DE102016109684A1

DE102016109684A1 - Fixationselement und Fixationssystem

Info

Publication number: DE102016109684A1
Application number: DE102016109684.9A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-05-25
Filing date: 2016-05-25
Publication date: 2017-11-30
Also published as: WO2017202972A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fixationselement zur Fixation von Gewebe, insbesondere einer Sehne oder eines Bandes, an einem Knochen, umfassend einen länglichen Körper (10) mit einem ersten Ende (12) und einem zweiten Ende (14); einen durch den Körper (10) führenden Kanal (18) mit einer ersten Öffnung (16) am ersten Ende (12) des Körpers (10) und einer zweiten Öffnung (20) am zweiten Ende (14) des Körpers (10), wobei der Körper (10) auf seiner Außenseite mindestens ein Befestigungselement (22, 22') aufweist, welches dazu eingerichtet ist, das Fixationselement (100; 100') im Einsatz am Knochen zu halten, und wobei der Körper (10) auf seiner Außenseite mindestens eine Kontaktfläche (28, 28') für das am Knochen zu fixierende Gewebe aufweist. Ebenso betrifft die Erfindung ein Fixationssystem zur Fixation von Gewebe, insbesondere einer Sehne oder eines Bandes, an mindestens einem Knochen (38, 40), umfassend mindestens ein Fixationselement (100, 100') gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche; ein Band (42), welches dazu geeignet ist, durch den Kanal (18) des mindestens einen Fixationselements (100, 100') zu laufen; und mindestens ein weiteres Fixationselement (44, 44') zur Befestigung des synthetischen Bandes (42) an dem mindestens einen Knochen (38, 40).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fixationselement und ein Fixationssystem zur Fixation von Gewebe, insbesondere einer Sehne oder eines Bandes, an einem Knochen.
Hintergrund
Bei der operativen Rekonstruktion eines Bandes oder einer Sehne im menschlichen Körper können diverse Implantate zur Fixation verwendet werden.
Ein häufig verwendetes Implantat sind sogenannte Interferenzschrauben, welche insbesondere bei der Rekonstruktion von Kreuzbandrupturen eingesetzt werden. Interferenzschrauben sind ihrem Prinzip nach Madenschrauben mit einem äußeren Gewinde. Zur Befestigung des Bandes wird in einen Knochen ein Loch mit einem Durchmesser gebohrt, der etwas kleiner als der Außendurchmesser des Gewindes der Interferenzschraube ist. Ein Ende des zu befestigenden Bandes wird in das Loch eingeführt und die Interferenzschraube dann eingesetzt. Dabei greift die Interferenzschraube in das Knochenmaterial ein und befestigt somit das Band in dem Loch und damit an dem Knochen.
Nachteilig hierbei ist jedoch, dass das Band durch das Gewinde der Interferenzschraube „geschnitten” und beschädigt wird. Dies kann die Stabilität und Belastbarkeit des Bandes sowie dessen Langlebigkeit negativ beeinflussen. Des Weiteren sorgt die Interferenzschraube für einen häufig unzureichenden Kontakt der Sehne oder des Bandes mit dem Knochen. Dies kann zu einer Verzögerung oder einem kompletten Ausbleiben des Einheilens der Sehne oder des Bandes in den Knochen führen.
Abriss der Erfindung
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Fixationselement zur Fixation von Gewebe, insbesondere einer Sehne oder eines Bandes, an einem Knochen, umfassend einen länglichen Körper mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende; einen durch den Körper führenden Kanal mit einer ersten Öffnung am ersten Ende des Körpers und einer zweiten Öffnung am zweiten Ende des Körpers, wobei der Körper auf seiner Außenseite mindestens ein Befestigungselement aufweist, welches dazu eingerichtet ist, das Fixationselement im Einsatz am Knochen zu halten, und wobei der Körper auf seiner Außenseite mindestens eine Kontaktfläche für das am Knochen zu fixierende Gewebe aufweist.
Die mindestens eine Kontaktfläche kann einen im Wesentlichen konvexen Querschnitt aufweisen. Insbesondere kann der konvexe Querschnitt (also ein Schnitt durch den Körper im Wesentlichen senkrecht zu dessen Längsachse) eine Krümmung aufweisen, die hinter einer runden, kreisförmigen Krümmung zurückbleibt. Der konvexe Querschnitt kann also innerhalb eines gedachten runden Querschnitts liegen, insbesondere einem solchen, der durch die Ränder der Kontaktfläche läuft, sodass er die Kontaktfläche einschließt. Beim Einsetzen des Fixationselements in eine Knochenbohrung verbleibt somit eine Lücke, in die die zu befestigende Sehne eingebracht und von der Kontaktfläche gegen die Innenseite der Bohrung zur Fixierung der Sehne am Knochen gedrückt werden kann.
Die mindestens eine Kontaktfläche kann eine rauhe Oberfläche aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die mindestens eine Kontaktfläche eine beschichtete Oberfläche aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die mindestens eine Kontaktfläche auch ein Profil aufweisen, etwa in Form einer Riffelung. Diese Maßnahmen dienen der Verbesserung der Fixierung der Sehne am Knochen und dazu, die Sehne gegen ein Herausziehen aus der Bohrung zu sichern, im Wesentlichen ohne die Sehne dabei zu „verletzen”.
Der Körper kann einen Schlitz aufweisen, der von einer der mindestens einen Kontaktflächen auf der Außenseite des Körpers durch den Körper zum Kanal führt. Bevorzugt erstreckt sich der Schlitz von der ersten Öffnung bis zur zweiten Öffnung. Hierdurch wird ein seitliches Einsetzen eines (bereits gespannten) Bandes in den Kanal möglich.
Das mindestens eine Befestigungselement kann sich auf der Außenseite des Körpers über zumindest einen Teil der Länge des Körpers erstrecken. Insbesondere kann sich das mindestens eine Befestigungselement entlang im Wesentlichen der gesamten Länge des Fixationselements erstrecken. Dabei kann das mindestens eine Befestigungselement ein Profil in Längsrichtung des Körpers aufweisen, beispielsweise in Form einer Folge von Kerben, sonstigen Vertiefungen oder Perforationen, in die das umgebende Knochenmaterial nach dem Einsetzen hineinwachsen kann.
Der Körper kann zwei separate Befestigungselemente aufweisen, die einander auf der Außenseite des Körpers im Wesentlichen gegenüberliegen. Die zwei Befestigungselemente können also in Umfangsrichtung um im Wesentlichen 180 Grad versetzt angeordnet sein. Bevorzugt bilden die beiden Befestigungselemente flügelartige und in Längsrichtung profilierte Erweiterungen des Körpers.
Der Körper kann beispielsweise eine erste Kontaktfläche und eine zweite Kontaktfläche für das am Knochen zu fixierende Gewebe aufweisen. Dabei können die beiden Kontaktflächen durch die zwei Befestigungselemente in Umfangsrichtung voneinander getrennt sein. Insbesondere können die beiden Kontaktflächen von den beiden Befestigungselementen begrenzt sein, sodass man in Umfangsrichtung von der ersten Kontaktfläche zur zweiten Kontaktfläche nur über eines der Befestigungselemente gelangt.
In diesem konkreten Beispiel können die beiden Kontaktflächen jeweils einen konvexen Querschnitt aufweisen, der innerhalb eines gedachten runden Querschnitts liegt.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Fixationssystem zur Fixation von Gewebe, insbesondere einer Sehne oder eines Bandes, an mindestens einem Knochen, umfassend mindestens ein Fixationselement gemäß dem ersten Aspekt; ein Band, welches dazu geeignet ist, durch den Kanal des mindestens einen Fixationselements zu laufen; und mindestens ein weiteres Fixationselement zur Befestigung des synthetischen Bandes an dem mindestens einen Knochen.
Kurze Beschreibung der Figuren
Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung anhand der folgenden Figuren beschrieben:
1 zeigt ein Fixationselement gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 zeigt eine Draufsicht auf das Fixationselement aus 1 mit einer Vergrößerung des Profils eines der Befestigungselemente;
3 zeigt das Fixationselement im Einsatz;
4 zeigt ein Fixationselement gemäß einer zweiten Ausführungsform;
5 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fixationssystems.
Detaillierte Beschreibung
Beispielhafte Ausführungsformen erfindungsgemäßer Fixationselemente gemäß dem ersten Aspekt sind in den 1 bis 4 gezeigt.
Die in 1 gezeigte erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fixationselements 100 umfasst einen länglichen Körper 10 mit einem ersten Ende 12 und einem zweiten Ende 14. Am ersten Ende 12 befindet sich eine erste Öffnung 16, die in einen Kanal 18 führt. Der Kanal 18 erstreckt sich von der ersten Öffnung 16 am ersten Ende 12 des Körpers 10 durch den Körper 10 und mündet in einer zweiten Öffnung 20 am entgegengesetzten zweiten Ende 14 des Körpers 10. Der Kanal 18 verläuft dabei im Wesentlichen zentral im und parallel zur Längsachse des Körpers 10. Die beiden Öffnungen 16, 20 und der dazwischen liegende Kanal 18 weisen einen ovalen Querschnitt auf. Alternativ kann der Querschnitt auch einer anderen Geometrie folgen und beispielsweise rund ausgebildet sein.
Der Körper 10 weist auf seiner Außenseite zwei flügelartige, nach Außen hervorstehende Befestigungselemente 22, 22' auf. Die beiden Befestigungselemente 22, 22' sind auf einander entgegengesetzten Seiten des Körpers 10 angeordnet. Dabei erstreckt sich jedes der Befestigungselemente 22, 22' auf einer jeweiligen Seite des Körpers 10 zwischen dem ersten Ende 12 und dem zweiten Ende 14 des Körpers 10, also im Wesentlichen entlang der und parallel zur Längsachse des Körpers 10.
Wie in den 1 und 2 zu erkennen ist, weist jedes der Befestigungselemente 22, 22' in Längsrichtung des Körpers 10 ein Profil auf. Beispielsweise kann das Profil, wie dargestellt, in Form von mehreren V-förmigen Vertiefungen 24 zwischen plateauartigen Erhebungen 26 ausgebildet sein. Im gezeigten Beispiel weisen die plateauartigen Erhebungen ein gemeinsames erstes Höhenniveau auf. Ebenso weisen die den Boden der Vertiefungen bildenden Spitzen der V-förmigen Vertiefungen 24 ein gemeinsames Höhenniveau auf.
Der Körper 10 weist ferner zwei Kontaktflächen 28, 28' auf. Die beiden Kontaktflächen 28, 28' sind auf der Außenseite des Körpers 10 angeordnet und werden durch die Befestigungselemente 22, 22' in Umfangsrichtung begrenzt und voneinander getrennt. In der gezeigten Ausführungsform sind die Kontaktflächen 28, 28' im wesentlichen konvex gekrümmt.
Der Körper 10 kann aus jedem geeigneten Material hergestellt werden, beispielsweise einem geeigneten metallischen, keramischen oder kunststoff-basierten Material.
In 3 ist ein erfindungsgemäßes Fixationselement 100 im Einsatz gezeigt. Das Fixationselement 100 wurde dabei in eine zuvor gebildete Bohrung oder ein anderweitig bereits vorhandenes Loch mit bevorzugt rundem Durchmesser über dessen zweites Ende 14 eingesetzt und mit beispielsweise einem Hammer in ein umgebendes Knochenmaterial 30 eingetrieben. Die an dem Knochen 30 zu befestigende Sehne besteht im gezeigten Fall aus zwei Segmenten 32, 32', wobei das obere Sehnensegment 32 mit der ersten Kontaktfläche 28 und das untere Sehnensegment 32' mit der zweiten Kontaktfläche 28' in flächigem Kontakt steht. Die beiden Sehnensegmente 32, 32' werden somit durch die Kontaktflächen 28, 28' flächig gegen die Innenseite der Bohrung gedrückt und in der Bohrung und damit an dem Knochen fixiert.
Nach dem Einsetzen des Fixationselements 100 kommt es üblicherweise dazu, dass die Sehne 32, 32' in den Knochen 30 einheilt und zudem der Knochen 30 nach einiger Zeit in das Profil der Befestigungselemente 22, 22' hineinwächst und dabei die Vertiefungen 24 ausfüllt. Hierdurch wird eine Stabilisierung und zusätzliche Fixierung des Fixationselements 100 und der an dem Knochen 30 zu befestigenden Sehne 32, 32' erreicht.
Der Körper 10 weist, wie in den 1 bis 3 und insbesondere der 3 gut zu erkennen ist, im Querschnitt (also im Wesentlichen quer zur Längsachse) im Bereich der Kontaktflächen 28, 28' eine konvexe, im Wesentlichen elliptische Form auf und bleibt dabei hinter einer runden Form (angedeutet durch die Bohrung im Knochen 30) zurück. Der Körper 10 weist ferner im Querschnitt auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Körpers 10 Erweiterungen in Form der Befestigungselemente 22, 22' auf. Dieser spezielle Querschnitt des Körpers 10 führt dazu, dass das Fixationselement 100 beim Einbringen in beispielsweise eine Bohrungen mit geeignetem runden Querschnitt erste Bereiche aufweist, nämlich im Wesentlichen die Kontaktflächen 28, 28', die einen Abstand zur Innenseite der Bohrung aufweisen, sodass zwischen dem Fixationselement 100 und dem Knochen 30 eine Lücke entsteht. Ebenso weist das Fixationselement 100 zweite Bereiche auf, nämlich im Wesentlichen die Befestigungselemente 22, 22', die im Vergleich zur Bohrung einen größeren Außendurchmesser aufweisen, sodass diese zweiten Bereiche beim Einsetzen und im eingesetzten Zustand in den Knochen 30 hineinragen.
Die Kontaktflächen 28, 28' können eine rauhe Oberfläche aufweisen, um die Fixierung der Sehne an dem Knochen zu verbessern. Dabei kann die Oberflächenrauhigkeit von atomaren Variationen der Größenordnung 10^–10 m bis hin zu makroskopischen Variationen im Bereich 10^–3 m reichen. Bevorzugt liegt die Oberflächenrauhigkeit zwischen 1 nm und 1 mm. Besonders bevorzugt liegt die Oberflächenrauhigkeit zwischen 1 μm und 1 mm.
Zusätzlich oder alternativ können die Kontaktflächen 28, 28' auch ein Profil aufweisen, insbesondere in Längsrichtung des Körpers 10, etwa in Form eines Sägezahnprofils oder einer Riffelung, um die Sehne gegen ein Herausziehen aus der Bohrung zu sichern. Ferner kann die Oberfläche zu diesem Zweck beschichtet sein, etwa mit Hilfe eines Klebstoffs, eines Harzes oder eines Gummimaterials.
Zusätzlich oder alternativ können die Kontaktflächen 28, 28' auch eine Neigung oder eine Krümmung zur Längsachse des Körpers 10 aufweisen, um die vorstehend beschriebene Klemmwirkung beim Einsetzen des Fixationselements 100 in den Knochen 30 zu erhöhen. Beispielsweise kann sich der Körper 10 im Bereich der Kontaktflächen 28, 28' vom ersten Ende 12 zum zweiten Ende 14 hin verjüngen, sodass beim Einsetzen des Fixationselements 100 in eine Bohrung im Knochen 30 über das zweite Ende 14 die zu befestigende Sehne keilförmig gegen die Innenseite der Bohrung im Knochen 30 gedrückt wird.
4 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fixationselements 100'. Das Fixationselement 100' ist ähnlich aufgebaut wie das vorstehend im Zusammenhang mit den 1 bis 3 beschriebene Fixationselement 100. Zusätzlich weist das Fixationselement 100' jedoch einen Schlitz 34 auf. Der Schlitz 34 verläuft im Wesentlichen vom ersten Ende 12 bis zum zweiten Ende 14 und ermöglicht einen Zugang von der Außenseite des Körpers 10 zum Kanal 18. Mit Hilfe des Schlitzes 34 ist es beispielsweise möglich, ein Band oder einen Faden seitlich in den Kanal 18 einzuführen. Es ist somit nicht erforderlich, das Band/den Faden über eine der Öffnungen 16, 20 in den Kanal 18 einzuführen und über die andere Öffnung 20, 16 wieder aus dem Kanal 18 herauszuführen.
In 5 ist eine Verwendung von Fixationselementen 100, 100' gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung gezeigt. Konkret ist in der 5 beispielhaft die Fixation einer Sehne 36 sowohl an einem ersten Knochen 38 (beispielsweise Femur) als auch einem zweiten Knochen 40 (beispielsweise Tibia) zur Behebung einer Ruptur des vorderen Kreuzbandes gezeigt.
Zur Vorbereitung werden in dem ersten Knochen 38 und dem zweiten Knochen 40 jeweils Bohrungen vorgenommen. Die Bohrungen weisen einen ersten, quasi-sacklochartigen Bereich auf, der für den Einsatz eines Fixationselements 100, 100' vorgesehen ist. An den ersten Bereich schließt sich ein zweiter Bereich mit reduziertem Durchmesser an, der sich bis zur anderen Seite des Knochens erstreckt. Die beiden Knochen 38, 40 können zunächst mittels eines (synthetischen) Bandes 42 und Befestigungselementen 44, 44' miteinander verbunden werden. Dabei wird das Band 42 durch die Bohrungen bis zur jeweiligen Außenseite der Knochen 38, 40 gezogen und dort mit einem jeweiligen Befestigungselement 44, 44' befestigt. Zuvor wird das Band 42 beispielsweise mit einer Nadel einfach durch die zu befestigende Sehne 36 gezogen. Häufig hat man jedoch ohnehin zwei Sehnenschlaufen. Daher liegt das Band 42 dann einfach zwischen den beiden Schlaufen (zwei Sehnen in der Mitte zusammengefaltet).
Die eigentliche Sehne 36 kann dann, beispielsweise mit Hilfe einer anatomischen Doppelbündeltechnik, in die beiden Bohrungen eingezogen werden, etwa mit einem Faden. Es kann sich, wie bereits angedeutet, um eine oder zwei Sehnen handeln, die zusammengelegt werden, wodurch eine Schlaufe entsteht. Das Fixationselement 100, 100' wird dann eingesetzt und üblicherweise mit einem Hammer eingeschlagen. Wie gezeigt, ist dabei der jeweilige Durchmesser der Bohrung relativ zu den Abmessungen des Fixationselements 100, 100' jeweils so gewählt, dass die Befestigungselemente 22, 22' in den Knochen 38 bzw. 40 getrieben werden und die Sehne 36 über die Kontaktflächen 28, 28' gegen die Innenseite der Bohrung gedrückt und somit fixiert wird.
In den vorstehenden Ausführungsformen wurde auf die Fixation einer Sehne abgestellt, worauf die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Grundsätzlich kann mit erfindungsgemäßen Fixationselementen jede Art von Gewebe an einem Knochen fixiert werden, beispielsweise eine menschliche oder tierische Sehne oder ein solches Band, aber auch ein künstlich hergestelltes Gewebe.

Claims

Fixationselement zur Fixation von Gewebe, insbesondere einer Sehne oder eines Bandes, an einem Knochen, umfassend einen länglichen Körper (10) mit einem ersten Ende (12) und einem zweiten Ende (14); einen durch den Körper (10) führenden Kanal (18) mit einer ersten Öffnung (16) am ersten Ende (12) des Körpers (10) und einer zweiten Öffnung (20) am zweiten Ende (14) des Körpers (10), wobei der Körper (10) auf seiner Außenseite mindestens ein Befestigungselement (22, 22') aufweist, welches dazu eingerichtet ist, das Fixationselement (100; 100') im Einsatz am Knochen zu halten, und wobei der Körper (10) auf seiner Außenseite mindestens eine Kontaktfläche (28, 28') für das am Knochen zu fixierende Gewebe aufweist.
Fixationselement nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Kontaktfläche (28, 28') einen im Wesentlichen konvexen Querschnitt aufweist, der innerhalb eines gedachten runden Querschnitts liegt.
Fixationselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Kontaktfläche (28, 28') eine rauhe Oberfläche aufweist.
Fixationselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Kontaktfläche (28, 28') ein Profil, insbesondere in Form einer Riffelung aufweist.
Fixationselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Kontaktfläche (28, 28') eine beschichtete Oberfläche aufweist.
Fixationselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Körper (10) einen Schlitz (34) aufweist, der von einer der Kontaktflächen (28, 28') auf der Außenseite des Körpers (10) durch den Körper (10) zum Kanal (18) führt.
Fixationselement nach Anspruch 6, wobei sich der Schlitz (34) von der ersten Öffnung (16) bis zur zweiten Öffnung (20) erstreckt.
Fixationselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Befestigungselement (22, 22') sich auf der Außenseite des Körpers über zumindest einen Teil der Länge des Körpers (10) erstreckt und ein Profil (24, 26) aufweist.
Fixationselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Körper (10) zwei separate Befestigungselemente (22, 22') aufweist, die auf entgegengesetzten Seiten des Körpers (10) angeordnet sind.
Fixationselement nach Anspruch 9, wobei der Körper (10) eine erste Kontaktfläche (28) und eine zweite Kontaktfläche (28') für das am Knochen zu fixierende Gewebe aufweist, wobei die beiden Kontaktflächen (28, 28') durch die zwei Befestigungselemente (22, 22') in Umfangsrichtung voneinander getrennt sind.
Fixationssystem zur Fixation von Gewebe, insbesondere einer Sehne oder eines Bandes, an mindestens einem Knochen (38, 40), umfassend mindestens ein Fixationselement (100, 100') gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche; ein Band (42), welches dazu geeignet ist, durch den Kanal (18) des mindestens einen Fixationselements (100, 100') zu laufen; und mindestens ein weiteres Fixationselement (44, 44') zur Befestigung des synthetischen Bandes (42) an dem mindestens einen Knochen (38, 40).