DE19619922A1 - Verfahren und Modell für die gelenkte Knochenregeneration - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Bilden eines Hohlraumes an einem Knochen, mit zumindest einem aus biokompatiblem Material bestehenden, eine mit Bindegewebe abdeckbare Oberfläche aufweisenden Modell, welches zum Begrenzen eines Hohlraumes zwischen Modell und Knochen am Knochen anbringbar ist.

Derartige Einrichtungen dienen zur Formung und Erhaltung eines Aufnahmeraumes für den Knochen zwischen Knochen und Bindegewebe (genauer gesagt Perios) für die gelenkte Knochenregeneration. Solche Einrichtungen sind insbesondere dazu geeignet, die Voraussetzungen zur optimalen Knochenregeneration des dentalen Alveolenrandes zu schaffen.

Das Verfahren der gelenkten Knochenregeneration, auch kurz GBR (Guided Bone Regeneration) genannt, dient bekanntlich dem Zweck der Regeneration des Knochens (in der Breite und in der Höhe), um eine durch Trauma oder pathologischen Vorgang beeinträchtigte Funktion bzw. Ästhetik wiederherzustellen und gegebenenfalls das Anbringen eines Implantats zu ermöglichen.

Wesentliche Voraussetzung für die erfolgreiche Durchführung einer solchen Therapie ist die Bildung und Erhaltung (über einen angemessenen Zeitraum) eines Freiraumes zwischen Knochen und Bindegewebe, der einen in Form und Größe angemessenen Rauminhalt zur Verfügung stellt. Dieser wird allmählich von dem sich regenerierenden Knochen ausgefüllt, der nach und nach die Form und Größe des genannten Freiraumes annehmen wird.

Zum Beispiel werden bei der gelenkten Knochenregeneration des Alveolenrandes Membranen aus biokompatiblem (aber nicht bioresorbierbarem) Werkstoff verwendet, wobei die Membran dafür vorgesehen ist, im Gewebe um den Implantatbereich der Membran integriert bzw. angeheftet zu werden.

Hauptzweck dieser Membran ist die Formung, Erhaltung und der Schutz eines geeigneten Freiraums zur Knochenregeneration, wobei jedoch das Einbrechen der Membran in die von ihr selbst begrenzte Kavität verhindert werden muß. Mögliche Ursachen für den Einbruch sind das Eigengewicht der Membran, der von dem umliegenden Gewebe ausgeübte Druck oder die Wirkung zum Teil beträchtlicher äußerer Kräfte, wie sie beispielsweise beim Kauen auftreten. Die Möglichkeit eines Membraneinbruchs stellt einen sehr kritischen Aspekt für den Erfolg oder Mißerfolg der gelenkten Knochenregeneration dar, so daß eine weiterentwickelte Ausführung eine Verstärkungs­ einlage aus dünnen Titanblättchen in diesen Membranen vorsieht.

Die oben beschriebene Methode, die praktisch auf der Schaffung eines Bogengerüstes basiert, das dem darunter­ liegenden Hohlraum mechanische Resistenzeigenschaften entgegensetzt, bietet zwar zufriedenstellende Ergebnisse im Hinblick auf die mögliche Knochenregeneration, ist aber nicht beliebig auf die Allgemeinheit der klinischen Fälle anwendbar, da die Möglichkeit der Schaffung und Erhaltung eines an die Knochenoberfläche angrenzenden Raumes nicht nur von den physikalischen Eigenschaften der oben genannten Membranen abhängt, sondern zum Teil auch von der Morphologie des angrenzenden Knochens.

Für Fälle mit unpassender Steifheit der Membranen und Morphologie des Knochens wurden klinische Verfahren und Werkstoffe entwickelt, die eine andere Form der Einbringung und Befestigung der Membran vorsehen.

Eine dieser Techniken, unter der Bezeichnung MENFIX-System (eingetragenes Warenzeichen) bekannt, verwendet Schrauben zur Verankerung der Membran, die in den Knochen eingetrieben werden, sowie an der Membran festgemachte Schrauben, die diese stützen und vom Knochen weghalten. Auf diese Weise entsteht darunter ein Raum, der von dem sich regenerierenden Knochen nach und nach ausgefüllt werden kann. Dieses Verfahren, das im wesentlichen auf eine Verstärkung der Verankerung und Stützung der Membran abzielt, führte zu verbesserten Ergebnissen in klinischen Fällen mit ausgedehnten Knochenverlusten. Doch auch bei dieser Methode kann die Möglichkeit eines teilweisen Membraneinbruchs seitlich der Stützschrauben nicht ausgeschlossen werden, der wiederum weitere Verpflanzungen von autologem koriko­ medullärem Knochengewebe erforderlich macht, das mit eigenen Halteschrauben auf dem Knochen stabilisiert wird.

Nachteilig bei den Membranen ist der einerseits die Festigkeit und andererseits die komplizierte und zeitraubende Anbringung. Dann muß die Membran jeweils an den Knochen entsprechend angepaßt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung zum Bilden eines Hohlraumes an einem Knochen vorzusehen, die die oben genannten Nachteile beseitigt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Modell die Form eines Nagels mit einem verbreiterten, die Oberfläche aufweisenden Kopf und einem Schaft aufweist, wobei der Schaft im Knochen derart verankerbar ist, daß zwischen Kopf und Knochen der Hohlraum bildbar ist.

Durch eine derartige Einrichtung läßt sich unter Verwendung eines oder mehrerer Modelle auf einfache Weise eine mit Bindegewebe abdeckbare Oberfläche bilden, sowie einen Hohlraum zwischen Modell und Knochen begrenzen. Gegenüber herkömmlichen Lösungen, welche z. B. eine Membran verwenden, ist kein Anpassen des Modelles an den Knochen mehr erforderlich. Je nach Größe des zu überbrückenden Hohlraumes bzw. der zu bildenden Oberfläche können einfach mehrere einzelne Modelle nebeneinander angeordnet werden.

Wenn das Modell aus Polymerwerkstoff hergestellt ist, der in einem tierischen Körper resorbierbar ist, kann zudem wirksam verhindert werden, daß der bei Membranen erforderliche Zweiteingriff zum Entfernen der Membran nach der für die Regeneration und Konsolidierung des Knochens notwendigen Zeit wegfallen kann.

Durch die erfindungsgemäße Einrichtung können nicht nur kritische Knochensituationen behoben werden, sondern kann die Einrichtung auch benutzt werden, um einen Aufbau des Knochens an Steilen zu erzielen, an denen er zuvor nicht vorhanden war.

Die technischen Merkmale der Erfindung im Hinblick auf die o.g. Zielsetzung sind eindeutig den untenstehenden Ansprüchen zu entnehmen, und ihre Vorzüge werden in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung verdeutlicht, die sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht. Diese steilen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, das nur als Beispiel dient und keineswegs einschränkenden Charakter hat, wobei:

• - Abb. 1 in einer schematischen Darstellung im Aufriß ein nicht näher bestimmtes anatomisches Detail zeigt, in dem die erfindungsgemäße Einrichtung angebracht worden ist.
• - die Abb. 2a und 2b respektive im seitlichen Teilschnitt und in Aufsicht von oben das Detail der Abb. 1 mit einigen abgenommenen Teilen zeigen;
• - die Abb. 3, 4, 5 und 6 respektive einige mögliche Ausführungen der Einrichtung nach der Erfindung im Aufriß und im Grundriß zeigen.

Mit Bezug auf die beigefügten Abbildungen ist zu bemerken, daß die Erfindung im wesentlichen bei einem Verfahren zur Formung und Erhaltung eines Aufnahmeraumes (3) zwischen dem Knochen (1) eines tierischen Körpers (11) und dem diesen bedeckenden Bindegewebe (2) verwendet wird, in dem der Knochen (1) nach der Methode der gelenkten Regeneration wieder neu gebildet werden kann.

Das Verfahren dient zur Illustration der Verwendung der Erfindung und sieht folgende Hauptphasen vor:

• - Ablösung eines Streifens (4) Bindegewebe in seiner ganzen Schichtstärke (2), der zumindest teilweise vom Knochen (1) getrennt und in angemessener Weise mobilisiert werden muß (die Pfeile F4 geben Richtung und Verlauf der vom Chirurgen vorzunehmenden Öffnung und Ablösung an);
• - Bohrung des Knochens (1) zur Anfertigung von einem oder mehreren Aufnahmelöchern (7) zur bleibenden Verankerung mit erfindungsgemäßen Modellen, die als Nägel (5) mit verbreitertem Kopf (6) aus bioresorbierbarem Material ausgebildet sind, die so den Knochen überragen, daß sie den genannten Aufnahmeraum (3) zwischen dem verbreiterten Kopf (6) und dem darunterliegenden Knochen (1) abgrenzen.
• - endgültiges Schließen des Streifens (4) Bindegewebe (2) oberhalb des verbreiterten Kopfes (6) der Nägel (5) (mit Bewegungsrichtung entgegengesetzt zur Richtung der Pfeile F4 und entsprechender chirurgischer Naht, die mit S gekennzeichnet ist).

Die Nägel (5), die das Modell bzw. das mechanische Mittel zur Durchführung des betreffenden Verfahrens darstellen, sind aus einem vom tierischen Körper (11) resorbierbaren Polymerwerkstoff gefertigt, z. B. aus Polydioxanonen. Sie besitzen einen dünnen, zylindrischen Schaft (9), der den verbreiterten Kopf (6) mit abgerundeten Rändern (10) trägt. Der Kopf (6) (Abb. 2 und 3) ist vorzugsweise flach und mit kreisförmigen Umriß ausgebildet, kann aber, abgesehen von der unverzichtbaren Voraussetzung der abgerundeten Ränder (10), auch in anderer Form realisiert werden (Abb. 4 und 5), z. B. als flacher Kopf mit elliptischer Kontur, oder als verbreiterter Kopf (6) mit Linsenform und mit kreis- oder ellipsenförmigem Umriß. Die weitgehend kantenfreie Form dient logischerweise dazu, kritische Punkte bei der Regeneration des darunterliegenden Knochens auszuschließen, die eine Umgebung ohne Traumen und vor allem ohne Verletzung des darüberliegenden Weichteilgewebes erfordert.

Hinsichtlich des Schaftes (9) ist schließlich zu bemerken, daß eine mögliche Ausführungsvariante auch ein mit Gewinde versehenes Ende (8) vorsehen kann, das in ein entsprechendes Gewinde paßt, das in das Loch (7) geschnitten wird. Das Gewinde im Bohrloch (7) kann entweder beim Eindrehen des Schaftes (9) in den Knochen (1) geschnitten werden, oder aber durch eine speziell durch das oben beschriebene Verfahren vorgesehene Gewindeschneidphase, die vor dem Einsetzen der Nägel (5) in die Bohrlöcher (7) erfolgt. Diese Löcher können mit üblichen Fräsern angefertigt werden, die, da bereits ausreichend bekannt, an dieser Stelle nicht beschrieben werden.

Das obengenannte Verfahren zeichnet sich, zusätzlich zu den aufgeführten Vorteilen, auch durch eine spürbare Reduzierung der Eingriffsdauer und -kosten aus.

Die aus den verbreiterten Köpfen (6) bestehende Gesamtoberfläche erreicht, dank der den einzelnen Nägeln (5) entsprechenden Befestigung an mehreren Stellen, eine erhöhte Immobilisation im Vergleich zu den in der bekannten Technik verwendeten Membranen. Daher ist von der Erfindung eine wirksame Knochenregeneration zu erwarten, die auf die erhöhte Stabilität des Blutgerinnsels in dem Raum unterhalb der genannten verbreiterten Köpfe (6) zurückzuführen ist.

Praktisch ist es dank des verwendeten Verfahrens und Modells möglich, das Einbringen von Implantaten mit nur einem Eingriff zur gelenkten Knochenregeneration des Knochenrandes zu erreichen, da es aus den oben aufgeführten Gründen nicht mehr erforderlich ist, einen Zweiteingriff zur Entfernung der herkömmlich verwendeten Membranen (als bekanntes Verfahren illustriert) vorzusehen. Mit dem hier beschriebenen Verfahren erfordert der eventuelle Einsatz von Implantaten nur einen einfachen Einschnitt am Randwulst und die minimale Ablösung der Wundränder.

Die so konzipierte Erfindung ist offen für vielerlei Arten von Veränderungen und Variationen, jedoch stets innerhalb des vom Erfindungsgedanken gesteckten Rahmens. Außerdem können alle Details durch technisch gleichwertige Elemente ersetzt werden.

Unter diesem Blickpunkt ist auch zu beachten, daß das aus den Nägeln (5) bestehende Modell auch aus metallischem Werkstoff gefertigt werden könnte, wie z. B. eine Titanlegierung von der Art, die normalerweise für die Herstellung der üblichen enossalen Implantate verwendet wird, die in die nach dem Verfahren der gelenkten Regeneration neu gebildeten Knochenabschnitte eingebracht werden. In der Praxis sind selbstverständlich Änderungen und/oder Verbesserungen möglich, die in jedem Fall im Rahmen der folgenden Patentansprüche bleiben.

Claims (8)

1. Einrichtung zum Bilden eines Hohlraumes an einem Knochen (1) mit zumindest einem aus biokompatiblem Material bestehenden, eine mit Bindegewebe abdeckbare Oberfläche aufweisenden Modell, welches zum Begrenzen eines Hohlraumes zwischen Modell und Knochen am Knochen anbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Modell die Form eines Nagels mit einem verbreiterten, die Oberfläche aufweisenden Kopf (6) und einem Schaft (9) aufweist, wobei der Schaft im Knochen derart verankerbar ist, daß zwischen Kopf und Knochen der Hohlraum bildbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Modell aus Polymerwerkstoff hergestellt ist, der in einem tierischen Körper (11) resorbierbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Modell aus metallischem Werkstoff hergestellt ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft zylindrisch ist und der Kopf (6) abgerundete Ränder ohne scharfe Kanten (10) trägt.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Umriß des verbreiterten Kopfes (6) kreisförmig ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Umriß des verbreiterten Kopfes (6) ellipsenförmig ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der verbreiterte Kopf (6) linsenförmig ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Schaft (9) an einem Ende (8) ein Gewinde aufweist.