DE102015107484A1

DE102015107484A1 - Orthogonatisches Säge- und Positionierungsimplantat

Info

Publication number: DE102015107484A1
Application number: DE102015107484.2A
Authority: DE
Inventors: Axel Waizenegger; Wolfgang Höller
Original assignee: Karl Leibinger Medizintechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Karl Leibinger Medizintechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2015-05-12
Filing date: 2015-05-12
Publication date: 2016-11-17
Also published as: EP3294168A1; US20190357952A1; AU2016260583A1; WO2016180557A1; CN107645939B; CA2982913A1; US20170296242A9; US10932832B2; US20180103965A1; BR112017023981A2; US20160331427A1; AU2016260583B2; RU2017143469A3; RU2724010C2; JP2018515230A; US11191577B2; EP3294168B1; CN107645939A; ES2927628T3; JP7071827B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Knochenverbindungsimplantat (1) zum Verbinden eines ersten Knochenbereiches (2) mit einem zweiten Knochenbereich (3) eines Säugerknochens (4), mit einem, mehrere Befestigungsmittelaufnahmelöcher (5a) aufweisenden, zur Anbringung an dem ersten Knochenbereich (2) vorbereiteten, ersten Befestigungsbereich (6) und einem mit dem ersten Befestigungsbereich (6) verbundenen, zweiten Befestigungsbereich (7), wobei der zweite Befestigungsbereich (7) wiederum mehrere Befestigungsmittelaufnahmelöcher (5b) aufweist und zur Anbringung an dem zweiten Knochenbereich (3) vorbereitet ist, wobei zwischen dem ersten und dem zweiten Befestigungsbereich (6, 7) eine, eine Durchtrennungslinie (8) vorgebende Trennwerkzeugführungskontur (9) ausgebildet ist; sowie ein Verfahren zum individualisierten Herstellen eines solchen Knochenverbindungsimplantats (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein orthognatisches Knochenverbindungsimplantat (auch als Positionierungsimplantat bezeichnet) für eine Osteotomieanwendung / zum Verbinden eines ersten Knochenbereiches mit einem zweiten Knochenbereich oder mehreren Knochenbereichen eines Säugerknochens / Knochens eines Säugetieres, mit einem mehrere Befestigungsmittelaufnahmelöcher aufweisenden, zur Anbringung an dem ersten Knochenbereich vorbereiteten ersten Befestigungsbereich und einem mit dem ersten Befestigungsbereich verbundenen, zweiten Befestigungsbereich, wobei der zweite Befestigungsbereich wiederum mehrere Befestigungsmittelaufnahmelöcher aufweist und zur Anbringung an dem zweiten Knochenbereich vorbereitet ist. Gerade wenn etwa der Unterkiefer zweiteilig ist, bspw. bei einem Unterkieferengstand, gibt es mehrere Knochenbereiche mit denen der ersten Knochenbereich verbunden wird. Unter einem Säugerknochen / einem Knochen eines Säugetieres wird ein besonders hartes, skelettbildendes Stützgewebe eines Wirbellebewesens verstanden, also eine solche Struktur aus Knochengewebe. Insbesondere sind dadurch solche Knochen, wie Fibula und Tibea aber auch Schädelknochen mit umfasst.
Aus dem Stand der Technik sind gattungsgemäße Knochenverbindungsimplantate bereits bekannt. In diesem Zusammenhang offenbart beispielsweise die WO 2014/090964 A2 ein Implantat sowie eine Führung, zusammen mit Verfahren zum Konfigurieren derselben. Das Implantat sowie die Führung sind für Osteotomieanwendungen an einer Maxilla eines Patienten vorgesehen und können als Bausatz ausgestaltet sein. Die dreidimensionalen Modelle der prä- und postoperativen Anatomie werden dabei verwendet um die Befestigungsbereiche für die Führung sowie das Implantat zu definieren. Diese Befestigungsbereiche sind dann weiter dafür genutzt, um die Struktur des Implantates sowie die Führung zu definieren. Weiterer Stand der Technik ist aus der EP 2 698 122 A1 und der WO 2011/136898 A1 bekannt.
Diese aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungen haben jedoch zumeist den Nachteil, dass für eine trennende Bearbeitung des jeweiligen, zu korrigierenden und anschließend wieder zu verbindenden Säugerknochens, beispielsweise einer Maxilla oder Mandibel, zwei separate Elemente verwendet werden müssen. Dabei wird die Durchtrennung des Säugerknochens, vorzugsweise mittels eines Sägeverfahrens, mit einer schablonenartigen Werkzeugführung umgesetzt und die Verbindung der beiden zuvor getrennten Knochenbereiche in der gewünschten Stellung mittels eines Implantates umgesetzt. Dadurch war es bisher für Osteotomieanwendungen stets notwendig, sowohl eine benutzerdefinierte Werkzeugführung, als auch ein benutzerdefiniertes Positionierungsimplantat herzustellen. Dies bedingte ein relativ aufwändiges Herstellen der für die Osteotomieanwendungen verwendeten Elemente und dadurch indirekt auch relativ hohe Operationskosten.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere ein Knochenverbindungsimplantat zur Verfügung zu stellen, das eine Osteotomiebehandlung in ihrem Aufwand weiter reduziert, wobei gleichzeitig eine patientenspezifische / individualisierte Anpassung des Knochenverbindungsimplantat gewahrt bleiben soll.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen dem ersten und dem zweiten Befestigungsbereich eine, eine (erste) Durchtrennungslinie vorgebende (erste) Trennwerkzeugführungskontur ausgebildet ist. Mit einer Lage zwischen dem ersten und dem zweiten Befestigungsbereich wird hierbei jene (räumliche) Lage bezeichnet, die sich, in einer räumlichen Ersteckung entlang des Säugerknochens gesehen, zwischen dem ersten und dem zweiten Befestigungsbereich befindet. Die Trennwerkzeugführungskontur ist damit zwischen einer dem zweiten Befestigungsbereich zugewandten Seite des ersten Befestigungsbereiches sowie einer dem ersten Befestigungsbereich zugewandten Seite des zweiten Befestigungsbereiches angeordnet.
Durch eine solche Ausbildung ist es möglich, das Knochenverbindungsimplantat nicht nur als Positionierungsimplantat, sondern auch für die vorherige Trennung der beiden Knochenbereiche des Säugerknochens als Trennschablone zu verwenden. Dadurch wird die Korrektur der jeweiligen Fehlbildung des Säugerknochens besonders kostengünstig umgesetzt. Als weiterer Vorteil unter Verwendung ein und desselben Implantates für die Durchtrennung und die erneute Verbindung ist insbesondere auch zu nennen, dass Fertigungstoleranzen zwischen der bisher separat ausgeführten Werkzeugführung und dem Positionierungsimplantat vermieden werden. Die beiden Knochenbereiche sind dann nach dem Verbinden deutlich präziser in der zuvor errechneten Sollstellung zueinander angeordnet, sodass der Heilungsprozess des Säugerknochens weiter gefördert wird.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
Vorteilhaft ist es im Weiteren, wenn die (erste) Trennwerkzeugführungskontur leistenförmig ausgestaltet ist. Dadurch ist das Durchtrennungswerkzeug, etwa eine Säge / Kreissäge, an der Trennwerkzeugführungskontur besonders stabil abgestützt, um die beiden Knochenbereiche entlang der Durchtrennungslinie / Osteotomielinie zu durchtrennen.
Zudem ist es von Vorteil, wenn die Trennwerkzeugführungskontur unmittelbar durch einen mit dem ersten Befestigungsbereich und/oder dem zweiten Befestigungsbereich verbundenen Verbindungssteg ausgebildet ist. Dadurch ist das Knochenverbindungsimplantat besonders kompakt aufgebaut.
Ist die Trennwerkzeugführungskontur durch eine Innenkante einer zwischen dem ersten und dem zweiten Befestigungsbereich ausgestalteten / ausgebildeten Rahmenstruktur ausgebildet / ausgeformt, wird bezweckt, dass die Trennwerkzeugführungskontur an einem besonders formstabilen Bereich des Knochenverbindungsimplantats angeordnet ist und dessen Struktur nicht einfach durch die Trennoperation verändert werden kann.
Wenn die (ersten und zweiten) Befestigungsbereiche und die Trennwerkzeugführungskontur stoffeinteilig / integral miteinander ausgebildet / verbunden sind, ist das Knochenverbindungsimplantat noch stabiler. Die Befestigungsbereiche und die Trennwerkzeugführungskontur sind dabei weiter bevorzugt formstabil zueinander ausgebildet.
Auch ist es von Vorteil, wenn das Knochenverbindungsimplantat aus einem biokompatiblen und/oder bioresorbierbaren Werkstoff hergestellt ist / vollständig besteht. Dadurch ist das Knochenverbindungsimplantat besonders effizient einsetzbar.
In diesem Zusammenhang ist es auch besonders vorteilhaft, wenn das Knochenverbindungsimplantat aus einem Metallwerkstoff, vorzugsweise einem Titanwerkstoff, hergestellt ist. Der Titanwerkstoff ist weiter bevorzugt wärmebehandelt. Somit ist ein in sich besonders formstabiles Knochenverbindungsimplantat umgesetzt.
Zweckmäßig ist es auch, wenn zwischen dem zweiten Befestigungsbereich und einem weiteren dritten Befestigungsbereich eine, eine (zweite) Durchtrennungslinie vorgebende weitere / zweite Trennwerkzeugführungskontur ausgebildet ist, wobei der dritte Befestigungsbereich wiederum mehrere Befestigungsmittelaufnahmelöcher aufweist und zur Anbringung an dem ersten Knochenbereich vorbereitet ist. Dadurch werden die beiden Knochenbereiche in einem mit beiden Knochenbereichen befestigten Zustand noch stabiler relativ zueinander lagegesichert. Die zweite Trennwerkzeugführungskontur ist dabei weiter bevorzugt wie die erste Trennwerkzeugführungskontur ausgebildet.
Vorteilhaft ist es auch, wenn das Knochenverbindungsimplantat zum Verbinden eines ersten Knochenbereiches mit einem zweiten Knochenbereich eines Oberkieferknochens / einer Maxilla oder eines Unterkieferknochens / eines Mandibel vorbereitet ist. Dadurch ist das Knochenverbindungsimplantat besonders effektiv wirkend.
Im Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum individualisierten Herstellen des Knochenimplantats nach zumindest einem der zuvor ausgeführten Ausführungsformen, umfassend folgende, vorzugsweise zeitlich nacheinander ablaufende Schritte:

a) Erfassen eines 3D-Ist-Modelles des zu behandelnden Säugerknochens in einem ersten Datensatz,
b) Erstellen eines 3D-Soll-Modelles in einem zweiten Datensatz unter Festlegen zumindest einer Durchtrennungslinie an dem 3D Ist-Modell sowie unter einem relativen Verschieben zweier imaginärer Knochenbereiche (nämlich des ersten Knochenbereiches relativ zum zweiten Knochenbereich) zueinander, und
c) Fertigen des Knochenverbindungsimplantats anhand des 3D Soll-Modelles / des zweiten Datensatzes, wobei der erste Befestigungsbereich zur Befestigung an dem ersten (imaginären) Knochenbereich des 3D Soll-Modelles, der zweite Befestigungsbereich zur Befestigung an dem zweiten (imaginären) Knochenbereich des 3D Soll-Modelles und die Trennwerkzeugführungskontur unter einem zumindest teilweisen Nachbilden der Durchtrennungslinie ausgeformt werden.

Dadurch ist ein besonders effektives Herstellen eines Knochenverbindungsimplantats umgesetzt.
Im Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Behandeln eines vorzugsweise menschlichen Säugerknochens unter Verwendung eines Knochenverbindungsimplantats nach einem der zuvor genannten Ausführungsformen, umfassend folgende Schritte:

a) Anbringen des Knochenverbindungsimplantates mit einem ersten Befestigungsbereich an einem ersten Knochenbereich des Säugerknochens,
b) Durchtrennen des Säugerknochens entlang einer Durchtrennungslinie unter Anlage eines Trennwerkzeuges an der Trennwerkzeugführungskontur,
c) Ausrichten des von dem ersten Knochenbereich abgetrennten zweiten Knochenbereichs in der gewünschten Sollstellung, und
d) Befestigen des zweiten Befestigungsbereiches an dem zweiten Knochenbereich.

Dadurch ist auch ein Behandlungsverfahren besonders effektiv ausgebildet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine isometrische Darstellung eines erfindungsgemäßen Knochenverbindungsimplantats nach einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel, wobei besonders gut ein erster und ein zweiter Befestigungsbereich sowie eine an einem Verbindungssteg des ersten Befestigungsbereiches ausgebildete (erste) Trennwerkzeugführungskontur ersichtlich ist,
2 eine Vorderansicht des in 1 dargestellten Knochenverbindungsimplantats, wobei nun neben dem ersten und dem zweiten Befestigungsbereich ein weiterer, mit dem zweiten Befestigungsbereich ebenfalls verbundener, dritter Befestigungsbereich zu erkennen ist, welcher dritte Befestigungsbereich wiederum einen eine (zweite) Trennwerkzeugführungskontur ausbildenden Verbindungssteg aufweist,
3 eine Vorderansicht eines 3D-Ist-Modelles eines als menschlicher Schädel ausgebildeten Säugerknochens, wobei gemäß den beiden Detailnebendarstellungen der erste und der dritte Befestigungsbereich des Knochenverbindungsimplantates nach den 1 und 2 jeweils an einer Maxilla des Schädels befestigt sind und die Durchtrennungslinien an den Trennwerkzeugführungskonturen optisch hervorgehoben sind,
4 eine isometrische Darstellung des in 3 gezeigten 3D-Ist-Modelles nach Durchführung eines mittels eines Trennwerkzeuges ausgebildeten Teilschnittes in der Maxilla entlang der Trennwerkzeugführungskonturen sowie nach anschließender Abnahme des Knochenverbindungsimplantats von dem 3D-Ist-Modell,
5 eine isometrische Darstellung des 3D-Ist-Modelles nach Durchführung einer vollständigen Durchtrennung der Maxilla entlang der zuvor teilweise ausgebildeten Durchtrennungslinien, wobei eine Durchtrennungslinie optisch hervorgehoben ist,
6 eine isometrische Darstellung des 3D-Ist-Modelles mit denn beiden zuvor getrennten Knochenbereichen der Maxilla vor dem erneuten Befestigen des Knochenverbindungsimplantats,
7 eine isometrische Darstellung des 3D-Ist-Modelles in einem wieder aufgesetzten Zustand des Knochenverbindungsimplantats, in dem die ersten und dritten Befestigungsbereiche wiederum an dem ersten Knochenbereich angebracht sind, der zweite Befestigungsbereich jedoch noch beabstandet zu dem zweiten Knochenbereich ist,
8 eine Unteransicht des 3D-Ist-Modelles, in der der Schädel von einer Unterseite dargestellt ist, in der der zweite Knochenbereich relativ zu dem ersten Knochenbereich entlang der Verschiebepfeile so lange verschoben wird bis der zweite Knochenbereich an dem zweiten Befestigungsbereich anliegt,
9 eine isometrische Darstellung des 3D-Ist-Modelles mit einem vollständig angebrachten Knochenverbindungsimplantat, das sowohl in den beiden ersten und dritten als auch in dem zweiten Befestigungsbereich fest mit dem ersten bzw. dem zweiten Knochenbereich verbunden ist, und
10 eine weitere Ausführungsform, in der eine Unterseite eines oberen Verbindungssteges wellenförmig oder zickzackförmig ausgebildet ist.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
In 1 ist besonders gut ein erfindungsgemäßes Knochenverbindungsimplantat 1 nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel zu erkennen. In dieser Abbildung ist insbesondere ein mehrere Befestigungsmittelaufnahmelöcher 5a aufweisender, zur Anbringung an einem ersten Knochenbereich 2 eines Säugerknochens 4 vorbereiteter erster Befestigungsbereich 6 sowie ein mit dem ersten Befestigungsbereich 6 verbundener zweiter Befestigungsbereich 7 zu erkennen. Auch der zweite Befestigungsbereich 7 weist wiederum mehrere Befestigungsmittelaufnahmelöcher, nachfolgend als zweite Befestigungsmittelaufnahmelöcher 5b bezeichnet, auf, wodurch der zweite Befestigungsbereich 7 zur Anbringung an einem zweiten Knochenbereich 3 des Säugerknochens 4 vorbereitet ist.
Wie dann weiterhin in 2 gut zu erkennen ist, ist der zweite Befestigungsbereich 7, der im Wesentlichen mittels eines Hauptsteges 22 gebildet ist auch mit einem dritten Befestigungsbereich 16 verbunden. An dem Hauptsteg 22 sind die zweiten Befestigungsmittelaufnahmelöcher 5b kettenartig nebeneinander angeordnet. Der Hauptsteg 22 bildet wiederum, wie nachfolgend näher beschrieben einen zweiten und einen vierten Verbindungssteg 11, 13 aus. Der dritte Befestigungsbereich 16 ist dabei wiederum im Wesentlichen wie der erste Befestigungsbereich 6 ausgebildet und weist ebenfalls mehrere Befestigungsmittelaufnahmelöcher, die nachfolgend als dritte Befestigungsmittelaufnahmelöcher 5c bezeichnet sind, auf. Diese dritten Befestigungsmittelaufnahmelöcher 5c dienen, wie nachfolgend näher erläutert, wiederum zur Befestigung an dem ersten Knochenbereich 2. Sowohl der erste Befestigungsbereich 6 als auch der dritte Befestigungsbereich 16 weisen jeweils zwei Gruppen dreieckförmig zueinander angeordneter erster bzw. dritter Befestigungsmittelaufnahmelöcher 5a, 5c auf.
Die ersten Befestigungsmittelaufnahmelöcher 5a sind an einem dem ersten Befestigungsbereich 6 zugeordneten, ersten Verbindungssteg 10 angeordnet, der in einem an dem Säugerknochen 4 befestigten Zustand im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist. Somit bildet der erste Befestigungsbereich 6 den ersten Verbindungssteg 10 aus, der leistenförmig ausgebildet ist und die beiden Gruppen der ersten Befestigungsmittelaufnahmelöcher 5a (mit jeweils drei ersten Befestigungsmittelaufnahmelöchern 5a) miteinander verbindet. Mit dem ersten Befestigungsbereich 6 sind dann wiederum zwei im Wesentlichen senkrecht zu dem ersten Verbindungssteg 10 ausgerichtete Überbrückungsstege 21 verbunden. Jeder der Überbrückungsstege 21 ist an den ersten Befestigungsbereich 6 im Bereich eines Befestigungsmittelaufnahmeloches 5a angeformt. Die Überbrückungsstege 21 verbinden den ersten Befestigungsbereich 6 bzw. den ersten Verbindungssteg 10 mit dem an dem zweiten Befestigungsbereich 7 ausgebildeten, ebenfalls leistenförmigen, zweiten Verbindungssteg 11, der sich im Wesentlichen parallel zu dem ersten Verbindungssteg 10 erstreckt. Die beiden Überbrückungsstege 21 sowie der zweite Verbindungssteg 11 des zweiten Befestigungsbereiches 7 bilden zusammen mit dem ersten Verbindungssteg 10 des ersten Befestigungsbereiches 6 eine erste im Wesentlichen rautenförmige / rechteckförmige Rahmenstruktur 15a aus.
Auf gleiche Weise ist dann der dritte Befestigungsbereich 16 mit dem zweiten Befestigungsbereich 7 verbunden. Die dritten Befestigungsmittelaufnahmelöcher 5c sind an einem dem dritten Befestigungsbereich 16 zugeordneten, dritten Verbindungssteg 12 angeordnet, der in einem an dem Säugerknochen 4 befestigten Zustand im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist. Somit bildet der dritte Befestigungsbereich 16 den dritten Verbindungssteg 12 aus, der leistenförmig ausgebildet ist und die beiden Gruppen der dritten Befestigungsmittelaufnahmelöcher 5c (mit jeweils drei dritten Befestigungsmittelaufnahmelöchern 5c) miteinander verbindet. Mit dem dritten Befestigungsbereich 16 sind dann wiederum zwei im Wesentlichen senkrecht zu dem dritten Verbindungssteg 12 ausgerichtete Überbrückungsstege 21 verbunden. Jeder der Überbrückungsstege 21 ist an den dritten Befestigungsbereich 16 im Bereich eines Befestigungsmittelaufnahmeloches 5c angeformt. Die Überbrückungsstege 21 verbinden den dritten Befestigungsbereich 16 bzw. den dritten Verbindungssteg 12 mit einem an dem zweiten Befestigungsbereich 7 ausgebildeten, ebenfalls leistenförmigen, vierten Verbindungssteg 13, der sich im Wesentlichen parallel zu dem dritten Verbindungssteg 12 erstreckt. Die beiden Überbrückungsstege 21 sowie der vierte Verbindungssteg 13 des zweiten Befestigungsbereiches 7 bilden zusammen mit dem dritten Verbindungssteg 12 des dritten Befestigungsbereiches 16 eine zweite im Wesentlichen rautenförmige / rechteckförmige Rahmenstruktur 15b aus.
In dieser Ausführung ist die erste Rahmenstruktur 15a etwas anders ausgestaltet als die zweite Rahmenstruktur 15b. Die zweite Rahmenstruktur 15b ist hierbei derart anders ausgebildet, dass sich ein Abstand zwischen dem dritten und vierten Verbindungssteg 12, 13 größer ist als ein Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Verbindungssteg 10, 11.
Die dritten Befestigungsmittelaufnahmelöcher 5c sind wiederum gleich wie die ersten sowie die zweiten Befestigungsmittelaufnahmelöcher 5a, 5b ausgebildet. Die Befestigungsmittelaufnahmelöcher 5a, 5b, 5c bilden allesamt auf übliche Weise Aufnahmen für Befestigungsmittel in Form von Knochenschrauben aus, wobei jedes der Befestigungsmittelaufnahmelöcher 5a, 5b, 5c an einer dem jeweiligen Knochenbereich 2, 3 abgewandten Seite eine konische Schraubenkopfanlagefläche 20 aufweist. Im befestigten Zustand des Knochenverbindungsimplantats 1 an den beiden Knochenbereichen 2, 3 sind dann die Schraubenköpfe der Knochenschrauben vollständig in diesen Befestigungsmittelaufnahmelöchern 5a, 5b, 5c versenkt.
Wie unter Zusammenwirkung der 1 und 2 weiterhin gut zu erkennen ist, sind sowohl die Befestigungsbereiche 6, 7, 16 als auch jeweils eine an der jeweiligen Rahmenstruktur 15a, 15b angeordnete Trennwerkzeugführungskontur 9, 18 integral, d. h. stoffeinteilig, miteinander ausgebildet.
In dieser Ausführung bildet eine Innenkante, nämlich eine erste Innenkante 14a des ersten Verbindungssteges 10 unmittelbar eine erste Trennwerkzeugführungskontur 9 aus, die vorbereitet ist, als Führungsschiene für ein Trennwerkzeug, nämlich ein Sägewerkzeug / eine Kreissäge, zu dienen. Die erste Trennwerkzeugführungskontur 9 bildet eine anzufertigende erste Durchtrennungslinie 8 in dem Säugerknochen 4 nach. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es auch möglich, die (zweite) Innenkante 14b des zweiten Verbindungssteges 11 als eine solche erste Trennwerkzeugführungskontur 9 auszugestalten. Die erste und die zweite Innenkante 14a, 14b sind jene Seitenkanten der Verbindungsstege 10, 11, die einander zugewandt sind.
Im Weiteren ist auch die (dritte) Innenkante 14c des dritten Verbindungssteges 12 als Trennwerkzeugführungskontur, nämlich als zweite Trennwerkzeugführungskontur 18 ausgebildet. Auch die zweite Trennwerkzeugführungskontur 18 dient hierbei als Führungsschiene für ein Trennwerkzeug, nämlich ein Sägewerkzeug / eine Kreissäge beim Trennen des ersten Knochenbereiches 2 von dem zweiten Knochenbereich 3. Die zweite Trennwerkzeugführungskontur 18 bildet eine anzufertigende zweite Durchtrennungslinie 17 in dem Säugerknochen 4 nach. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es auch möglich, wiederum die (vierte) Innenkante 14d des vierten Verbindungssteges 13 als eine solche zweite Trennwerkzeugführungskontur 18 vorzusehen. Die dritte und die vierte Innenkante 14c, 14d sind jene Seitenkanten der Verbindungsstege 10, 11, die einander zugewandt sind.
Der zweite und der vierte Verbindungssteg 10, 11 sind auch integraler Bestandteil des Hauptsteges 22, der die beiden flügelartig angeordneten Rahmenstrukturen 15a, 15b miteinander formstabil verbindet. Auch sei darauf hingewiesen, es gemäß einer weiteren Ausführungsform umgesetzt ist, dass der Hauptsteg 22 mittig zwischen de Rahmenstrukturen 15a, 15b mit einem wiederverschließbaren Mechanismus ausgestaltet ist, woraufhin die Rahmenstrukturen 15a, 15b unabhängig voneinander an den Knochenbereichen 2, 3 befestigbar sind und im Anschluss daran wieder über den Mechanismus formstabil miteinander verbunden werden können.
Das Knochenverbindungsimplantat 1 ist durch seine Ausbildung als Implantat aus einem biokompatiblen Werkstoff, nämlich einem gehärteten Titanwerkstoff ausgebildet / hergestellt. Das Knochenverbindungsimplantat 1 kann zusätzlich oder alternativ dazu auch aus einem bioresorbierbaren Werkstoff / bioresorbierbar teilweise oder vollständig hergestellt sein.
In Verbindung mit den 3 bis 9 ist dann besonders gut auch ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Knochenimplantats 1 zu erkennen. Hierfür wird zunächst, wie beispielsweise in 3 erkennbar, ein 3D-Ist-Modell des hier als menschlichen Schädel ausgeführten, mittels Osteotomie zu behandelnden Säugerknochens 4 erstellt. Dies erfolgt mittels einer tomografischen Bilderfassungseinrichtung (CT-Verfahren), die den Säugerknochens 4 abscannt und einen ersten Datensatz ermittelt, der die dreidimensionale Form des Säugerknochens 4 enthält / wiederspiegelt.
Dieser Säugerknochen 4 weist bereits eine Fehlverformung einer Maxilla / eines Oberkieferknochens 19 des Säugerknochens 4 auf, die durch eine trennende Dysgnathie- Chirurgie / eine Osteotomiebehandlung zu beheben ist. Anhand dieses imaginären 3D-Ist-Modelles wird dann anschließend ein 3D-Soll-Modell der Maxilla / des Säugerknochens 4 erstellt, wobei je erstem und drittem Befestigungsbereich 6, 16, jeweils eine Durchtrennungslinie 8 bzw. 17 an dem imaginären 3D-Ist-Modell festgelegt wird. Den Durchtrennungslinien 8, 17, die an dem 3D-Ist-Modell angeordnet werden, wird dann jeweils eine der Trennwerkzeugführungskonturen 9, 18 zugeordnet bzw. wird dann jeweils eine der Trennwerkzeugführungskonturen 9, 18 entsprechend dieser Durchtrennungslinien 8, 17 angeformt. Nach dem Festlegen dieser beiden Durchtrennungslinien 8, 17 werden die beiden Knochenbereiche 2, 3 imaginär voneinander getrennt und relativ zueinander in die gewünschte Relativposition verschoben, sodass sich schließlich ein imaginäres 3D-Soll-Modell (in einem zweiten Datensatz errechnet), in 9 ergibt, wonach die Befestigungsbereiche 6, 7, 16 an die Form dieses 3D-Soll-Modelles angepasst werden. Die Befestigungsbereiche 6, 7, 16 werden so zueinander angeglichen und verformt, dass die ersten und dritten Befestigungsbereiche 6, 16 zur flächigen Anlage an dem ersten Knochenbereich 2 angepasst werden und der zweite Befestigungsbereich 7 zur flächigen Anlage an dem zweiten Knochenbereich 2 angepasst wird.
Auch ist in Verbindung mit den 3 bis 9 besonders gut ein Behandlungsverfahren des Säugerknochens 4 / Schädels zu erkennen. Hierfür wird zunächst das bereits angefertigte Knochenverbindungsimplantat 1 mittels der ersten und der dritten Befestigungsbereiche 6, 16 an dem Säugerknochen 4 befestigt, während der zweite Befestigungsbereich 7 noch getrennt von dem zweiten Knochenbereich 3 der Maxilla bleibt (3). Im Anschluss daran werden dann entlang der durch die Trennwerkzeugführungskonturen 9 und 18 gebildeten Durchtrennungslinien 8, 17 die beiden Knochenbereiche 2, 3 partiell innerhalb der Rahmenstrukturen 15a und 15b voneinander getrennt, was durch die Detailnebendarstellungen in 1 zu erkennen ist. Im Anschluss daran wird dann gemäß 4 das Knochenverbindungsimplantat 1 von dem ersten Knochenbereich 2 gelöst und abgenommen und der erste Knochenbereich 2 in dem Schritt nach 5 vollständig von dem zweiten Knochenbereich 3 durch weiteres Sägen entlang der bereits vorgezeichneten Durchtrennungslinie 8, 17 abgetrennt. Nachdem die beiden Knochenbereiche 2 und 3 vollständig voneinander abgetrennt sind, wird das Knochenverbindungsimplantat 1 wiederum mit dem ersten sowie dem ersten Befestigungsbereich 16 an dem ersten Knochenbereich 2 befestigt (6), wobei in jedem Befestigungsmittelaufnahmeloch 5a, 5c jeweils eine Knochenschraube eingebracht wird, die wiederum in den ersten Knochenbereich 2 eingeschraubt wird. In einem befestigten Zustand der beiden Befestigungsbereiche 6 und 16 an dem ersten Knochenbereich 2 nach 7 wird dann gemäß 8 der, von dem ersten Knochenbereich losgelöste, zweite Knochenbereich 3 relativ zu dem ersten Knochenbereich 2 verschoben, bis gemäß 9 der zweite Knochenbereich 3 insbesondere im Bereich der zweiten Befestigungsmittelaufnahmelöcher 5b an dem zweiten Befestigungsbereich 7 anliegt. In dieser dann beabsichtigten korrigierten Stellung zwischen dem ersten und dem zweiten Knochenbereich 2, 3 werden dann wiederum mehrere Knochenschrauben in die zweiten Befestigungsmittelaufnahmelöcher 5b eingebracht und mit dem zweiten Knochenbereich 3 verschraubt. Dies führte letztendlich dazu, dass die beiden Knochenbereiche 2, 3 durch das Knochenverbindungsimplantat 1 fest miteinander verbunden sind.
In anderen Worten ausgedrückt, liegt der erfindungsgemäße Gedanke somit in der Vereinigung einer Sägeschablone und eines patientenspezifischen Orthognathie-Implantats in ein kombiniertes Säge- und Positionierungs-Implantat 1. Von Vorteil ist es dann insbesondere der, dass notwendige Positionierungshilfen wie z.B. Splinte, Navigationsgeräte, Markierungsschrauben und Fräßlinien wegfallen können. Auch die zusätzliche Bohrschablone fällt dann weg. Zudem wird die Präzision von Planungsumsetzung und operativen Eingriff verbessert, wobei auch die Keimbelastung durch Wegfall eines zusätzlichen potentiellen Keimträgers verbessert wird. Der operative Ablauf wird auch durch die Reduktion der operativen Einzelschritte erleichtert. Zudem wird die OP Zeit durch Wegfall zusätzlicher Instrumentenwechsel und diese Reduktion der Einzelschritte verkürzt. Dadurch ist letztendlich auch eine kostengünstigere Produktion durch Reduktion der Produktionsschritte umgesetzt.
In der erfindungsgemäßen Ausführung des Knochenverbindungsimplantats 1 befinden sich pro Seite jeweils zwei horizontal gerichtet verlaufende Stege (10, 11; 12, 13) im Bereich der rechten und linken Kieferhöhlenwand, die von der Crista zygomaticoalveolaris bis zur jeweiligen lateralen Seite des Foramen piriformis ziehen. Diese beiden Stege (10, 11; 12, 13) bilden durch den gebildeten Zwischenraum / Schlitz jeweils eine Führung, die einer Sägeschablone entspricht. Der Zwischenraum kann auch aparallel verlaufen, wenn eine knöcherne Resektion durchgeführt werden soll. In diesem Fall dient die untere Kante (14a; 14c) des oberen Stegs und die obere Kante des unteren Stegs (14b; 14d) als Führung bei der Osteotomie. Bei Bedarf können die Stege (10, 11; 12, 13) mit Bohrlöchern versehen werden, um weitere Fixierungsmöglichkeiten zu erhalten. Verbunden sind die horizontal gerichteten Stege (10, 11; 12, 13) mit vier vertikal gerichteten Stegen 21, die einen Verbund zwischen oberem und unterem Stegepaar (10, 11; 12, 13) darstellt. Die geplante Verschiebeinformation wird in diesem Bereich durch Biegungen verschlüsselt. Die beiden horizontal gerichteten Stege (10, 11; 12, 13) rechts und links sind im äußeren Bereich (lateral) mit jeweils einem vertikalen Steg 21 verbunden, um so ausreichende Stabilität in diesem Bereich zu erhalten. Diese können bei Bedarf Richtung Jochbeinkörper verlängert werden, um hier zusätzliche Fixationsmöglichkeiten mit Osteosyntheseschrauben (Knochenschrauben) zu erhalten. Paranasal bds. befinden sich vertikal gerichtete Stege mit Bohrlöchern zur weiteren Fixierung. Ein horizontal gerichteter Steg (10, 11; 12, 13) verbindet rechte und linke Seite unterhalb der Spina nasales. Die Verbindung kann im Bereich der Spina nasales auch in situ durch eine Verankerung oder Schlossprinzip während der Operation durchgeführt werden, so dass bei initialen Einsetzen ein großes Implantat in Einzelteile zerlegt werden kann. Mehrere Kieferteile, wie z.B. die dreigeteilte LeFort I Osteotomie, können ebenfalls mit diesem Implantattyp versorgt werden.
In der 10 ist zwar nur eine wellenförmige Unterseite eines Verbindungssteges 10 dargestellt, doch können mehrere solcher geometrisch abwechselnden Strukturen vorhanden sein, insbesondere an all den Stellen, die als Trennwerkzeugführungskontur 9 dienen. Dies hat den Vorteil, das die Anlagefläche für das zum Knochentrennen eingesetzten Werkzeug, wie eines Sägeblattes, reduziert ist. Des Weiteren ist überlegt worden, dass es auch Sinn machen würde, wenn man den „Sägeführungsbereich“ nach Einbringen des Sägeschnitts, abtrennen könnte, evtl. mittels Abzwickens, wie bei einem „Revell Bausatz“, um die Materialeinbringung zu reduzieren. Dann könnte auch die Form wie ein Führungsschlitz ausgebildet werden, in dem z.B. ein oszillierendes Messer geführt wird. Die „Anschlagsleiste“ kann zumindest einseitig „wellenförmig“ ausgeprägt sein, eventuell auch auf zwei Seiten, um die Kontaktfläche zum Sägeblatt zu minimieren.
Bezugszeichenliste

1: Knochenverbindungsimplantat
2: erster Knochenbereich
3: zweiter Knochenbereich
4: Säugerknochen
5a: erstes Befestigungsmittelaufnahmeloch
5b: zweites Befestigungsmittelaufnahmeloch
5c: drittes Befestigungsmittelaufnahmeloch
6: erster Befestigungsbereich
7: zweiter Befestigungsbereich
8: erste Durchtrennungslinie
9: erste Trennwerkzeugführungskontur
10: erster Verbindungssteg
11: zweiter Verbindungssteg
12: dritter Verbindungssteg
13: vierter Verbindungssteg
14a: erste Innenkante
14b: zweite Innenkante
14c: dritte Innenkante
14d: vierte Innenkante
15a: erste Rahmenstruktur
15b: zweite Rahmenstruktur
16: dritter Befestigungsbereich
17: zweite Durchtrennungslinie
18: zweite Trennwerkzeugführungskontur
19: Oberkieferknochen
20: Schraubenkopfanlagefläche
21: Überbrückungssteg
22: Hauptsteg

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2014/090964 A2 [0002]
EP 2698122 A1 [0002]
WO 2011/136898 A1 [0002]

Claims

Knochenverbindungsimplantat (1) zum Verbinden eines ersten Knochenbereiches (2) mit einem zweiten Knochenbereich (3) oder mehreren Knochenbereichen eines Säugerknochens (4), mit einem, mehrere Befestigungsmittelaufnahmelöcher (5a) aufweisenden, zur Anbringung an dem ersten Knochenbereich (2) vorbereiteten, ersten Befestigungsbereich (6) und einem mit dem ersten Befestigungsbereich (6) verbundenen, zweiten Befestigungsbereich (7), wobei der zweite Befestigungsbereich (7) wiederum mehrere Befestigungsmittelaufnahmelöcher (5b) aufweist und zur Anbringung an dem zweiten Knochenbereich (3) vorbereitet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten und dem zweiten Befestigungsbereich (6, 7) eine, eine Durchtrennungslinie (8) vorgebende Trennwerkzeugführungskontur (9) ausgebildet ist.
Knochenverbindungsimplantat (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwerkzeugführungskontur (9) leistenförmig ausgestaltet ist.
Knochenverbindungsimplantat (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwerkzeugführungskontur (9) unmittelbar durch einen mit dem ersten Befestigungsbereich (6) und/oder dem zweiten Befestigungsbereich (7) verbundenen Verbindungssteg (10, 11) ausgebildet ist.
Knochenverbindungsimplantat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwerkzeugführungskontur (9) durch eine Innenkante (14a, 14b) einer zwischen dem ersten und dem zweiten Befestigungsbereich (6, 7) ausgestalteten Rahmenstruktur (15a) ausgebildet ist.
Knochenverbindungsimplantat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsbereiche (6, 7) und die Trennwerkzeugführungskontur (9) stoffeinteilig ausgebildet sind.
Knochenverbindungsimplantat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Knochenverbindungsimplantat (1) aus einem Metallwerkstoff, vorzugsweise einem Titanwerkstoff, hergestellt ist.
Knochenverbindungsimplantat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten Befestigungsbereich (7) und einem dritten Befestigungsbereich (16) eine, eine Durchtrennungslinie (17) vorgebende, zweite Trennwerkzeugführungskontur (18) ausgebildet ist, wobei der dritte Befestigungsbereich (16) wiederum mehrere Befestigungsmittelaufnahmelöcher (5c) aufweist und zur Anbringung an dem ersten Knochenbereich (2) vorbereitet ist.
Knochenverbindungsimplantat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Knochenverbindungsimplantat (1) zum Verbinden eines ersten Knochenbereiches (2) mit einem zweiten Knochenbereich (3) eines Oberkieferknochens (19) oder eines Unterkieferknochens vorbereitet ist.
Verfahren zum individualisierten Herstellen des Knochenverbindungsimplantats (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend folgende Schritte: a) Erfassen eines 3D-Ist-Modelles des Säugerknochens (4) in einem ersten Datensatz, b) Erstellen eines 3D-Soll-Modelles in einem zweiten Datensatz unter Festlegen zumindest einer Durchtrennungslinie (8, 17) an dem 3D-Ist-Modell sowie unter relativen Verschieben zweier imaginärer durch die zumindest eine Durchtrennungslinie (8, 17) getrennter Knochenbereiche (2, 3) relativ zueinander, und c) Fertigen des Knochenverbindungsimplantats (1) anhand des 3D-Soll-Modelles, wobei der erste Befestigungsbereich (6) zur Befestigung an dem ersten Knochenbereich (2) des 3D-Soll-Modelles, der zweite Befestigungsbereich (7) zur Befestigung an dem zweiten Knochenbereich (3) des 3D-Soll-Modelles und die Trennwerkzeugführungskontur (9) unter einem zumindest teilweisen Nachbilden der zumindest einen Durchtrennungslinie (8, 17) ausgeformt werden.