zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die vorliegende Erfindung offenbart auch Verfahren zur Kallusdistraktion, insbesondere zum Aufbau eines Kieferknochens durch Distraktion, wobei eine Membran einer erfindungsgemäßen Distraktionsvorrichtung auf ein zu regenerierendes Knochensegment appliziert wird und auf diese Membran über die Zahnstange der erfindungsgemäßen Distraktionsvorrichtung Zugspannung ausgeübt wird. Die Membran wird also mit einer bestimmten Geschwindigkeit mit der Zahnstange vom Knochendefekt entfernt. Bevorzugt beträgt die Geschwindigkeit etwa 0,1 mm bis 2 mm pro Tag, insbesondere 0,5 mm bis 2 mm pro Tag. Die Geschwindigkeit kann aber auch etwa 1 mm pro Tag betragen. Ohne an die Theorie gebunden zu sein ist bei solchen Distraktionsverfahren bei Beginn des Verfahrens insbesondere ein Abstand von ca. 1,5 mm zwischen Membran und Knochen vorteilhaft.
Das langsame Entfernen der Membran vom Knochendefekt kann kontinuierlich oder diskontinuierlich, beispielsweise täglich oder halbtäglich, erfolgen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
1a eine erfindungsgemäße Distraktionsvorrichtung mit einer geraden Zahnstange;
1b eine erfindungsgemäße Distraktionsvorrichtung mit einer gekrümmten Zahnstange;
2 eine Explosionszeichnung der Distraktionsvorrichtung aus 1b;
3a eine Membran aus dem Stand der Technik;
3b eine erfindungsgemäße Membran mit einer rechteckigen Kontaktfläche;
3c die Membran gemäß 1b in Seitenansicht;
3d eine erfindungsgemäße Membran mit einer kreisförmigen Kontaktfläche;
4a eine erfindungsgemäße Membran mit abgerundeten Kanten;
4b eine gewölbte Membran mit abgerundeten Kanten;
4c eine Membran mit umgebogenen Kantenbereichen;
4d eine gewölbte Membran mit umgebogenen Kantenbereichen und abgerundeten Kanten;
5 eine gewölbte Membran mit Perforationen;
6a eine Membran mit einer Öse als Befestigungselement;
6b eine Membran mit einem Loch als Befestigungselement;
7 eine hufeisenförmige Membran zur Behandlung großflächiger Kieferdefekte;
8a eine Membran mit weiteren Wölbungen für Interdentalpapillen;
8b eine alternative Ausführungsform der Membran mit weiteren Wölbungen für Interdentalpapillen;
9 eine Membran, deren Kontaktfläche beschichtet ist; und
10 eine weitere Darstellung einer Distraktionsvorrichtung umfassend eine Membran, eine Fixiervorrichtung und ein die Fixiervorrichtung mit der Membran verbindendes Aktorelement in Form einer Zahnstange.
1a zeigt eine Distraktionsvorrichtung 200 mit einer Membran 100. Die Membran 100 kann gewölbt oder plan sein. Bevorzugte Membranen wurden in der Beschreibung offenbart. Die Membran ist über ein als gerade, also nicht gekrümmte Zahnstange 130 ausgebildetes Aktorelement mit einem Getriebe 120 verbunden. Bevorzugt ist das Getriebe 120 ein selbsthemmendes Getriebe. Das Getriebe 120 umfasst ein Gehäuse 121 mit einem Durchgang 123 und einen Gewindekörper 122. Das Gehäuse 121 mit dem Durchgang 123 kann die Form eines Schlosses haben. Die Zahnstange 130 ist in Längserstreckung durch den Durchgang 123 zumindest im Wesentlichen spielfrei durch das Gehäuse 121 eingeschoben. Die Spielfreiheit kann zum Beispiel dadurch erzeugt werden, dass die Innenseiten des Durchgangs 123, die die Zahnstange 130 berühren, als Gleitlager ausgebildet sind. Der Gewindekörper 122 ist derart in dem Gehäuse 121 drehbar gelagert, dass der Gewindekörper 122 und die Zahnstange 130 in Wirkeingriff stehen. Einem Fachmann sind geeignete Formen für das Gewinde des Gewindekörpers 122 und der Zähne der Zahnstange 130 bekannt, die ein gutes Eingreifen des Gewindes in die Zähne erlauben.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Gewindekörper 122 eine Schraube sein. In einer alternativen Ausführungsform kann der Gewindekörper 122 eine Spindel sein.
Die Membran 100 ist bevorzugt an einem Ende 131 der Zahnstange 130 mit diesem Ende 131 der Zahnstange 130 stofflich und/oder kraftschlüssig verbunden. Die Membran 100 ist bevorzugt mit ihrer Gegenfläche 2, jedenfalls nicht mit ihrer Kontaktfläche 1, mit der Zahnstange 130 verbunden. Beispielsweise kann die Membran 100 an die Zahnstange 130 angeschweißt, insbesondere durch Laserschweißen angeschweißt sein, angelötet sein oder angeklebt sein. Membran 100 und Zahnstange 130 können auch einstückig ausgebildet sein. Die Membran 100 kann alternativ auch ein Loch aufweisen, durch das ein Teilstück der Zahnstange 130, das beispielsweise zapfenförmig ausgestaltet sein kann, eingeschoben wird und die Membran 100 dann an der Zahnstange 130 befestigt wird. Das Loch der Membran 100 kann auch ein Innengewinde aufweisen und der am Ende 131 liegende Endabschnitt der Zahnstange 130 ein passendes Außengewinde, so dass die Membran 100 auf die Zahnstange 130 aufgeschraubt wird.
Die Membran 100 ist in der Abbildung in einem Winkel von 90 Grad an der Zahnstange 130 befestigt. Sie kann aber auch in jedem anderen beliebigen Winkel befestigt werden. Dies erlaubt eine Justierung der Membran 100 im Mundraum, so dass die Membran 100 passgenau an dem Knochendefekt anliegen kann und in einer gewünschten Neigung während der Distraktion von dem Knochendefekt wegbewegt wird. Dadurch kann eine vertikale Paralleldistraktion dem Winkel entsprechend auch nach transversal erfolgen. In einer alternativen Ausführungsform ist die Membran 100 in einem Winkel von nicht 90 Grad an der Zahnstange 130 befestigt, beispielsweise in einem Winkel von 40 bis 89,5 Grad oder von 91 Grad bis 140 Grad.
Auch kann die Membranfläche um die Achse der Zahnstange um einen beliebigen Winkel gedreht sein. Damit kann eine beispielsweise rechteckige Membran so justiert werden, dass sie den zu behandelnden Knochendefekt möglichst in seiner gesamten Fläche abdeckt.
Wird der Gewindekörper 122 im Gehäuse 121 des Getriebes 120 gedreht, beispielsweise mit einem Schraubenzieher, einem Inbusschlüssel oder einem Schraubenschlüssel, bewegt sich die Zahnstange 130 in dem Getriebe, so dass über die Zahnstange 130 die Membran 100 von dem Getriebe 120 weggedrückt oder zu dem Getriebe 120 hingezogen wird.
Das Getriebe 120 kann über eine Fixiervorrichtung ortsfest im Bereich des zu regenerierenden Knochens, insbesondere im Mundraum, angeordnet werden. Dadurch kann die Zahnstange individuell ausgerichtet werden. Dies kann zum Beispiel durch eine sphärisch gewölbte Schraubenmutter geschehen. Alternativ kann das Getriebe auch mit mindestens einer Schraube, insbesondere einer Schraube in der Fixiervorrichtung befestigt werden. Dies kann bevorzugt so geschehen, dass die mechanische Befestigung mehrere Freiheitsgrade hat, damit die individuelle Ausrichtung der Zahnstange gewährleistet bleibt. Es sind aber auch andere Befestigungsmöglichkeiten des Getriebes 120 an der Fixiervorrichtung möglich, die ein Fachmann, beispielsweise ein Zahntechniker, kennt.
Bei der Fixiervorrichtung kann es sich um jegliche Vorrichtungen handeln, mit denen eine Fixierung der Distraktionsvorrichtung 200 über das Getriebe 120 an einem Zahn oder mehreren Zähnen oder an dem Kieferknochen möglich ist. Beispielsweise kann es sich bei der Fixiervorrichtung um eine Brücke handeln, insbesondere eine, die an den zwei den Knochendefekt begrenzenden Zähnen befestigt werden kann. Bei der Fixiervorrichtung kann es sich aber auch um ein Bracket, eine Knochenschraube oder ein provisorisches Implantat handeln.
1b zeigt eine Distraktionsvorrichtung 200 mit einer Membran 100. Die Membran ist über ein als gekrümmte Zahnstange 130 ausgebildetes Aktorelement mit einem Getriebe 120 verbunden. Die Distraktionsvorrichtung 200 unterscheidet sich von der Distraktionsvorrichtung aus 1a nur durch die gekrümmte Zahnstange 130. Somit gelten alle bevorzugten und alternativen Ausführungsformen aus 1a auch für 1b offenbart. Die Zahnstange 130 ist entlang ihrer Längsachse L gekrümmt.
Der Krümmungsradius R der Zahnstange 130 kann beliebig gewählt werden. Bevorzugt hat die Zahnstange eine Krümmung mit einem Radius R von mindestens 1 mm. Bevorzugt hat die Zahnstange eine Krümmung mit einem Radius R von höchstens 150 mm. Bevorzugt hat die Zahnstange eine Krümmung mit einem Radius R von mindestens 1 mm und höchstens 150 mm, insbesondere von mindestens 10 mm und höchstens 100 mm. Bevorzugte Radien R sind zum Beispiel etwa 15 mm und etwa 60 mm, insbesondere 15 mm und 60 mm. Die Zahnstange 130 kann beispielsweise so gekrümmt sein, dass die Zähne der Zahnstange 130, wie in zu sehen, bevorzugt auf der konvexen Oberfläche der gekrümmten Zahnstange 130 liegen. Alternativ kann aber auch vorgesehen sein, dass die Zähne der Zahnstange 130 auf der konkaven Oberfläche der gekrümmten Zahnstange 130 liegen. Die Zähne können aber auch an einer der Seitenflanken der gekrümmten Zahnstange 130 liegen.
Die gekrümmte Zahnstange erlaubt es im vergleich zu einer nicht gekrümmten Zahnstange oder zu Distraktionsvorrichtungen aus dem Stande der Technik in vorteilhafter Weise, nicht plane oder zur Distraktionsrichtung schräg liegende Knochenabschnitte, beispielsweise einen Kieferkamm, zu regenerieren. Auch kann eine vertikale Paralleldistraktion dem Winkel entsprechend auch nach transversal erfolgen, insbesondere auch dann, wenn die Membran in einem Winkel von 90 Grad an der Zahnstange befestigt ist. Eine gekrümmte Zahnstange kann in vorteilhafter Weise für eine Kieferkammbegradigung bei geneigtem Kieferkamm und, insbesondere bei einer Zahnstangenkrümmung mit einem Radius von 5 mm bis 25 mm, für transversale Kammverbreiterungen eingesetzt werden.
2 zeigt eine Explosionszeichnung der Distraktionsvorrichtung 200 aus 1b. Es sind die Membran 100, die gekrümmte Zahnstange 130 und das Getriebe 120 zu sehen. Das Getriebe 120 besteht aus dem Gehäuse 121 mit einem Durchgang 123, dem Gewindekörper 122 und einer fakultativ vorgesehenen Abdeckung 124, die nach Einbringen des Gewindekörpers 122 in das Gehäuse 121 ein Herausrutschen des Gewindekörpers 122 aus dem Gehäuse 121 verhindert und im zusammengebauten Getriebe 120 Bestandteil des Gehäuses 121 ist.
Ein am Ende 131 der Zahnstange 130 befindlicher Abschnitt der Zahnstange 130 ist zapfenförmig ausgestaltet, so dass die Membran 100 mittels eines Loches 105 auf die Zahnstange 130 aufgeschoben werden kann und dann dort befestigt werden kann.
3a zeigt eine Distraktionsmembran 101 aus dem Stand der Technik. Die Distraktionsmembran 101 hat eine hier nicht sichtbare Kontaktfläche 1 und eine Gegenfläche 2; von den vier Seitenflächen sind die Flächen 3a und 4a zu sehen, die aneinandergrenzen. Eine solche Membran kann wie in der WO 01/91663 A1 und der US 5 980 252 A beschrieben verwendet werden, wobei die Kontaktfläche 1 einem Knochen zugewandt ist und die Membran beispielsweise über eine Distraktionsvorrichtung mit einer bestimmten Geschwindigkeit, beispielsweise ca. 1 mm pro Tag vom Knochen entfernt wird, beispielsweise weggezogen wird.
3b zeigt eine erfindungsgemäße Membran, die gewölbt ist. Die Membran 100 hat eine Kontaktfläche 1 und eine Gegenfläche 2. Weiterhin hat die Membran vier Seitenflächen, von denen nur die zwei aneinandergrenzenden Seitenflächen 3a und 4a zu sehen sind. In einer bevorzugten Ausführungsform ist wie in 1b dargestellt die Membran einfach gewölbt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Kontaktfläche 1 konkav gekrümmt ist und die Gegenfläche 2 konvex gekrümmt ist. Bei einer einfachen Krümmung der gezeigten Membran 100 mit rechteckigen Flächen sind zwei gegenüberliegende Seitenflächen gekrümmt und die anderen beiden sich gegenüberliegenden Seitenflächen nicht gekrümmt.
Die gewölbte Geometrie der Membran führt in vorteilhafter Weise zu einer erhöhten Stabilität der Membran gegen Verbiegung. Dies ermöglicht Distraktionsmembranen mit einer sehr geringen Höhe, also Dicke, der Membran. Dies ist bei der Verwendung einer solchen Membran zur Kallusdistraktion im Kieferbereich vorteilhaft, da dabei die Membran unter die Schleimhaut gesetzt wird und Membranen mit einer großen Höhe dabei zu Spannungen der Schleimhautlappen führen, aus denen eine Ischämie verbunden mit Gewebenekrosen resultieren können. Auch kann dies zu einer Membranexposition führen, wodurch die keimbesiedelte Membran entfernt werden muss. Die gewölbte Geometrie einer erfindungsgemäßen Membran ermöglicht nun die Verwendung stabiler Membranen mit einer geringen Höhe, so dass Spannungen der Schleimhaut vermieden werden könnten.
Bevorzugt hat die Membran eine Höhe von höchstens 1 mm, insbesondere 0,5 mm.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat die Membran 100 eine Länge von mindestens 5 mm bis höchstens 120 mm und eine Breite von mindestens 5 mm und höchstens 120 mm. Die Membran kann beispielsweise eine Länge von etwas 20 mm und eine Breite von etwa 10 mm aufweisen. Längen- und Breitenangaben beziehen sich auf die Membran im ungewölbten Zustand. Die Membran kann insbesondere in etwa die Breite eines Kieferkamms haben und Länge eines Teilstücks des Kieferkamms oder des ganzen Kieferkamms.
Dem Fachmann sind verschiedenste geeignete Materialien für Distraktionsmembranen bekannt. Bevorzugt besteht die Membran aus einem biokompatiblen Material. Bevorzugt besteht die Membran aus einem Metall, insbesondere Titan. Membranen aus Metallen wie Titan haben den Vorteil, dass sie trotz geringer Höhe sehr stabil sind.
Alternativ kann die Membran aber auch aus einem biokompatiblen Kunststoff bestehen. Bevorzugt ist der Kunststoff ein bioresorbierbarer Kunststoff. Diese haben den Vorteil, dass sie nach der Distraktion nicht entfernt werden müssen.
3c zeigt die erfindungsgemäße gewölbte Membran 100 in Seitenansicht. Es ist die gekrümmte Seitenfläche 3a zu sehen, die mit der Kante 11 an die konkave Kontaktfläche 1 angrenzt und mit der gekrümmten Kante 12 an die konvexe Gegenfläche 2. Mit den Kanten 14a und 14b grenzt die Seitenfläche 3a an die Seitenflächen 4a und 4b.
Die Membran 100 ist über die gesamte Kontaktfläche 1 hin gleichmäßig gewölbt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass nur Teilbereiche der Kontaktfläche 1 gewölbt sind, beispielsweise nur das mittlere Drittel der Kante 11 gewölbt ist. Auch kann der Radius R der Wölbung in verschiedenen Bereichen der Kontaktfläche unterschiedlich sein. Erfindungsgemäß bevorzugt ist der Radius R der Wölbung der Kontaktfläche 1 der natürlichen Kieferform angepasst. Der Radius der Wölbung der Kontaktfläche beträgt bevorzugt mindestens 5 mm und höchstens 15 mm, besonders bevorzugt mindestens 5 mm und höchstens 12 mm, insbesondere mindestens 6 mm und höchstens 10 mm. Bevorzugt beträgt der Radius R der Wölbung der Kontaktfläche 1 mindestens 5 mm, besonders bevorzugt mindestens 6 mm. Bevorzugt beträgt der Radius R der Wölbung der Kontaktfläche 1 höchstens 15 mm, besonders bevorzugt 12 mm, insbesondere höchstens 10 mm. Bevorzugt beträgt der Radius R der Wölbung der Kontaktfläche 1 ca. 6 bis 7 mm.
Somit hat eine erfindungsgemäß gewölbte Membran nicht nur den Vorteil einer erhöhten Stabilität bei niedriger Höhe, sondern eine solche Membran ist in vorteilhafter Weise so ausgeformt, dass die Wölbung im Einklang mit den anatomischen und physiologischen Bedingungen des zu regenerierenden Knochens steht. Dadurch ist eine Regeneration des Knochens über die gesamte Kontaktoberfläche der Membran hinweg möglich, da diese bei der Distraktion an jeder Stelle in etwa den gleichen Abstand zum regenerierenden Knochen aufweist.
3d zeigt eine erfindungsgemäße gewölbte Membran 100, bei der die Kontaktfläche 1 und die Gegenfläche 2 nicht rechteckig, sondern kreisförmig sind. Somit hat eine solche Membran nur eine Seitenfläche 3.
4a zeigt eine erfindungsgemäße plane Membran 100 mit abgerundeten Kanten. Bevorzugt ist eine Membran, bei der alle Kanten abgerundet sind. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass nur die Kanten zwischen der Kontaktfläche 1 und der mindestens einen Seitenfläche 3a, 4a und/oder die Kanten zwischen der Gegenfläche 2 und der mindestens einen Seitenfläche 3a, 4a abgerundet sind. Da die Seitenflächen 3a, 4a durch die geringe Höhe der Membran sehr schmal sind, kann auch vorgesehen sein, dass die Kanten zwischen der Kontaktfläche 1 der Membran 100 und der mindestens einen Seitenfläche 3a, 4a der Membran 100 sowie zwischen der Gegenfläche 2 der Membran 100 und der mindestens einen Seitenfläche 3a, 4a der Membran 100 so abgerundet sind, dass die beiden Abrundungen ineinander übergehen. Es kann also vorgesehen sein, dass die mindestens eine Seitenfläche 3a, 4a rund ist. Dies ist in 2b gezeigt. Bevorzugt sind auch die Kanten 14a, 14b zwischen den einzelnen Seitenflächen 3a, 4a abgerundet. Bevorzugt sind nicht nur die Kanten, sondern auch die Ecken der Membran abgerundet.
Die Abrundung der Kanten einer Membran führt in vorteilhafter Weise dazu, dass die Kanten beim Bewegen der Membran während der Distraktion das umliegende Gewebe nicht verletzten können, beispielsweise durch Zerschneiden oder Zerdrücken des Gewebes oder feiner Gefäße und Kapillaren. Durch die abgerundeten Kanten und/oder Ecken kann eine erfindungsgemäße Membran in vorteilhafter Weise an dem anliegenden Gewebe vorbeigleiten ohne es zu beschädigen. Die abgerundeten Kanten erleichtern in vorteilhafter Weise die Adaption der Schleimhaut über der Membran.
4b zeigt eine gewölbte Membran 100 mit abgerundeten Kanten 4a, 4b.
Die Kombination aus erfindungsgemäßer Wölbung und erfindungsgemäßer Abrundung der Kanten führt in vorteilhafter Weise zu einer Membran, die bei der Distraktion das anliegende Gewebe besonders gut schont, da sie an den Membranrändern die feinen Gefäße und Kapillaren des anliegenden Gewebes nicht komprimiert, die für die Gewebeernährung der die Membran bedeckenden Schleimhaut sehr wichtig sind. Dadurch wird einer frühzeitigen Membranexposition vorgebeugt.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Kanten zusätzlich mit einem Vliesstoff oder einer Folie abgedeckt sind. Der Vliesstoff oder die Folie kann bioresorbierbar oder nicht bioresorbierbar sein. Die Abdeckung mit einem Vliesstoff oder einer Folie schützt das anliegende Gewebe zusätzlich, insbesondere wenn die Membran aus einem sehr harten Material wie zum Beispiel Titan ist.
4c zeigt eine plane Membran 100 mit abgerundeten Kanten 14a, 14b, wobei die Seitenflächen 4a, 4b gleichzeitig zur Kontaktfläche 1 hin umgebogen sind. Die Membran ist also in zumindest zwei Außenbereichen der Kontaktfläche 1 und der Gegenfläche 2 umgebogen, insbesondere zur Kontaktfläche 1 hin umgebogen.
Auch ein Umbiegen der mindestens einen Seitenfläche 4a, 4b der Membran schützt bei der Verwendung der Membran das anliegende Gewebe, da das Gewebe an der Biegung anliegt, also nicht an einer scharfen Kante. Somit müssen bei umgebogenen Seitenflächen die Kanten nicht zwingend abgerundet sein.
Da die Membran 100 bei ihrer Verwendung gewöhnlich in Richtung der Gegenfläche 2 bewegt wird, sind die Seitenflächen 4a, 4b bevorzugt in Richtung der Kontaktfläche 1 umgebogen.
4d zeigt eine gewölbte Membran 100 mit abgerundeten Kanten 14a, 14b, wobei die Seitenflächen 4a, 4b gleichzeitig zur Kontaktfläche 1 hin umgebogen sind. Die Umbiegungen 23a, 23b der Kanten 4a, 4b sind hier als verstärkte Wölbungen der Grundwölbung der Membran 100 zu sehen. Die Umbiegungen weisen also in bevorzugter Ausführungsform einen kleineren Radius auf als der Radius R der Grundwölbung der Membran.
5 zeigt eine Ausführungsform einer gewölbten Membran 100, wobei die Membran 100 perforiert ist, so dass die Kontaktfläche 1 und die Gegenfläche 2 durch mindestens ein Loch 15, insbesondere durch eine Vielzahl von Löchern, die insbesondere über die gesamten Flächen verteilt sein können, miteinander verbunden sind. In einer bevorzugten Ausführungsform haben die Perforationslöcher einen Durchmesser von mindestens etwa 0,3 mm und höchstens etwa 1,3 mm.
Perforationslöcher, insbesondere Perforationslöcher mit einem Durchmesser von etwa 1 mm, ermöglichen das Durchwachsen von Kapillaren durch die Membran, so dass im Bereich des neugebildeten Knochens eine sehr gute Blutzirkulation und Immunabwehr gewährleistet wird. Die Perforationen erlauben eine gute Durchblutung der die Membran bedeckenden Schleimhaut und des Regenerats zwischen der Membran und dem Knochen.
Die Anzahl der Perforationslöcher richtet sich bevorzugt nach der Größe der Membran. Beispielsweise kann eine Membran mit einer Länge von circa 20 mm und einer Breite von circa 10 mm etwa 10 bis 20 Perforationslöcher aufweisen. Ein solches Verhältnis von Anzahl von Perforationslöchern zur Membranoberfläche bietet ein Optimum zwischen der Gesamtlochfläche, die die Blutzirkulation fördert, und der Haftungsfläche für Osteoblasten, die beim Distraktionsprozess an die Membran anhaften.
6a zeigt eine erfindungsgemäß gewölbte Membran 100 mit einer Öse 16 als Befestigungselement. Die Öse 16 befindet sich auf der Gegenseite 2 der Membran 100. An die Öse 16 kann eine Distraktionsvorrichtung beispielsweise über ein Seil angebracht werden. Durch die Distraktionsvorrichtung kann die Membran 100 zur Kallusdistraktion im Defektbereich eines Knochens verwendet werden, indem sie von einem Knochendefekt mit einer angepassten Geschwindigkeit von ca. 1 mm pro Tag weggezogen wird.
6b zeigt eine erfindungsgemäß gewölbte Membran 100 mit einem Loch 17 als Befestigungselement. In das Loch 17 kann beispielsweise eine Zahnstange einer Distraktionsvorrichtung eingeschoben werden und mit der Membran 100, beispielsweise durch Schweißen, insbesondere Laserschweißen, Löten oder Kleben befestigt werden.
7 zeigt eine bevorzugte hufeisenförmige Ausführungsform der Membran 100 zur Behandlung großflächiger Kieferknochendefekte.
Die gezeigte Membran 100 kann beispielsweise dann verwendet werden, wenn alle Zähne eines Kiefers fehlen und der Kieferknochen aufgebaut werden muss um Implantate setzen zu können. Sollten nicht alle Zähne des Kiefers fehlen, sondern nur eine große Anzahl nebeneinander liegender Zähne, kann die Membran 100 dementsprechend gekürzt und angepasst werden.
8a zeigt eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Membran 100, bei der weitere Wölbungen 18 für die Interdentalpapillen vorgesehen sind. Diese weiteren Wölbungen sind dem Verlauf des Kieferknochens, der die Interdentalpapillen bildet, angepasst. Zwischen zwei benachbarten Zähnen ist der Kieferknochen in einem Bereich von ca. 2 mm erhöht, wodurch dort das Parodont höher ist als im Bereich der Zähne. Um diese Knochenerhöhung auch nach einer Knochregenerierung durch Distraktion zu erhalten, können die weiteren Wölbungen vorgesehen sein. Damit die Wölbungen der Interdentalpapillenform folgen, haben sie bevorzugt einen Radius von 0,5 mm bis 1,5 mm, insbesondere ca. 1 mm, und liegen um einen Winkel von in etwa 90 Grad versetzt zu der ersten erfindungsgemäßen Wölbung. Bei einer planen Membran liegen sie entlang der Längsseiten der Membran, die parallel zum Kieferkamm verlaufen. Ein Fachmann, beispielsweise ein Zahntechniker, kann ohne großen Aufwand die Dimensionierung und die Positionierung von weiteren Wölbungen, die dem Verlauf von Interdentalpapillen folgen, bestimmen.
8b zeigt eine alternative Ausführungsform der Membran 100 nach 6a. In dieser Ausführungsform sind die Membranflächen 1, 2 zwischen den weiteren Wölbungen 18 weiter heruntergezogen, so dass der Kieferkamm auch an der Seite von der Membran abgedeckt werden kann.
9 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Membran 100, bei der die Kontaktfläche 1 der Membran 100 mit einer Beschichtung 19 beschichtet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kontaktfläche 1 der Membran 100 mit Hydroxylapatit beschichtet. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Kontaktfläche 1 der Membran 100 mit einem Knochenersatzmaterial, insbesondere einem natürlichen oder künstlichen Knochenersatzmaterial beschichtet.
Bevorzugt ist das Knochenersatzmaterial ein natürliches Knochenersatzmaterial, beispielsweise aus dem mineralischen Anteil von Knochen, insbesondere autogenem, allogenem oder xenogenem Knochen, beispielsweise Tierknochen, insbesondere bovinem Knochen. Geeignetes Knochenersatzmaterial ist zum Beispiel Bio-Oss^® der Firma Geistlich.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kontaktfläche der Membran mit einem Knochenersatzmaterial und einem biodegradierbaren Kleber, insbesondere Fibrinkleber beschichtet. Bevorzugt ist das Knochenersatzmaterial über den Fibrinkleber mit der Kontaktfläche der Membran verbunden. Eine solche Beschichtung ermöglicht in vorteilhafter Weise zum einen das Anhaften des neugebildeten Knochengewebes an die Membran vor und während der Distraktion, da das Knochengewebe an das Bioersatzmaterial gut anhaften kann. Zum anderen ermöglicht eine solche Beschichtung ein einfaches Ablösen, insbesondere sogar ein selbstständiges Ablösen der Membran von dem neugebildeten Knochen nach Beendigung der Distraktion, da der Fibrinkleber biodegradierbar ist, und somit während und insbesondere nach der Distraktion biologisch abgebaut und zersetzt wird. Damit löst sich die Beschichtung aus Knochenersatzmaterial von der Kontaktoberfläche der Membran. Die Membran kann entfernt werden ohne weiter von dem Knochen getrennt werden zu müssen und das Knochenersatzmaterial kann im restaurierten Knochendefekt verbleiben.
10 zeigt eine Distraktionsvorrichtung 200 umfassend eine gewölbte Membran 100 mit Perforationen 15, eine Fixiervorrichtung 120 und ein die Fixiervorrichtung 120 mit der Membran 100 verbindendes Aktorelement in Form einer Zahnstange 130. Die Distraktionsmembran 100 ist mit einem Ende der Zahnstange 130 befestigt. Die Zahnstange 130 ist gekrümmt, kann aber auch gerade sein. Die Fixiervorrichtung 120 umfasst ein Getriebe, insbesondere ein selbsthemmendes Getriebe, zum Bewegen der Zahnstange, wobei das Getriebe ortsfest im Bereich des zu regenerierenden Knochens, insbesondere im Mundraum, anordenbar ist. Das Getriebe umfasst ein Gehäuse 121 mit einem Durchgang und einen Gewindekörper 122, wobei die Zahnstange 130 in Längserstreckung durch den Durchgang zumindest im Wesentlichen spielfrei durch das Gehäuse 121 eingeschoben ist, und wobei der Gewindekörper 122 derart in dem Gehäuse 121 drehbar gelagert ist, dass der Gewindekörper 122 und die Zahnstange 130 in Wirkeingriff stehen. Das Getriebe 120 kann über weitere Elemente der Fixiervorrichtung 120, beispielsweise Brackets oder Brücken, ortsfest im Bereich eines zu regenerierenden Knochens, insbesondere im Mundraum, angeordnet werden.
Natürlich können die in den 1 bis 10 gezeigten bevorzugten Ausführungsformen beliebig miteinander kombiniert werden.
Die vorliegende Erfindung wird an folgendem Beispiel näher erläutert:
11 zeigt eine Distraktionsvorrichtung 200 mit einer erfindungsgemäßen gewölbten Membran 100. Die Membran ist über eine Zahnstange 130 mit einem Getriebe 120 verbunden.
Das Getriebe 120 ist in eine Brücke 125 einlaminiert, die an zwei Zähnen 160, 161 befestigt ist. Das Einsetzen, insbesondere Einlaminieren kann individuell geschehen, so dass Positionsunterschiede zwischen Kieferkammmitte und Brücke ausgeglichen werden können, insbesondere wenn die Brücke nicht direkt über der Kieferkammmitte liegt. Zwischen den Zähnen 160, 161 befindet sich eine Lücke mit einem Knochendefekt 162 des gewölbten Kieferknochens 163. Die Membran 100 liegt mit ihrer Kontaktfläche 1 im Knochendefekt an dem Kieferknochen an. Da die Membran 100 in etwa die Wölbung des Kieferknochens 163 hat, liegt die Kontaktfläche 1 gleichmäßig an. Zwischen dem Kieferknochen 163 und der Membran 100 hat sich ein Koagel 164 gebildet, in dem sich auch Osteoblasten befinden. Diese können sich an die Kontaktfläche 1 der Membran 100 anheften. Wird jetzt der Gewindekörper 122 im Gehäuse 121 des Getriebes 120 mit einem Schraubenzieher oder ähnlichem gedreht, bewegt sich die Zahnstange 130 und mit ihr die Membran 100 nach oben. Dabei kann der Gewindekörper 122 so gedreht werden, dass sich die Membran 100 von dem Kieferknochen 163 mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,5 bis 2 mm, insbesondere etwa 1 mm/Tag entfernt. Beispielsweise kann der Gewindekörper 122 einmal am Tag um eine bestimmte Drehung gedreht werden oder zweimal am Tag um die Hälfte dieser Drehung.
Die rotatorische Bewegung des Gewindekörpers 122 wird also in eine translatorische Bewegung der Zahnstange 130 und der an der Zahnstange 130 befestigten Membran 100 übersetzt. Im vorliegenden Beispiel hat das Gewinde des Gewindekörpers 122 eine Steigung von 0,3 mm und die Zahnstange 130 eine dementsprechende Zahnung. Damit ergibt sich pro vollständiger Umdrehung des Gewindekörpers 122 ein Hub der Zahnstange 130 und somit der Membran 100 von 0,3 mm.
Durch das Anheben der Membran werden auf die anheftenden Osteoblasten biomechanische Reize ausgeübt, die zur Knochenbildung führen. Durch die Perforationen 15 in der Membran wird der Koagel und der sich darin bildende Knochenkallus durch das über der Membran liegende Gewebe 165 genügend durchblutet. Durch die Wölbung der Membran 100 wird der Knochendefekt des Kieferknochens so durch neue Knochensubstanz aufgefüllt, dass der aufgefüllte Knochendefekt die konvex geformte Wölbung des Kieferknochens aufweist. Der Abschnitt der Zahnstange 130 der durch die Drehung des Gewindekörpers aus dem Getriebe 120 herausfährt und somit in den Mundraum hineinreicht, kann in einfacher und vorteilhafter Weise entfernt werden, beispielsweise durch Absägen oder Abfräsen. Damit ragt die Distraktionsvorrichtung nicht störend über die Gebissoberkante hervor.

Claims

Distraktionsvorrichtung (200) zur Knochenregeneration im Kieferbereich, umfassend eine Distraktionsmembran (100) und ein die Distraktionsmembran (100) betätigendes Aktorelement, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktorelement als Zahnstange (130) ausgeführt ist, wobei die Distraktionsvorrichtung (200) ein Getriebe (120) zum Bewegen der Zahnstange (130) umfasst, und wobei das Getriebe (120) ortsfest im Bereich des zu regenerierenden Knochens im Mundraum anordenbar ist, und wobei das Getriebe (120) ein Gehäuse (121) mit einem Durchgang (123) und einen Gewindekörper (122) umfasst, wobei die Zahnstange (130) in Längserstreckung durch den Durchgang (123) spielfrei durch das Gehäuse (121) eingeschoben ist, und wobei der Gewindekörper (122) derart in dem Gehäuse (121) drehbar gelagert ist, dass der Gewindekörper (122) und die Zahnstange (130) in Wirkeingriff stehen.
Distraktionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Zahnstange (130) gekrümmt ist.
Distraktionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Distraktionsmembran (100) an einem Ende der Zahnstange (130) befestigt ist.
Distraktionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Distraktionsmembran (130) zumindest in eine Richtung gewölbt ist.
Distraktionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei diese ein selbsthemmendes (120) Getriebe zum Bewegen der Zahnstange (130) umfasst.
Distraktionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Getriebe (120) über eine Fixiervorrichtung (125) ortsfest im Bereich des zu regenerierenden Knochens im Mundraum anordenbar ist.