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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Implantatsystem mit einem in einen geschädigten Gewebebereich implantierbaren Strukturteil, welches wenigstens einen aus einem ersten Material gebildeten ersten Bereich und wenigstens einen aus einem zweiten Material gebildeten zweiten Bereich aufweist, wobei das erste und zweite Material identisch oder unterschiedlich sein können.
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Bei der Korrektur von beispielsweise durch Tumoren verursachten knochenseitigen Defekten, die operativ durch Implantate ersetzt werden, kennt man den Einsatz von biokompatiblen Materialien, bei denen entsprechende Metalle und ihre Legierungen zum Einsatz kommen. Derartige Implantate sind beispielsweise aus der
DE 10 2005 003 188 A1 bekannt.
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Bei einer Strahlentherapie werden die Krebszellen mithilfe ionisierender Strahlung oder Teilchenstrahlung zerstört. Die Strahlung schädigt die Erbsubstanz der Zellen, so dass die Zellteilung aufhört und die Zellen untergehen. In der Folge werden die Tumoren kleiner oder verschwinden. Beispielsweise wird bei der perkutanen Strahlentherapie von außerhalb des Körpers aus einiger Entfernung bestrahlt. Hierbei wird sehr energiereiche Strahlung beispielsweise mittels Linearbeschleuniger erzeugt, welche Photonenstrahlen (hier: harte Röntgenstrahlung) auf den Tumor lenken, und die Krebszellen zerstören.
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Die Strahlentherapie kann hinsichtlich ihrer Ortsspezifität und Leistungsspezifizität jedoch durch Abschattungs- oder Absorptionswirkung eingesetzter Implantat-Systeme negativ beeinflusst werden, dies gilt ebenso für strahlendiagnostische Applikation, weswegen sie bei deren Vorhandensein oft nicht definiert kontrolliert einsetzbar ist. Entsprechend wird ein mangelhaftes bzw. unzureichendes strahlentherapeutisches Ergebnis erhalten. Häufig bleibt hierbei allerdings keine andere Wahl als die negativen Auswirkungen der geschilderten Defizite genauso wie damit verknüpfte Folgeproblematiken zu akzeptieren. Anderenfalls wird sonst gegebenenfalls die notwendige Rekonstruktion nur temporär, minimalistisch oder auch gar nicht durchgeführt, was wiederum andere Probleme nach sich ziehen kann. In der Regel kann die notwendige Operation erst nach Abschluss der Strahlentherapie nachgeholt werden.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Implantatsystem zur Verfügung zu stellen, welches eine Verbesserung der Ortsbestimmung und der Einstellung der Strahlungsleistung sowohl bei der Strahlendiagnostik, als auch beim Einsatz postoperativer Strahlentherapie gestattet.
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Die Aufgabe wird durch ein Implantatsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Lösung besteht insbesondere darin, dass bei einem Implantatsystem der eingangs genannten Art der erste Bereich eingerichtet ist, das Strukturteil zu stützen und für eine vorgegebene radioaktive Strahlung zur medizinischen Strahlentherapie im Wesentlichen undurchdringbar ist. Dabei ist der zweite Bereich eingerichtet, den ersten Bereich zu dem Strukturteil zu ergänzen, und ist mit zumindest einem Abschnitt versehen, der eine strukturelle Modifikation aufweist, wobei der Abschnitt des zweiten Bereichs für die vorgegebene radioaktive Strahlung zur medizinischen Strahlentherapie durchdringbar ausgebildet.
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Mit dem erfindungsgemäßen Implantatsystem kann ein optimierter Strahleneintrag also dadurch erreicht werden, dass einerseits an dem Strukturteil ein erster Bereich aus einem ersten Material und zum anderen ein zweiter Bereich aus einem zweiten Material vorgesehen ist, von denen der erste Bereich zum Beispiel die mechanische lasttragende Komponente bildet, während der zweite Bereich eine Implantatkomponente, etwa bestehend aus einem Rohmaterial, welches die Strahlentherapie begünstigt, ausgebildet ist. Hierdurch wird eine verbesserte Ortsgenauigkeit und Leistungsanpassung für eine patientenspezifisch verbesserte strahlentherapeutische oder strahlendiagnostische Versorgung gestattet.
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Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Implantatsystem finden sich in den entsprechenden Unteransprüchen.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Prothesenteils lässt sich die Durchdringbarkeit des zweiten Bereichs des Strukturteils in geeigneter Weise dadurch erreichen, dass das zweite Material unterschiedlich zum ersten Material ist. Auf diese Weise kann das für die funktionale Zuordnung des jeweiligen Bereichs die im Zusammenspiel mit dem anderen Bereich optimale Materialauswahl getroffen werden.
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Eine weitere stabile und gut handhabbare Weiterbildung kann so ausgebildet sein, dass der erste Bereich den zweiten Bereich vollständig umfängt und diesen dadurch stabilisieren und schützen kann, weswegen bei dieser Weiterbildung des Implantatsystems der zweite Bereich als Einsatz in dem ersten Bereich ausgebildet ist.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung kann dann insbesondere darin bestehen, dass der zumindest strukturell modifizierte Abschnitt eine geringere Materialdichte als seine Umgebung aufweist. Es ist auch denkbar, mehrere strukturell modifizierte Abschnitte vorzusehen, die gleiche oder ggf. voneinander verschiedene Materialdicken aufweisen.
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Eine besonders zielgenaue Bestrahlung des Tumors, bei der das gesunde Gewebe in der Umgebung besser geschont werden kann wird mit einer anderen Weiterbildung erreicht, bei der der zweite Bereich als Ausnehmung in dem ersten Bereich ausgebildet ist, so dass in dem zweiten Bereich ein durch das Strukturteil gänzlich ungehinderter Durchtritt von Strahlung und deren Eintrag in den patientenspezifischen Gewebebereich gewährleistet ist.
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In einer anderen vorteilhaften Weiterbildung kann der zweite Bereich eine regelmäßige oder unregelmäßige 3-dimensionale Gerüststruktur aufweisen, so dass gleichermaßen wie bei einer Ausnehmung ein optimierter Strahleneintrag erreicht wird, jedoch hierbei zum einen die Stabilität des Strukturteils verbessert wird und zum anderen ein größerer Abschnitt mit nur einem zweiten Bereich abdeckbar ist. Es sind auch mehrere zweite Bereiche mit einer Lochgitterstruktur an dem Strukturteil des erfindungsgemäßen Implantatsystem denkbar.
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Eine befriedigende Stützwirkung und Steifigkeit erfährt das Strukturteil bei einer bevorzugten Weiterbildung, bei der das erste Material ein mechanisch stabiles Material ist. Diese kann also sowohl Metalle, als auch deren Legierungen, als auch Polymere oder Kombinationen von diesen umfassen. Besonders bevorzugt kann dabei das metallische Material des ersten Bereichs Titan, Titanlegierungen, Molybdän, Molybdänlegierungen, Magnesium, Magnesiumlegierungen, implantierbarer Edelstahl, oder eine Kombination wenigstens zweier dieser Materialien sein.
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Eine vorteilhafte Ergänzung des ersten Bereichs zu dem Strukturteil, das einen optimierten Strahleneintrag in bezüglich der Strahlungsquelle hinter diesem angeordneten Gewebe kann mit einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Implantatsystem erreicht werden, wenn das zweite Material als ein Kunststoffmaterial oder ein Keramikmaterial oder wenigstens einer resorbierbaren Komponente ausgebildet ist. Auch hier sind Kombinationen von Materialien denkbar.
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Besonders bevorzugt kann dabei das Kunststoffmaterial aus wenigstens einem Polymer, wie PEEK, PEKK, PE, PPSU oder einer Kombination wenigstens zweier dieser Materialien, gebildet sein. Gleichermaßen bevorzugt ist eine Weiterbildung, bei der das Keramikmaterial aus Aluminiumoxid oder Zirkonoxid gebildet ist. Die resorbierbare Komponente kann dabei gleichermaßen bevorzugt, ohne hierauf beschränkt zu sein, beispielsweise etwa aus HA, ß-TCP, Kombination aus HA/ß-TCP, ß-TCP/Mg, PDLLA/Mg, PDLLA/ß-TCP, PDLLA/CaCC oder dergleichen Materialien ausgebildet sein.
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Als die vorgesehene radioaktive Strahlung, die in der Lage ist, Krebszellen mittels Strahlung zu zerstören, wird bevorzugt eine Korpuskularstrahlung, insbesondere Elektronenstrahlung, oder eine Wellenstrahlung, insbesondere Röntgenstrahlung, eingesetzt. Durch die Ausbildung in mehreren Bereichen unterschiedlicher Durchlässigkeit bzw. Durchdringbarkeit für die vorgesehene radioaktive Strahlung lässt sich diese besonders akkurat und begrenzt auf einen Bereich mit der spezifisch notwendigen Leistung applizieren.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Implantatsystems kann das Strukturteil eingerichtet sein, einen geschädigten Knochenbereich im Bereich des Craniums oder der Mandibula zu ersetzen, zu schützen und oder abzudecken. Das Implantatsystem ist dabei vorzugsweise genau an die patientenspezifischen Anforderungen anpassbar und kann eine Vielzahl der jeweils notwenigen Bereiche umfassen.
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Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern zweckmäßig, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in den Figuren der Zeichnung näher erläutert. In teilweise schematisierter Darstellung zeigen hierbei:
- 1 eine perspektivische Seitenansicht einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform des implantierbaren Prothesenteils im Bereich einer Mandibula mit einem Strukturteil mit einem ersten und einem zweiten Bereich sowie einem strukturell modifizierten Abschnitt an dem zweiten Bereich;
- 2 eine perspektivische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform des implantierbaren Prothesenteils im Bereich eines Craniums mit einem Strukturteil mit einem ersten und einem zweiten Bereich sowie einem strukturell modifizierten Abschnitt an dem zweiten Bereich;
- 3a, 3b perspektivische Seitenansichten einer dritten Ausführungsform des implantierbaren Prothesenteils zur Anordnung im Bereich einer Mandibula mit einem Strukturteil mit einem ersten und mehreren zweiten Bereichen sowie strukturell modifizierten Abschnitten an den zweiten Bereichen; und
- 4 eine perspektivische Seitenansicht einer vierten Ausführungsform des implantierbaren Prothesenteils im Bereich der Mandibula mit einem Strukturteil mit einem ersten und einem zweiten Bereich sowie einem strukturell modifizierten Abschnitt.
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In sämtlichen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen - sofern nichts anderes angegeben ist - mit denselben Bezugszeichen versehen worden.
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1 zeigt eine perspektivische Seitenansicht einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform des im Ganzen mit 100 bezeichneten implantierbaren Prothesenteils im Bereich der Mandibula 60 mit einem Strukturteil 50 mit einem ersten Bereich 10a und einem zweiten Bereich 20a sowie einem in dem zweiten Bereich angeordneten strukturell modifizierten Abschnitt 22a.
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In der Darstellung der 1 ist der erste Bereich 10a des Strukturteils 50 klammerartig aus einem Titanmaterial ausgebildet, der der Kontur der Mandibula angepasst ist und sich entlang von dieser von einem im linken Abschnitt der Darstellung abgebildeten Kinnbereich bis zu einem aufsteigenden Ast (Ramus) der Mandibula 60 im rechten Abschnitt der Darstellung erstreckt. Der erste Bereich 10a des Strukturteils 50 ist hierbei mit Befestigungsschrauben 12a an der Mandibula 60 festgelegt.
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Weiter sind dabei sind an dem ersten Bereich 10a Ausnehmungen 14a vorgesehen, welche Vorsprünge an dem Kieferknochen umgreifen und derart zusätzlich einer lateralen Verschiebung des Strukturteils vorbeugen und dieses ortsfest halten. Aufgrund ihrer Anlage an Knochenbereichen sind die betreffenden Ausnehmungen 14a zum Durchtritt radioaktiver Strahlung geeignet, die von dem in den Ausnehmungen 14a angeordneten Knochenmaterial absorbiert wird. In einem mittleren Abschnitt der Darstellung der 1 stehen drei gleichmäßig beabstandete Arme 24a, die ebenfalls aus einem Titanmaterial ausgebildet sind, von dem ersten Bereich 10a in Richtung der Kieferhöhle vor und tragen mit ihren Enden ein künstliches Zahnersatzteil 18a, das die im Kiefer durch Resektion etwa eines Tumors vorhandene Lücke im Bereich der Zähne schließt.
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Durch die Arme 24a wird bezüglich der Mandibula oberhalb von dieser der zweite Bereich 20a aufgespannt, der als Ausnehmung 26 in dem ersten Bereich 10a ausgebildet. Der durch die Arme 24a gebildete zweite Bereich 20a ist eingerichtet, den ersten Bereich 10a zu dem Strukturteil zu ergänzen, und weist mit seiner soliden, von dem ersten Bereich 10 a abstehenden Struktur mit großem lichten Maß zum Durchtritt radioaktiver Strahlung eine strukturelle Modifikation dahingehend auf, dass ein im Wesentlichen freier Durchtritt durch den betreffenden Abschnitt der Mandibula 60 geschaffen ist, der von einer durch die Arme 24a gebildeten Tragstruktur durchzogen ist, die genügend Stabilität hat, um das Zahnersatzteil 18a zu stützen bzw. zu tragen und gleichzeitig einen genügend großen Strahleneintrag in das in der Kieferhöhle befindliche, zu bestrahlende Gewebe zu gestatten.
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2 zeigt eine perspektivische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform des implantierbaren Prothesenteils 100' im Bereich eines Craniums 62 mit einem Strukturteil 50' mit einem ersten und einem zweiten Bereich 10b, 20b sowie einem strukturell modifizierten Abschnitt 22b an dem zweiten Bereich 20b. Bei dieser zweiten Ausführungsform ist der erste Bereich 10b des Strukturteils 50' durch unregelmäßig am Rand einer durch operative Eröffnung (Trepanation) der Schädeldecke (dekompressive Kraniektomie) entstandenen Öffnung 34b angeordnete, im Wesentlichen quer zum Rand in die Öffnung 34b hineinragende Stützteile gebildet ist. Die Stützteile sind aus einem Titanmaterial ausgebildet. Demgegenüber ist hier der zweite Bereich 20b durch eine regelmäßige Lochgitterstruktur gebildet, die, gehalten durch den ersten Bereich 10b, die Öffnung 34b überdeckt. Gleichzeitig bildet die Lochgitterstruktur des ebenfalls aus einem Titanmaterial ausgebildeten zweiten Bereichs 20b einen Abschnitt 22b mit struktureller Modifikation, ergänzt den ersten Bereich 10b zu dem Strukturteil 50' und ist für die vorgegebene radioaktive Strahlung durchdringbar.
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3a, 3b zeigen zwei perspektivische Seitenansichten einer dritten Ausführungsform des implantierbaren Prothesenteils 100" zur Anordnung im Bereich einer in den 3a, 3b nicht gezeigten Mandibula 60 jeweils mit einem Strukturteil 50" mit einem ersten und mehreren zweiten Bereichen 10c, 20c sowie strukturell modifizierten Abschnitten22c an den zweiten Bereichen 20c. Die Strukturteile 50' sind dabei in den Seitenansichten der 3a und 3b in etwa um 180° um ihre Längsachse verdreht. Das Strukturteil 50" der 3a, 3b weist dabei in einem mittleren Abschnitt einen durch zwei parallel zueinander verlaufende Stege 42c gebildeten ersten Bereich auf, deren gleichmäßiger Abstand eine schmale Lücke 44c bildet. An den Enden der beiden Stege 42c ist jeweils ein zweiter Bereich 22c des Strukturteils 50" angeordnet, der in Einsatzstellung jeweils einen Bereich der Mandibula (nicht dargestellt) umgreift, und der ebenso wie der erste Bereich 10c aus einem metallischen Magnesiummaterial ausgebildet ist.
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Der in den Darstellungen 3a, 3b jeweils obere zweite Bereich 20c des Strukturteils 50" ist dabei zum Umgreifen eines Kinnabschnitts von vorne vorgesehen, während der in den Darstellungen der 3a, 3b untere zweite Bereich 20c zum Umgreifen der Mandibula 60 im Seitenbereich von unten vorgesehen ist. Beide zweiten Bereiche 20c weisen eine strukturelle Modifikation 22c auf und haben eine unregelmäßige Lochgitterstruktur, die von der vorgegebenen radioaktiven Strahlung zur Strahlentherapie durchdrungen wird. Die Lage der Lochgitterstruktur ist dabei spezifisch auf das Fehlen von Knochenmaterial und damit die Möglichkeiten der Strahlung abgestimmt, dort nach Wunsch in das Gewebe eingetragen werden zu können.
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4 zeigt eine perspektivische Seitenansicht einer vierten Ausführungsform des implantierbaren Prothesenteils 100''' im Bereich der Mandibula 60 mit einem Strukturteil 50''' mit einem ersten und einem zweiten Bereich 10d, 20d sowie einem strukturell modifizierten Abschnitt 22d. In diesem Fall ist der erste Bereich 10d aus einem Titanmaterial ausgebildet und an einem Seitenbereich der Mandibula 60 angeordnet, entlang derer er sich erstreckt, und die er in deren Verlauf zum Teil vollständig ersetzt. In einem mittleren Abschnitt des ersten Bereichs 10d ist ein zweiter Bereich 20d des Strukturteils 50''' als Einsatz mit länglich rautenförmigem, also viereckigem Querschnitt an dem ersten Bereich 10d ausgebildet, wobei der zweite Bereich 20d aus einem Kunststoffmaterial, genauer aus einem Polymer, wie z.B. in diesem Fall PEEK ausgebildet ist. Damit ergänzt der zweite Bereich 20d den ersten Teil 10d zu dem Strukturteil 50''' und weist mit seinem Abschnitt 22d eine strukturelle Modifikation derart auf, dass die vorgegebene radioaktive Strahlung, hier eine Röntgenstrahlung, den zweiten Bereich 20 durchdringt, und in das dahinter befindliche, durch den ausgenommenen Knochen freiliegende Weichteilgewebe der Mundhöhle eingetragen werden kann.
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Mit der vorstehend anhand von bevorzugten Ausführungsformen gemäß 1 bis 4 beschriebenen Erfindung wird demnach ein Implantatsystem 100, 100', 100", 100''' geschaffen, welches eine Verbesserung der Ortsbestimmung und der Einstellung der Strahlungsleistung beim Einsatz postoperativer Strahlentherapie gestattet. Hierfür wird bei dem implantierbaren Prothesenteil 100, 100', 100", 100''' der erste Bereich 10a, 10b, 10c, 10d des Strukturteils 50, 50', 50", 50"' eingerichtet, das Strukturteil 50, 50', 50", 50''' zu stützen und für eine vorgegebene radioaktive Strahlung zur medizinischen Strahlentherapie im Wesentlichen undurchdringbar zu sein, während der zweite Bereich 20a, 20b, 20c, 20d eingerichtet ist, den ersten Bereich 10a, 10b, 10c, 10d zu dem Strukturteil 50, 50', 50", 50''' zu ergänzen, und mit zumindest einem Abschnitt 22a, 2b, 22c, 22d versehen ist, der eine strukturelle Modifikation aufweist. Der Abschnitt 22a, 2b, 22c, 22d des zweiten Bereichs 20a, 20b, 20c, 20d wird dabei durch die vorgegebene radioaktive Strahlung zur medizinischen Strahlentherapie durchdringbar ausgebildet.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005003188 A1 [0002]
