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Die
Erfindung betrifft eine Knochenplatte zur Verbindung von mindestens
zwei Knochenteilen. Die Knochenplatte weist einen plattenförmigen
Anlagebereich mit einer Kontaktfläche für die
Knochenteile, mindestens eine Durchgangsöffnung für
ein Befestigungselement und mehrere von der Kontaktfläche
in eine Richtung abstehende, voneinander beabstandete, in jedes
der Knochenteile eindrückbare Vorsprünge, insbesondere
in Form von Dornen oder Zähnen, auf.
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Bei
der Applikation der Knochenplatte dringen die Vorsprünge
in den Knochen ein und verhindern eine unbeabsichtigte Verlagerung
oder Verschiebung gegenüber den Knochenteilen. Die Festigkeit
des Knochens unter der Knochenplatte wird hauptsächlich
durch den kortikalen Anteil zwischen den Vorsprüngen bestimmt
und weniger durch die Spongiosa, in die die Vorsprünge
regelmäßig ebenfalls eintauchen. Knochenplatten
dieser Art sind z. B. aus der
DE 103 26 690 A1 bekannt.
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Bei
fortgeschrittener Osteoporose kann es vorkommen, dass die Kortikalis
sehr dünn ist und eventuell keine Spongiosa in nennenswertem
Umfang mehr vorhanden ist.
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In
einer solchen Situation kann es vorkommen, dass zwischen den Vorsprüngen
vorhandenes Knochenmaterial nicht ausreicht, um die auftretenden
Kräfte aufzunehmen. Das Knochenmaterial kann ausbrechen
und die Knochenplatte reißt aus. Dies führt zu
einer instabilen Fusion, und der Patient muss reoperiert werden.
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Knochenplatten,
die als Sternumverschluss eingesetzt im Falle der Notwendigkeit
einer erneuten Operation leicht durchtrennbar sind, wurden in der
DE 10 2006 046 428
A1 vorgeschlagen. Sie weisen zu diesem Zweck einen Teilbereich
auf, der aus körperverträglichem Kunststoff ausgebildet
ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Knochenplatte vorzuschlagen,
bei der auch bei dünner Kortikalis eine größere
Sicherheit bei der Verbindung der Knochenteile möglich
ist.
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Die
Aufgabe wird bei der eingangs beschriebenen Knochenplatte erfindungsgemäß dadurch
gelöst, dass die Vorsprünge, die jeweils in ein
Knochenteil eindringen, in mindestens zwei voneinander beabstandeten
Reihen angeordnet sind.
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Aufgrund
der Anordnung der Vorsprünge in zwei oder mehr Reihen erhält
man den Vorteil erhöhter Auszugskräfte, da größere
Abstände zwischen den Vorsprüngen bei gleicher
Anzahl an Vorsprüngen pro Knochenteil größere
Knochenbereiche zwischen den Vorsprüngen unbeeinträchtigt
lassen. Die erfindungsgemäße Knochenplatte benötigt
dabei kein größeres Außenmaß.
Gleichwohl erhält man eine erhöhte Festigkeit
der Verbindung der Knochenteile.
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Ein
typisches Einsatzgebiet für die erfindungsgemäßen
Knochenplatten ist das Sternum. Die erfindungsgemäßen
Knochenplatten sind jedoch nicht nur am Sternum einsetzbar, sondern
auch bei Rippenbrüchen, bei der Kiefer- und Gesichtschirurgie,
insbesondere der maxillofacialen Chirurgie, und im Bereich des Craniums.
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Die
Vorsprünge werden bevorzugt an einem oder mehreren Randbereichen
der Knochenplatte angeordnet.
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Häufig
werden die Vorsprünge in parallelen Reihen angeordnet.
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Typischerweise
werden die Vorsprünge als Dorne oder vorzugsweise als Zähne
ausgebildet. Die Vorsprünge können gegebenenfalls
auch mit Widerhaken ausgebildet werden.
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Bevorzugt
stehen die Vorsprünge im Wesentlichen rechtwinklig von
der Kontaktfläche ab.
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Bei
vielen Applikationen empfiehlt sich die Auswahl von im Wesentlichen
rechteckig ausgebildeten Knochenplatten. Hier werden bevorzugt an
den Eckbereichen weitere Vorsprünge vorgesehen, die vorzugsweise
zu den Vorsprungsreihen in einem spitzen Winkel angeordnet sind.
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Gleichwohl
ist die Erfindung nicht auf solche Plattengeometrien beschränkt,
sondern lässt sich auch bei anderen Mehreckformen, runden
oder ovalen Plattengeometrien verwirklichen.
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Die
erfindungsgemäßen Knochenplatten werden typischerweise
aus Plattenmaterialien mit Dicken von beispielsweise ca. 0,5 mm
gefertigt.
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Als
Plattenmaterialien eignen sich insbesondere Titan oder Titanlegierungen
oder auch implantatgeeignete Kunststoffe, wie z. B. PEEK.
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Wie
erwähnt, sind vielfach Knochenplatten günstig,
bei denen die Vorsprünge im Randbereich der Platte ausgebildet
sind. Für bestimmte Anwendungen kann es sich jedoch als
günstig erweisen, dass zumindest ein Teil der Vorsprünge
auch vom Rand beabstandet angeordnet ist.
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Bei
der Verwendung der Zahngeometrie für die Vorsprünge
werden die Zähne vorzugsweise überwiegend parallel
zueinander in Zahnreihen ausgerichtet angeordnet. In Eckbereichen
kann es sich dabei als günstig erweisen, die dort angeordneten Zähne
in einem spitzen Winkel zu den Zahnreihen anzuordnen.
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Vorzugsweise
werden die Knochenplatten aus einem einstückigen, plattenförmigen
Ausgangsmaterial gefertigt, wobei die Vorsprünge, insbesondere
die Zähne, aus dem plattenförmigen Material gewonnen
werden und insbesondere aus diesem ausgestanzt, mittels Laser geschnitten
oder erodiert und anschließend abgekröpft werden.
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Alternativ
ist es möglich, die erfindungsgemäße
Knochenplatte mehrteilig auszubilden, wie dies aus der
DE 10 2006 046 428 A1 bekannt
ist, so dass ein mittlerer Bereich, der gegebenenfalls die mindestens
eine Durchgangsöffnung aufweisen kann, aus einem implantatgeeigneten
Kunststoff hergestellt ist, wie insbesondere PEEK, und die Randbereiche,
die bevorzugt die Vorsprünge umfassen, aus einem metallischen
Material, insbesondere Titan oder einer Titanlegierung.
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Typischerweise
werden die Knochenplatten paarweise verwendet, wobei dabei vorgesehen
werden kann, dass die Anordnung der Vorsprünge im montierten
Zustand aufeinander ausgerichtet ist.
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Bei
bestimmten Anwendungen kann es auch günstig sein, wenn
die Vorsprünge der einen Knochenplatte zu den Vorsprüngen
der anderen im montierten Zustand auf Lücke angeordnet
sind.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
sind der oder die Randbereiche der Knochenplatte mit einer ersten
Reihe an Vorsprüngen versehen, welche randständig
angeordnet sind, während eine zweite Reihe an Vorsprüngen vom
Rand beabstandet, innerhalb eines ansonsten geschlossenen Flächenabschnitts
des oder der Randbereiche angeordnet ist.
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Die
Erfindung betrifft insbesondere auch ein Set aus Knochenplatten
und einem oder mehreren Befestigungselementen zur Verankerung der
Knochenplatten an den Knochenteilen.
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Als
Befestigungselemente bieten sich insbesondere Schrauben an, die
jede der beiden Platten gesondert an den Knochenteilen halten, oder
aber Befestigungselemente, insbesondere in Form von Raststiften,
die den beiden Knochenplatten gemeinsam sind und die beiden Knochenplatten
aneinander halten. Hier entfällt typischerweise eine Verankerung der
Befestigungselemente im Knochenmaterial.
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Diese
und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen
Knochenplatten und der erfindungsgemäßen Sets
werden im Folgenden anhand der Zeichnung noch näher erläutert.
Es zeigen im Einzelnen:
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1A und
B: eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Knochenplatte;
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2:
die Knochenplatte der 1 in Schnittansicht;
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3A und
B: zwei weitere Varianten der erfindungsgemäßen
Knochenplatte;
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4:
ein erfindungsgemäßes Knochenplattenset;
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5:
eine Schnittansicht eines applizierten Knochenplattensets aus der 4;
und
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6:
eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen
Knochenplattensets.
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1A zeigt
eine erfindungsgemäße Knochenplatte 10 als
solche, 1B zeigt dieselbe im applizierten
Zustand, bei dem zwei Knochenteile 12, 14 eines
schematisch dargestellten Sternum über die Knochenplatte 10 miteinander
verbunden sind.
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Die
Knochenplatte 10 umfasst einen plattenförmigen
Anlagebereich 16 mit einer Kontaktfläche für
die Knochenteile 12 und 14 sowie mehrere Durchgangsöffnungen 18 für
Befestigungselemente, im vorliegenden Fall Knochenschrauben 20.
Die Knochenplatte 10 weist eine im Wesentlichen rechteckige
Grundform auf, wobei an zwei parallel zueinander verlaufenden Randbereichen 22, 24 Vorsprünge
in Form von Zähnen 26, 28, 30 angeordnet
sind. Die Vorsprünge 26 und 28 sind in
zwei parallelen Zahnreihen angeordnet und weisen in ei ner Richtung
parallel zum Rand 22 bzw. 24 und benachbart zur
Anlagefläche 16 einen Abstand ZA voneinander auf.
Die in Eckbereichen der Knochenplatte 10 angeordneten Zähne 30 sind
um den spitzen Winkel α gegenüber der Ausrichtung
der parallelen Zahnreihen der Zähne 26, 28 gedreht
angeordnet. Damit können die Zähne 30 Scherkräfte
aufnehmen, die insbesondere bei geradem Trennschnitt der beiden
zu verbindenden Knochenteile 12, 14 zu erwarten
sind.
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Bevorzugt
ist die Zahngeometrie der Zähne 26, 28 und 30 so
gestaltet, dass der in das Knochenmaterial eintretende Teil eine
Zahnbreite ZB aufweist, die geringer ist als die Zahnbreite benachbart
zur Anlagefläche 16. Die Vorsprünge verlaufen
zunächst im Wesentlichen coplanar mit der Anlegeplatte 16 und weisen
bevorzugt an ihren außen liegenden, verjüngten
Enden eine nach unten abgewinkelte Spitze auf. Aufgrund der Verjüngung
ergibt sich an dem Teil der Vorsprünge, die in das Knochenmaterial
eindringen, ein gegenüber dem Zahnabstand ZA vergrößerter Abstand
ZAK. Die Zähne 26, 28 und 30 können
auch an ihren Spitzen mit Widerhaken versehen sein (nicht gezeigt).
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Weiter
sind die Zähne 26, 28 in zwei voneinander
in einer Richtung senkrecht zum Rand 22 bzw. 24 beabstandeten
Reihen randständig angeordnet und halten in Richtung senkrecht
zum Rand 22 bzw. 24 einen Abstand ZR voneinander
ein.
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Der
Abstand eines Eintrittspunktes eines Zahns 26 in das Knochenmaterial
zu dem nächstkommenden Punkt des benachbarten Zahns 28 ergibt
sich als vK = (ZAK2 +
ZR2)1/2, d. h. vK > ZAK.
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2 zeigt
die Knochenplatte 10 im montierten Zustand an einem Sternum
in Schnittdarstellung, dessen Knochenteile 12 und 14 über
die Knochenplatte 10 miteinander verbunden werden.
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Veranschaulicht
ist hier die Eintauchtiefe der Zähne 26, 28 und 30 sowie
die bereits montierten Schrauben 20. Hier wird auch nochmals
der Vorteil der im spitzen Winkel zu den Zahnreihen der Zähne 26, 28 angeordneten
Zähne 30 in den Eckbereichen deutlich: Die Zähne 30 weisen
eine deutlich größere Projektionsfläche
auf als die Zähne 26 und 28.
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Die
Zähne 26, 28, 30 müssen
nicht notwendigerweise am Rand der Auflageplatte 16 ausgebildet
sein, sondern können auch innerhalb der Platte angeordnet
werden, wobei dann optional die Durchgangsöffnungen 18 für
die Verschraubung auch zwischen den Zähnen und dem Randbereich
angeordnet sein können.
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Solche
Varianten der erfindungsgemäßen Knochenplatte 10' und 10'' sind
in den 3A und 3B dargestellt.
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Wie
bei der Variante der 1 und 2 weisen
die Knochenplatten 10' und 10'' randständig Zähne 26 auf,
die parallel zueinander ausgerichtet und einstückig mit
der Anlegeplatte 16 ausgebildet sind. In den vier Eckbereichen
der Knochenplatte 10' und 10'' sind wiederum Zähne 30 in
einem spitzen Winkel zu den Zähnen 26 angeordnet.
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Anstelle
einer zweiten randständigen Reihe an Zähnen 28,
wie dies bei der Knochenplatte 10 der 1 und 2 der
Fall ist, weisen die Knochenplatten 10' und 10'' innerhalb
eines ansonsten geschlossenen Flächenabschnitts der Randbereiche
jeweils eine zweite Zahnreihe 32 bzw. 33 auf,
wobei deren Zähne 34 bzw. 35 vorzugsweise
so gebildet werden, dass in den sie umfassenden Flächenabschnitten
die Knochenplatte, beispielsweise mittels Laserschneiden oder Erodieren,
ein Trennschritt durchgeführt wird, der im Fall der in
den 3A und 3B gezeigten
Varianten bogenförmig ist. Die die Zähne 34 bzw. 35 bildende
Teilfläche kann danach aus der Plattenebene herausgebogen
werden und die gewünschte Zahngeometrie hergestellt werden.
Die Verankerung der Zähne 34 ist proximal zur
Anlegefläche 16, die der Zähne 35 proximal
zu den randständigen Zähnen 26.
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Im
Bereich der Anlegeplatte 16 verbleibt ausreichend Raum
für die Durchgangsöffnungen 18.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die
Knochenplatten als Set konfektioniert, wie dies in 4 zu
sehen ist. Das dort dargestellte Knochenplattenset 40 umfasst
eine erste Knochenplatte 42 und eine zweite Knochenplatte 44,
die im vorliegenden Beispiel ähnlich ausgestaltet sind wie
die Knochenplatte 10 der 1 und 2.
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Die
Knochenplatten 42, 44 weisen dabei Zähne 46, 48, 50 bzw. 46', 48', 50' auf,
die im Set aufeinander ausgerichtet sind und gegeneinander weisen.
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Als
Befestigungselemente sind Raststifte 52, 54 vorgesehen,
die an einem Ende über einen Bügel 55 miteinander
verbunden sind.
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Die
freien Enden sind durch Öffnungen 58 in der Knochenplatte 44 geführt
und liegen mit einem Flansch, der für beide Raststifte
auch gemeinsam sein kann, an der der Anlagefläche der Knochenplatte 44 gegenüber
liegenden Oberfläche an und sind so fixiert.
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Die
Knochenplatte 42 weist Öffnungen 60 auf,
die mit Rastelementen 62 versehen sind.
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4 zeigt
das Set aus Knochenplatten 42, 44 in einer Ausgangslage,
während 5 dasselbe Set an Knochenplatten 42, 44 an
einem Sternum appliziert zeigt. Hier sind die beiden Knochenplatten 42 und 44 gegeneinander
gedrückt, die Zähne 46, 48, 50 bzw. 46', 48', 50' dringen
durch die Kortikalis der beiden Knochenteile 70, 72 des
Sternum ein und halten so diese beiden Teile in ihrer Position.
Die beiden Knochenplatten 42 und 44 werden gegeneinander gefahren,
wobei die Rastelemente 62 in Hinterschnitten an den Raststiften 52, 54 eingreifen
und so das Set 40 in dem zusammengefahrenen Zustand, wie
in 5 gezeigt, fixieren.
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Nach
dem Applizieren des Knochenplattensets 40 werden die Raststifte 52, 54 abgelängt,
und die über den Bügel 55 verbundenen, überstehenden Enden
der beiden Raststifte werden somit entfernt.
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Für
die in den 4 und 5 gezeigte Ausführungsform
gilt wie für die in den 1 und 2 gezeigte,
dass die Zähne 46, 48, 50 bzw. 46', 48', 50' nicht
zwingend am Randbereich der Knochenplatten 42, 44 ausgebildet
sein müssen, sondern ein Teil oder alle der Zähne
können auch innerhalb der Knochenplatten angeordnet sein,
wobei die Raststifte vorzugsweise mittig zu den Knochenplatten 42, 44 angeordnet
sind und im Spaltbereich zwischen den beiden Knochenteilen 70, 72 verbleiben.
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Dies
ist in 6 an einem Knochenplattenset 80 gezeigt,
bei dem Knochenplatten 82, 84 zum Einsatz kommen,
die ähnlich ausgebildet sind wie die in 3A gezeigten,
so dass wegen der Einzelheiten auf die dazu gegebene Figurenbeschreibung
verwiesen werden kann.
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Es
versteht sich, dass in gleicher Weise ein Knochenplattenset unter
Einbeziehung von Knochenplatten ähnlich denen der 3B gebildet
werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10326690
A1 [0002]
- - DE 102006046428 A1 [0005, 0021]