DE202023100431U1

DE202023100431U1 - Endoprothese und Endoprothesen-System

Info

Publication number: DE202023100431U1
Application number: DE202023100431.8U
Authority: DE
Original assignee: Mathys AG Bettlach
Current assignee: Synthes Bettlach GmbH
Priority date: 2023-01-31
Filing date: 2023-01-31
Publication date: 2024-05-02
Anticipated expiration: 2033-02-01
Also published as: DE102023116374A1; DE102023116397A1; DE102023116386A1; WO2024161255A1; DE102023116366A1

Abstract

Eine zumindest partielle Endoprothese, insbesondere für das menschliche Knie,
wobei die zumindest partielle Endoprothese derart ausgebildet ist, dass der sagittale Schnitt, welcher insbesondere zur entsprechenden Implantation erforderlich ist, im anterioren Bereich nach dezentral abweicht,
und/oder
wobei ein anteriorer Bereich der zumindest partiellen Endoprothese, welcher insbesondere dem anterioren Bereich der entsprechenden Tibia nach Einsatz der zumindest partiellen Endoprothese in den menschlichen Körper zugewandt ist, eine geneigte Fläche aufweist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine Endoprothese und ein Endoprothesen-System für einen zumindest teilweisen Gelenkersatz mit verbesserten Eigenschaften.
HINTERGRUND
Aufgrund einer steigenden Lebenserwartung der Menschen und der damit verbundenen gestiegenen Wahrscheinlichkeit bzw. Notwendigkeit, im Verlauf des Lebens wenigstens einmal mindestens einen Teil zumindest eines Gelenks durch ein entsprechendes Implantat zu ersetzen, wächst der Bedarf an Gelenkersatz mit verbesserten Eigenschaften, insbesondere um für die jeweiligen Patienten auch nach entsprechender Implantation eine möglichst hohe Lebensqualität zu gewährleisten.
AUFGABE UND LÖSUNG
Demnach ist es Aufgabe der Erfindung, einen zumindest teilweisen oder vollständigen Gelenkersatz mit verbesserten Eigenschaften bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Schutzansprüche gelöst. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Weiterbildungen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine zumindest partielle Endoprothese insbesondere für das menschliche Knie geschaffen. Dabei ist die zumindest partielle Endoprothese derart ausgebildet, dass der sagittale Schnitt, welcher insbesondere zur entsprechenden Implantation erforderlich ist, im anterioren Bereich nach dezentral abweicht. Zusätzlich oder alternativ weist ein anteriorer Bereich der zumindest partiellen Endoprothese, welcher dem anterioren Bereich der entsprechenden Tibia nach Einsatz der zumindest partiellen Endoprothese in den menschlichen Körper zugewandt ist, eine geneigte Fläche auf. Vorteilhafterweise werden die Eigenschaften des Gelenkersatzes beispielsweise insofern verbessert, dass eine entsprechende Implantation einfacher durchzuführen ist. Es sei darauf hingewiesen, dass die zumindest partielle Endoprothese auch eine vollständige bzw. totale Endoprothese sein kann. Zudem sei angemerkt, dass es sich bei dem sagittalen Schnitt nicht zwingend um einen Schnitt handeln muss, der beispielsweise mit einem Laser durchgeführt wird; der entsprechende Bereich kann zum Beispiel auch mithilfe eines Fräsers entfernt werden. Man könnte demnach auch davon sprechen, dass die sagittale Schnittfläche bzw. die sagittale Fläche im anterioren Bereich nach dezentral abweicht. Vorzugsweise weist der sagittale Schnitt bzw. die sagittale (Schnitt-)Fläche eine gebogene oder rundliche oder runde Grundform auf.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung liegt die Neigung der geneigten Fläche zwischen 20 Grad und 70 Grad, vorzugsweise zwischen 25 Grad und 65 Grad, besonders bevorzugt zwischen 30 Grad und 60 Grad, ganz besonders bevorzugt zwischen 35 Grad und 55 Grad, insbesondere bezüglich der Tibia. Vorteilhafterweise kann so beispielsweise die entsprechende Implantation weiter vereinfacht werden.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung weist die zumindest partielle Endoprothese einen graduellen Übergang insbesondere zwischen einer sagittalen Fläche und einer horizontalen Fläche der zumindest partiellen Endoprothese auf. Vorteilhafterweise kann so beispielsweise das Risiko einer Tibia-Plateau-Fraktur deutlich verringert werden, insbesondere da die mechanische Spannung in dieser Region entsprechend reduziert wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung weist der graduelle Übergang einen Radius auf. Vorteilhafterweise kann so beispielsweise das Risiko einer Tibia-Plateau-Fraktur weiter reduziert werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung weist die zumindest partielle Endoprothese eine bi-kompartimentelle Endoprothese auf oder ist eine solche. Vorteilhafterweise ist so beispielsweise die verbleibende Knochenstruktur im Bereich des tibialen Ansatzes des vorderen Kreuzbandes größer.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Endoprothesen-System geschaffen, wobei das System mindestens zwei zumindest partielle Endoprothesen nach dem ersten Aspekt der Erfindung bzw. einer bevorzugten Ausführungsform davon aufweist. Vorteilhafterweise werden die Eigenschaften des Gelenkersatzes beispielsweise insofern verbessert, als eine entsprechende Implantation einfacher durchzuführen ist.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform des zweiten Aspekts der Erfindung wird das System im Zusammenhang mit einem bicondylaren Femur verwendet. Vorteilhafterweise kann so beispielsweise eine starke Schwächung des Knochens um den tibialen Ansatz des vorderen Kreuzbandes vermieden werden.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird eine Endoprothese geschaffen, wobei zumindest ein Teil einer dem entsprechenden Knochen und/oder Gelenkteil zugewandte Oberfläche der Endoprothese eine Makrostruktur zur Sicherung der Primärstabilität der Endoprothese aufweist. Vorteilhafterweise werden die Eigenschaften des Gelenkersatzes beispielsweise insofern verbessert, dass bei gleichbleibender Stabilität auf Elemente wie Peg und/oder Finne verzichtet werden kann. Der Verzicht auf diese Elemente erleichtert zudem eine spätere Revision der Endoprothese und führt auch zu einer Reduktion des entsprechenden Knochenverlustes.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform des dritten Aspekts der Erfindung weist die dem entsprechenden Knochen und/oder Gelenkteil zugewandte Oberfläche vollständig oder großflächig die Makrostruktur auf. Vorteilhafterweise kann so beispielsweise die Primärstabilität weiter erhöht werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Festigkeit insbesondere durch den Knochen generiert und so sehr dünne und flexible Endoprothesen möglich sind.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des dritten Aspekts der Erfindung weist die Makrostruktur wabenförmige Strukturen, insbesondere wabenförmige Rippen, und/oder wellenförmige Strukturen, insbesondere wellenförmige Rippen, und/oder zickzackförmige Strukturen, insbesondere zickzackförmige Rippen, und/oder reifenprofilartige Strukturen, insbesondere reifenprofilartige Rippen, auf. Vorteilhafterweise können so beispielsweise Scherkräfte in alle Richtungen aufgenommen werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des dritten Aspekts der Erfindung weist die Makrostruktur eine Vielzahl von Dornen und/oder Stiften und/oder Spikes auf. Vorteilhafterweise kann mithilfe dieser Vielzahl beispielsweise eine Verbindung geschaffen werden, die im Wesentlichen einer vollflächigen Verbindung entspricht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des dritten Aspekts der Erfindung weist zumindest ein Teil, vorzugsweise jeder, der Dornen und/oder Stifte und/oder Spikes eine Länge zwischen 4 mm und 8 mm, vorzugsweise zwischen 5 mm und 7 mm, besonders bevorzugt zwischen 5,5 mm und 6,5 mm, ganz besonders bevorzugt von ca. 6 mm, auf. Vorteilhafterweise kann so beispielsweise die Primärstabilität weiter erhöht werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des dritten Aspekts der Erfindung weist zumindest ein Teil, vorzugsweise jeder, der Dornen und/oder Stifte und/oder Spikes einen Durchmesser zwischen 0,5 mm und 2,5 mm, vorzugsweise zwischen 1 mm und 2 mm, besonders bevorzugt zwischen 1,3 mm und 1,7 mm, ganz besonders bevorzugt von ca. 1,5 mm, auf. Vorteilhafterweise kann so beispielsweise die Primärstabilität weiter erhöht werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des dritten Aspekts der Erfindung sind die entsprechenden Strukturen der Makrostruktur in Bereichen größer und/oder tiefer ausgebildet, in denen bezüglich des entsprechenden Knochens und/oder Gelenkteils stärkere Belastungen und/oder eine geringere Knochenqualität zu erwarten sind. Vorteilhafterweise kann so beispielsweise die Primärstabilität weiter erhöht werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des dritten Aspekts der Erfindung weist die Endoprothese ein flexibles Material, vorzugsweise flexibles dünnes Material, besonders bevorzugt Polyethylen, ganz besonders bevorzugt Polyethylen mit einer Dicke zwischen 1,5 mm und 2,5 mm, und/oder Biomaterial auf oder besteht daraus. Hieraus ergibt sich beispielsweise folgender Vorteil: Gerade bei Endoprothesen zur frühen Versorgung eines lokalen Defekts ist es wichtig, dass diese später mit einer konventionellen Endoprothese revidiert werden können. Hierzu sollte der Gewebeschaden so gering wie möglich gehalten werden, was auf diese Weise ermöglicht wird. Ferner ist es vorteilhafterweise möglich, vorwiegend oder ausschließlich den entsprechenden Knorpel zu entfernen und den Knochen weitestgehend zu erhalten. Hierfür kann beispielsweise ein Laser verwendet werden, der insbesondere dazu eingerichtet ist, zu erkennen, ob er Knochen oder Knorpel entfernt. Außerdem kann der Laser dazu verwendet werden, den entsprechenden Knochen mit Strukturen zu versehen, die vorzugsweise mit der Makrostruktur zusammenwirken.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des dritten Aspekts der Erfindung weist die Endoprothese Kunststoff, insbesondere Polyetheretherketon (PEEK) und/oder Polyaryletherketone (PAEK) und/oder Polyethylen (PE) und/oder Ultrahochmolekulargewichtiges Polyethylen (UHMWPE) und/oder mit Vitamin E versetztes UHMWPE und/oder Hydrogel, und/oder künstlichen Knorpel und/oder menschlichen Knorpel auf oder besteht daraus.
Vorteilhafterweise kann so beispielsweise eine besonders gute Verträglichkeit der Endoprothese gewährleistet werden.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird eine intraoperativ anpassbare Endoprothese geschaffen. Dabei weist die intraoperativ anpassbare Endoprothese eine Grundform auf, wobei die Grundform intraoperativ auf Basis von Formdaten entsprechend der anatomischen Gegebenheiten des jeweiligen Patienten angepasst wird. Vorteilhafterweise werden die Eigenschaften des Gelenkersatzes beispielsweise insofern verbessert, dass die Form bzw. Grundform der Endoprothese optimal auf die intraoperativ vorzufindende Situation anpassbar wird und keine patientenspezifischen Endoprothesen vorgefertigt werden müssen.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform des vierten Aspekts der Erfindung werden die Formdaten intraoperativ insbesondere mittels Computertomographie und/oder Magnetresonanztomographie und/oder Endoskopie und/oder Sonographie und/oder 3D-Scans, vorzugsweise lichtbasierten und/oder laserbasierten 3D-Scans, gewonnen. Vorteilhafterweise sind beispielsweise keine Apparaturen bereitzustellen, welche speziell dem Zweck der Formdatengewinnung dienen, wodurch die entsprechenden Kosten geringgehalten werden können.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des vierten Aspekts der Erfindung wird die Grundform mittels Fräsen, insbesondere CNC-Fräsen, und/oder Laserschneiden und/oder Wasserstrahlschneiden angepasst. Vorteilhafterweise kann so beispielsweise eine einfache und effiziente Anpassung der Grundform sichergestellt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des vierten Aspekts der Erfindung weist die intraoperativ anpassbare Endoprothese und/oder die Grundform künstlichen Knorpel und/oder menschlichen Knorpel auf oder besteht daraus. Vorteilhafterweise kann so beispielsweise eine besonders gute Verträglichkeit der Endoprothese gewährleistet werden.
Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung wird eine Endoprothese geschaffen, wobei die Endoprothese mindestens eine Struktur zur Sicherung der Primärstabilität der Endoprothese aufweist, wobei die mindestens eine Struktur zumindest teilweise ein vom menschlichen Körper resorbierbares Material aufweist oder daraus besteht. Vorteilhafterweise werden die Eigenschaften des Gelenkersatzes beispielsweise insofern verbessert, als der entsprechende Knochenverlust bei einer Revision minimiert wird.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform des fünften Aspekts der Erfindung weist die mindestens eine Struktur vollständig das vom menschlichen Körper resorbierbare Material auf oder besteht daraus. Vorteilhafterweise kann so beispielsweise der entsprechende Knochenverlust bei einer Revision noch weiter reduziert werden.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des fünften Aspekts der Erfindung weist die mindestens eine Struktur mindestens einen Verankerungszapfen, insbesondere mindestens einen Peg, und/oder mindestens eine Finne auf. Vorteilhafterweise kann so beispielsweise ein entsprechend größerer Designspielraum erreicht werden, insbesondere da bei der Form der mindestens einen Struktur bzw. entsprechender Makrostrukturen keine Rücksicht auf eine mögliche Revision genommen werden muss.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des fünften Aspekts der Erfindung weist das vom menschlichen Körper resorbierbare Material Magnesium und/oder Polylactid (PLLA) und/oder Polylactid-co-Glycolid (PLGA) auf oder ist Magnesium und/oder PLLA und/oder PLGA. Vorteilhafterweise kann so beispielsweise eine entsprechende Resorption auf effiziente Weise gewährleistet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des fünften Aspekts der Erfindung ist zumindest ein Teil einer dem entsprechenden Knochen und/oder Gelenkteil zugewandten Oberfläche, vorzugsweise die dem entsprechenden Knochen und/oder Gelenkteil zugewandte Oberfläche, der Endoprothese dazu ausgebildet, dem entsprechenden Knochen und/oder Gelenkteil ein Anwachsen zu ermöglichen. Vorteilhafterweise wird das Anwachsen durch die mindestens eine Struktur erleichtert.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des fünften Aspekts der Erfindung weist zumindest der Teil der dem entsprechenden Knochen und/oder Gelenkteil zugewandten Oberfläche, vorzugsweise die dem entsprechenden Knochen und/oder Gelenkteil zugewandte Oberfläche, der Endoprothese Titan und/oder Titanpartikel auf. Vorteilhafterweise kann so beispielsweise das Anwachsen noch weiter erleichtert werden. Es sei darauf hingewiesen, dass vorzugsweise diejenigen Bereiche das Titan und/oder die Titanpartikel aufweisen, welche nicht resorbierbar sind.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des fünften Aspekts der Erfindung weist die Endoprothese eine Endoprothese nach dem dritten Aspekt der Erfindung bzw. einer bevorzugten Ausführungsform davon auf oder ist eine solche. Vorteilhafterweise kann so beispielsweise nicht nur der entsprechende Knochenverlust bei einer Revision minimiert werden, sondern auch eine besonders hohe Primärstabilität gewährleistet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des fünften Aspekts der Erfindung weist die mindestens eine Struktur die Makrostruktur auf oder ist eine solche.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHURNGSFORMEN
Nachfolgend wird eine detaillierte beispielhafte Beschreibung einiger Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung gegeben. Dabei zeigt:

1A einen ersten operativen Schnitt im Rahmen einer Teilentfernung einer Tibia;
1B einen zweiten operativen Schnitt im Rahmen einer Teilentfernung einer Tibia;
2A eine beispielhafte Ansicht von oben auf die rechte Tibia eines Kniegelenks mit angedeuteter operativer Schnittführung im Sinne der Erfindung sowie gemäß traditioneller Schnittführung;
2B die beispielhafte Ansicht gemäß 2A mit angedeuteter operativer Schnittführung im Sinne der Erfindung und mit Markierungen für entsprechend sagittale und transversale Schnittdarstellungen gemäß 2C;
2C beispielhafte sagittale und transversale Schnittdarstellungen bezüglich der Markierungen der 2B;
3 beispielhafte wabenförmige Rippen insbesondere zur großflächigen Verankerung des entsprechenden Implantats im Sinne der Erfindung;
4 beispielhafte Makrostrukturen in Abhängigkeit von Belastung und Knochenqualität im Kontext mit der großflächigen Verankerung im Sinne der Erfindung; und
5 eine beispielhafte Ausführungsform eines Implantats, insbesondere eines Tibia-Implantats, mit resorbierbaren Pegs im Sinne der Erfindung.

Zur späteren Erläuterung des ersten Aspekts sowie des zweiten Aspekts der Erfindung sei zunächst darauf hingewiesen, dass das beispielhafte menschliche Kniegelenk 10, welches in den 1A und 1B zu erkennen ist, aus drei Teilgelenken, nämlich Femur-Patella, medialer Condylus- Tibia und lateraler Condylus-Tibia, besteht.
Bei einer partiellen Knieprothese wird nur ein Teilgelenk ersetzt. Bei der medialen und lateralen Teilprothese wird ein Teil der Tibia mit zwei geraden Schnitten entfernt. Diese beiden operativen Schnitte gemäß traditioneller Schnittführung bei partiellem Kniegelenkersatz werden durch die 1A und 1B illustriert. Der Vollständigkeit halber sei ferner darauf hingewiesen, dass es auch Methoden gibt, in deren Rahmen der Knochen mit einem Knochenfräser entfernt wird. Der zentrale Vertikalschnitt gemäß 1A ist jedoch allen bekannten Methoden gemein. Der entfernte Knochen wird anschließend mit einem Implantat aufgefüllt. Es sei außerdem darauf hingewiesen, dass der zentrale Vertikalschnitt nicht zwingend als Schnitt, beispielsweise mithilfe einer Säge, auszuführen ist. Dieser kann beispielsweise auch mithilfe eines Knochenfräsers vorgenommen werden, wobei die entsprechend sagittale Fläche - analog zum Schnitt - gerade bleibt.
Durch den geraden Vertikalschnitt gemäß 1A wird der Bereich, in dem das anteriore Kreuzband an der Tibia ansetzt, geschwächt. Insbesondere wenn sowohl der mediale als auch laterale Condylus ersetzt werden sollen, besteht die Gefahr, dass der Sehnenansatz brechen kann. Weiter ist der anteriore Bereich der Tibia nicht in Kontakt mit dem Femur. Das Risiko einer entsprechenden Tibiafraktur ist nicht unerheblich.
Anhand der 2A bis 2C werden nun im Folgenden sowohl der erste Aspekt als auch der zweite Aspekt der Erfindung erläutert.
Dabei zeigt die 2A eine beispielhafte Ansicht von oben auf die rechte Tibia eines Kniegelenks mit angedeuteter operativer Schnittführung 21 im Sinne der Erfindung sowie gemäß traditioneller Schnittführung 22, während die 2B die beispielhafte Ansicht gemäß 2A mit angedeuteter operativer Schnittführung 21 im Sinne der Erfindung und mit Markierungen 23a, 24a für entsprechend sagittale und transversale Schnittdarstellungen 23b, 24b gemäß 2C zeigt.
Bezüglich der Schnittdarstellung 24b sei außerdem angemerkt, dass hierbei der entsprechend anteriore (A) sowie der entsprechend posteriore (P) Bereich jeweils markiert sind.
Bezüglich der 2A und 2B sei ferner darauf hingewiesen, dass insbesondere zur besseren Orientierung nicht nur jeweils der entsprechend anteriore Bereich mithilfe des Bezugszeichens 31 markiert ist, sondern auch jeweils die folgenden Bestandteile der beispielhaft dargestellten Tibia illustriert werden: Gelenkknorpel am lateralen Tibiakondylus 25, lateraler Meniskus 26, hinteres Kreuzband 27, medialer Meniskus 28, Gelenkknorpel am medialen Tibiakondylus 29, vorderes Kreuzband 30.
Weiterhin sei darauf hingewiesen, dass es insbesondere gemäß der operativen Schnittführung 21 im Sinne der Erfindung besonders vorteilhaft sein kann, wenn die zumindest partielle Endoprothese für das menschliche Knie derart ausgebildet ist, dass der sagittale Schnitt, welcher insbesondere zur entsprechenden Implantation erforderlich ist, im anterioren Bereich nach dezentral abweicht.
In diesem Kontext wird der entsprechende Schnitt im Sinne der Erfindung vorzugsweise mithilfe eines Fräsers und/oder Lasers, besonders bevorzugt mithilfe eines geführten Fräsers und/oder geführten Lasers, ganz besonders bevorzugt mithilfe eines mittels Robotik geführten Fräsers und/oder mittels Robotik geführten Lasers, durchgeführt.
Insbesondere um die zumindest partielle Endoprothese einfacher implantieren zu können, weist der anteriore Bereich der Endoprothese vorzugsweise eine schräge Fläche, beispielsweise mit 30 Grad bis 60 Grad, auf. Dementsprechend weist auch der entsprechende Knochen vorzugsweise ein solche schräge bzw. geneigte Fläche auf.
Außerdem soll nicht unerwähnt bleiben, dass insbesondere bei partiellen Kniegelenken die Gefahr der Tibia-Plateau-Fraktur besteht. Insbesondere vor diesem Hintergrund kann es besonders vorteilhaft sein, wenn der Übergang zwischen entsprechend sagittaler und entsprechend horizontaler Fläche der zumindest partiellen Endoprothese graduell, beispielsweise mit einem Radius, ist. So kann das vorgenannte Risiko minimiert werden, insbesondere weil durch den graduellen Übergang eine Reduktion der mechanischen Spannung in der entsprechenden Region erreicht wird.
Wie bereits oben im Wesentlichen ausgeführt, kann die zumindest partielle Endoprothese vorteilhafterweise derart ausgebildet sein, dass eine entsprechende Implantation eine kurvierte und/oder graduelle Knochenpräparation erfordert. Hieraus kann sich auch bei bi-kompartimentellen Implantaten ein bedeutender Vorteil ergeben: Die verbleibende Knochenstruktur im Bereich des vorderen Kreuzbandansatzes ist größer als beispielsweise bei bisher bekannten Endoprothesen. Ferner ist die entsprechende Knochenpräparation beim operativen Schnitt, den die zumindest partielle Endoprothese im Sinne der Erfindung erfordert, auch in diesem Kontext mechanisch spannungsärmer, was das Ausbruchrisiko des Kreuzbandansatzes reduziert.
Insbesondere im Rahmen des zweiten Aspekts der Erfindung sei darauf hingewiesen, dass für künstliche bicondylare Kniegelenke, also künstliche Kniegelenke, welche sowohl die mediale als auch laterale Seite ersetzen, typischerweise das komplette Tibia-Plateau reseziert werden muss und das anteriore Kreuzband entsprechend entfernt werden muss. Selbst für den Fall, dass das anteriore Kreuzband nicht entfernt werden sollte, wird durch die entsprechende Schnittführung der Knochen um das anteriore Kreuzband stark geschwächt. Eine derartige Schwächung des Knochens um das anteriore Kreuzband lässt sich demnach im Zusammenhang mit allen bisher bekannten Endoprothese nicht vermeiden. Hieraus resultiert insbesondere ein erhöhtes Risiko für eine Fraktur im Bereich des Ansatzes des vorderen Kreuzbandes.
Insbesondere um dieses Risiko signifikant zu senken, kann es, vorzugsweise im Sinne des zweiten Aspekts der Erfindung, besonders vorteilhaft sein, dass bei Verwendung eines bicondylaren Femur die entsprechende Tibia durch zwei erfindungsgemäße Tibias bzw. zwei zumindest partielle Endoprothesen im Sinne des ersten Aspekts der Erfindung ersetzt wird.
Zur späteren Erläuterung des dritten Aspekts der Erfindung sei zunächst auf die folgenden Hintergründe hingewiesen: Ist ein Gelenkersatz bzw. ein Implantat mit dem Knochen zu verbinden, gibt es grundsätzlich zwei Möglichkeiten: Das Implantat kann mittels Polymethylmethacrylat-Zement (PMMA-Zement) am Knochen fixiert werden oder es hat eine geeignete Oberfläche, beispielsweise strukturierte Titanoberflächen, an welche der Knochen anwachsen kann.
Um das Ein- bzw. Anwachsen des Knochens ans Implantat zu ermöglichen, darf sich das Implantat nur in engen Grenzen relativ zum Knochen bewegen. Diese Einschränkung der Mikrobewegung zwischen Implantat und Knochen ist als Primärstabilität bekannt. Diese kann z.B. durch Form- und Pressfits oder Elemente, beispielsweise Schrauben, zwischen Knochen und Implantat erreicht werden.
Der Pressfit kann entweder lokal oder über die Implantatgrundform entstehen. Ein Beispiel des lokalen Pressfits ist ein Peg. Dieser kann das Implantat an dieser lokalen Stelle durch eine gezielt kleinere Bohrung im Knochen gegenüber dem größeren Durchmesser des Pegs fixieren.
Eine andere Möglichkeit ist es, dass zwei gegenüberliegende Flächen eines Implantats einen Pressfit ergeben. Der Knochen wird dabei - relativ zu den Implantatflächen - mit Übermaß präpariert. Je nach Implantat sind diese Flächen an unterschiedlichen Positionen. So wird beispielsweise bei einem entsprechenden Femur, insbesondere bicondylaren Femur, zwischen der anterioren und posterioren Implantatfläche ein Pressfit erzeugt. Somit besteht die Fixierung nur zwischen den entsprechenden Flächen.
Andere Implantat-Formen, beispielsweise im Kontext einer Tibia, ermöglichen keinen Pressfit zwischen zwei Flächen aufgrund ihrer erforderlichen Geometrie. Bei einem Hüft-Stem kann die Implantatform dagegen beispielsweise als konischer Pressfit zum Knochen genutzt werden.
Anhand der 3 und 4 wird nun im Folgenden der dritte Aspekt der Erfindung erläutert. Im Sinne des dritten Aspekts der Erfindung wird insbesondere eine effiziente Möglichkeit zur Erreichung der Primärstabilität für Endoprothesen gegeben. Die Endoprothese gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung ermöglicht es insbesondere, dass die Endoprothese sich großflächig, vorzugsweise über die gesamte Fläche der Endoprothese, formschlüssig mit dem Knochen verbindet.
Vorteilhafterweise ist der dritte Aspekt der Erfindung unabhängig von der entsprechenden Form der Endoprothese. So kann diese beispielsweise die anteriore und/oder posteriore Fläche einer Femur-Endoprothese oder auch andere Endoprothese betreffen. Zusätzlich besteht eine Unabhängigkeit von punktuellen Verbindungen wie Peg, Finne oder Ähnlichem.
Die entsprechende Verankerung der Endoprothese entsteht vorteilhafterweise über eine makrostrukturierte Oberfläche der Endoprothese. Es sei darauf hingewiesen, dass ggf. der entsprechende Knochen ebenfalls mit einer Makrostruktur versehen wird, welche vorzugsweise sehr viele Verankerungspunkte generiert.
Die insbesondere der Verankerung dienende makrostrukturierte Oberfläche bzw. Makrostruktur kann vorzugsweise wabenförmige Rippen 40 gemäß 3 aufweisen. Vorteilhafterweise führt diese Form dazu, dass eine entsprechende Scherkraft in alle Richtungen aufgenommen werden kann, was beispielhaft mithilfe der Bezugszeichen 41, 42, 43 in 3 illustriert wird.
Eine zusätzliche oder alternative Möglichkeit besteht aus vielen Einzelpunkten, welche so nah beieinander liegen, dass auch eine quasi vollflächige Verbindung entsteht.
Diese Einzelpunkte können viele kleine Spikes, beispielsweise mit ca. 1,5 mm Durchmesser und/oder ca. 6 mm Höhe bzw. Länge, sein.
Außerdem sei angemerkt, dass die Belastung auf den Knochen über den Verlauf der entsprechenden Oberfläche bzw. des entsprechenden Knocheninterface unterschiedlich sein kann. Die erwartete Knochensteifigkeit kann ebenfalls auf dem entsprechenden Knocheninterface variieren. Dieser Sachverhalt wird mithilfe der 4 verdeutlicht. Hierbei illustriert die Kurve mit Bezugszeichen 51 die entsprechende Knochendichte, während die Kurve mit Bezugszeichen 52 die entsprechende Belastung betrifft.
Dieser Belastungsgradient und die Knochenqualität können in das Design der Strukturen mit einfließen, was man anhand der Makrostruktur bzw. den Verankerungsstrukturen 53 gemäß 4 erkennt. So können vorzugsweise an Orten, an denen große Belastungen erwartet werden und/oder die Knochenqualität weniger gut ist, die Strukturen größer und/oder tiefer gestaltet werden als in Bereichen mit kleiner bzw. kleinerer Belastung und guter bzw. besserer Knochenqualität. Zusätzlich ist in 4 sowohl die entsprechende Endoprothese 54 als auch der entsprechende Knochen 55 dargestellt.
Wie bereits oben im Wesentlichen angedeutet, kann die Endoprothese im Sinne des dritten Aspekts der Erfindung vorteilhafterweise auf der gesamten Fläche mit dem Knochen verbunden werden. Dadurch kann bei gleichbleibender Stabilität auf Elemente wie Peg und/oder Finne verzichtet werden. Der Verzicht auf diese Elemente erleichtert eine spätere Revision des Implantats. Bei einer solchen Revision wird der Knochenverlust außerdem geringer sein.
Ein Implantat, welches nur an einzelnen Bereichen mit dem Knochen verbunden ist, muss typischerweise in sich steif sein. Insbesondere durch die gesamtflächige Verbindung kann die Endoprothese im Sinne des dritten Aspekts der Erfindung aus einem flexiblen Material, beispielsweise Kunststoff wie PE und/oder UHMWPE und/oder Hydrogel und/oder künstlichem Knorpel, gefertigt sein. Der Einsatz von Biomaterialien, welche gezielt strukturiert werden, ist ebenfalls denkbar.
Ein weiterer Vorteil besteht insbesondere darin, dass durch den Einsatz einer Endoprothese im Sinne des dritten Aspekts der Erfindung die Festigkeit im Wesentlichen durch den entsprechenden Knochen generiert wird und so sehr dünne und flexible Endoprothesen möglich sind. Gerade bei Endoprothesen zur frühen Versorgung eines lokalen Defekts ist es wichtig, dass diese später mit einer konventionellen Endoprothese revidiert werden können. Hierzu muss der Gewebeschaden so gering wie möglich gehalten werden.
Ferner sei darauf hingewiesen, dass die Endoprothese im Sinne des dritten Aspekts der Erfindung auch menschlichen Knorpel aufweisen oder aus diesem bestehen kann. In diesem Kontext kann beispielsweise ein Stück Knorpel an einer Stelle des menschlichen Körpers, an der er insbesondere nicht benötigt wird, vorzugsweise mithilfe eines Lasers entfernt werden und, insbesondere nach dem Versehen des Knorpels mit der Makrostruktur, an der entsprechend gewünschten Stelle vorzugsweise mithilfe eines Lasers eingefügt werden.
Zur späteren Erläuterung des vierten Aspekts der Erfindung sei zunächst darauf hingewiesen, dass es grundsätzlich einer der Erfolgsfaktoren der Endoprothetik ist, dass die jeweilige Endoprothese möglichst genau zur patientenspezifischen Form passt. Um dies zu erreichen, kann entweder die korrekte Größe aus einem bestehenden, diskreten Produktportfolio an Endoprothesen ausgewählt werden oder aufgrund von präoperativen Computertomographie- bzw. Magnetresonanztomographie-Daten eine patientenspezifisches Endoprothese gefertigt werden.
Ein bestehendes Portfolio ist meistens für eine mittlere Form ausgelegt. Wenn nun der Patient von dieser Form abweicht, wird das Implantat nicht perfekt auf die anatomischen Gegebenheiten passen. Wird die Form aufgrund von präoperativen Computertomographie- bzw. Magnetresonanztomographie-Daten designt und vor der Operation hergestellt, so kann die Form nicht auf intraoperative Abweichungen eingehen. Weiter ist je nach Produktion und Logistikzeit eine spontane OP nicht möglich.
Der vierte Aspekt der Erfindung sieht vor, dass die Endoprothese in einem definierten Bereich intraoperativ an die Anatomie angepasst wird. Hierzu wird insbesondere intraoperativ aufgrund der Gegebenheiten die optimale Form des Gelenkersatzes bzw. der Endoprothese ermittelt, beispielsweise mittels Laser-Scanner oder Ähnlichem. Anschließend wird der Gelenksersatz bzw. die Endoprothese vorzugsweise entsprechend zugeschnitten. Das Zuschneiden kann mittels unterschiedlichen Technologien, beispielsweise CNC-Fräsen, Laserschneiden, Wasserstahlschneiden, intraoperativ erfolgen.
Ferner kann die intraoperativ anpassbare Endoprothese dazu ausgebildet sein, ausschließlich defekten Knorpel zu ersetzen. Außerdem kann die intraoperativ anpassbare Endoprothese auch aus einem Stück künstlichen oder menschlichen Knorpel sein.
Des Weiteren sei angemerkt, dass insbesondere bei minimalinvasiven Technologien, in welchen nur der defekte Knorpel ersetzt wird, die entsprechende Defektform sehr unterschiedlich und erst intraoperativ zu ermitteln ist. Eine Ausführungsform des vierten Aspekts der Erfindung sieht vor, dass intraoperativ die entsprechende Defektform bestimmt wird und dann als Formgrundlage für den intraoperativen Zuschnitt der Endoprothese dient.
Es ist außerdem möglich, dass der defekte Knorpel markiert wird und anschließend zumindest teilweise automatisiert entfernt wird. Ein wesentlicher Vorteil des vierten Aspekts der Erfindung besteht darin, dass die Endoprothese bzw. deren Form optimal auf die intraoperativ vorzufindende Situation anpassbar wird und keine patientenspezifischen Endoprothesen vorgefertigt werden müssen.
Zur späteren Erläuterung des fünften Aspekts der Erfindung sei zunächst auf die folgenden Hintergründe hingewiesen: Um Gelenksersatz bzw. ein Implantat mit dem Knochen zu verbinden, gibt es grundsätzlich zwei Möglichkeiten: Der Gelenkersatz bzw. das Implantat kann mittels Polymethylmethacrylat-Zement (PMMA-Zement) am Knochen fixiert werden oder es hat eine geeignete Oberfläche, an welche der Knochen anwachsen kann, beispielsweise strukturierte Titanoberflächen.
Um das Ein- bzw. Anwachsen des Knochens ans Implantat zu ermöglichen, darf sich das Implantat bzw. die Endoprothese nur in engen Grenzen relativ zum Knochen bewegen. Diese Einschränkung der Mikrobewegung zwischen Implantat und Knochen ist als Primärstabilität bekannt. Diese kann z.B. durch Form- und Pressfits oder Elemente, beispielsweise Schrauben, zwischen Knochen und Implantat erreicht werden.
Bei einer späteren Revision wäre es vorteilhaft, wenn möglichst wenig Knochen verloren geht. Peg und Finnen beispielsweise bewirken zwar bei der Implantation die benötigte Primärstabilität, bei der Explantation verursachen sie aber einen großen Knochenschaden.
Anhand der 5 wird nun im Folgenden der fünfte Aspekt der Erfindung erläutert. Gemäß diesem Aspekt der Erfindung kann das entsprechende Knocheninterface einer Endoprothese, beispielsweise einer Gelenkendoprothese, aus zwei Teilen bestehen. Die dem entsprechenden Knochen und/oder Gelenkteil zugewandte Oberfläche besteht vorzugsweise aus einem Material, beispielsweise Titan, an welchem der Knochen anwachsen kann.
Strukturen, beispielsweise Peg, Finne oder Ähnliches, gewähren zu Beginn insbesondere durch einen Pressfit die gewünschte Stabilität, sodass die dem entsprechenden Knochen und/oder Gelenkteil zugewandte Oberfläche anwachsen kann.
Diese Strukturen bestehen vorzugsweise zumindest zum Teil aus einem Material, beispielsweise Magnesium, welches von dem menschlichen Körper resorbierbar ist. Das Material ist vorteilhafterweise so zu auszulegen, dass beispielsweise die Pegs oder entsprechend andere Strukturen während des Anwachsens noch ausreichend Pressfit gewähren, jedoch zum Zeitpunkt einer Explantation nahezu vollständig oder komplett abgebaut wird.
Die oben genannte 5 illustriert eine beispielhafte Ausführungsform einer Endprothese 61, insbesondere eine Tibia-Endoprothese, mit resorbierbaren Verankerungsstrukturen 62, insbesondere mit resorbierbaren Pegs. Zusätzlich ist in 5 der entsprechende Knochen 63 dargestellt. Die entsprechend in 5 gezeigte Makrostruktur kann außerdem auf der Makrostruktur gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung bzw. einer bevorzugten Ausführungsform davon basieren oder zumindest teilweise daraus bestehen oder eine solche sein.
Vorteilhafterweise wird durch den fünften Aspekt der Erfindung der entsprechende Knochenverlust bei einer Revision minimiert. Außerdem ergibt sich ein weiterer Vorteil: Insbesondere da bei der Form von Makrostrukturen keine Rücksicht auf eine mögliche Revision genommen werden muss, besteht mehr Designspielraum.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend diskutierten Ausführungsbeispiele beschränkt. Alle in der Beschreibung beschriebenen Merkmale oder in den Ansprüchen beanspruchten Merkmale oder in der Zeichnung gezeichneten Merkmale sind im Rahmen dieser Erfindung miteinander kombinierbar.

Claims

Eine zumindest partielle Endoprothese, insbesondere für das menschliche Knie, wobei die zumindest partielle Endoprothese derart ausgebildet ist, dass der sagittale Schnitt, welcher insbesondere zur entsprechenden Implantation erforderlich ist, im anterioren Bereich nach dezentral abweicht, und/oder wobei ein anteriorer Bereich der zumindest partiellen Endoprothese, welcher insbesondere dem anterioren Bereich der entsprechenden Tibia nach Einsatz der zumindest partiellen Endoprothese in den menschlichen Körper zugewandt ist, eine geneigte Fläche aufweist.
Die zumindest partielle Endoprothese nach Anspruch 1, wobei die Neigung der geneigten Fläche zwischen 20 Grad und 70 Grad, vorzugsweise zwischen 25 Grad und 65 Grad, besonders bevorzugt zwischen 30 Grad und 60 Grad, ganz besonders bevorzugt zwischen 35 Grad und 55 Grad, insbesondere bezüglich der Tibia liegt.
Die zumindest partielle Endoprothese nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zumindest partielle Endoprothese einen graduellen Übergang insbesondere zwischen einer sagittalen Fläche und einer horizontalen Fläche der zumindest partiellen Endoprothese aufweist.
Die zumindest partielle Endoprothese nach Anspruch 3, wobei der graduelle Übergang einen Radius aufweist.
Die zumindest partielle Endoprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die zumindest partielle Endoprothese eine bi-kompartimentelle Endoprothese aufweist oder ist.
Ein Endoprothesen-System, wobei das Endoprothesen-System mindestens zwei zumindest partielle Endoprothesen nach einem der Anprüche 1 bis 5 aufweist.
Das Endoprothesen-System nach Anspruch 6, wobei das Endoprothesen-System im Zusammenhang mit einem bicondylaren Femur verwendet wird.
Eine Endoprothese (54), wobei zumindest ein Teil einer dem entsprechenden Knochen (55) und/oder Gelenkteil zugewandte Oberfläche der Endoprothese (54) eine Makrostruktur (53) zur Sicherung der Primärstabilität der Endoprothese (54) aufweist.
Die Endoprothese (54) nach Anspruch 8, wobei die dem entsprechenden Knochen (55) und/oder dem Gelenkteil zugewandte Oberfläche vollständig oder großflächig die Makrostruktur (53) aufweist.
Die Endoprothese (54) nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Makrostruktur wabenförmige Strukturen, insbesondere wabenförmige Rippen (40), und/oder wellenförmige Strukturen, insbesondere wellenförmige Rippen, und/oder zickzackförmige Strukturen, insbesondere zickzackförmige Rippen, und/oder reifenprofilartige Strukturen, insbesondere reifenprofilartige Rippen, aufweist.
Die Endoprothese (54) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Makrostruktur (53) eine Vielzahl von Dornen und/oder Stiften und/oder Spikes aufweist.
Die Endoprothese (54) nach Anspruch 11, wobei zumindest ein Teil, vorzugsweise jeder, der Dornen und/oder Stifte und/oder Spikes eine Länge zwischen 4 mm und 8 mm, vorzugsweise zwischen 5 mm und 7 mm, besonders bevorzugt zwischen 5,5 mm und 6,5 mm, ganz besonders bevorzugt von ca. 6 mm, aufweist.
Die Endoprothese (54) nach Anspruch 11 oder 12, wobei zumindest ein Teil, vorzugsweise jeder, der Dornen und/oder Stifte und/oder Spikes einen Durchmesser zwischen 0,5 mm und 2,5 mm, vorzugsweise zwischen 1 mm und 2 mm, besonders bevorzugt zwischen 1,3 mm und 1,7 mm, ganz besonders bevorzugt von ca. 1,5 mm, aufweist.
Die Endoprothese (54) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei die entsprechenden Strukturen der Makrostruktur (53) in Bereichen größer und/oder tiefer ausgebildet sind, in denen bezüglich des entsprechenden Knochens (55) und/oder Gelenkteils stärkere Belastungen und/oder eine geringere Knochenqualität zu erwarten sind.
Die Endoprothese (54) nach einem der Ansprüche 8 bis 14, wobei die Endoprothese (54) ein flexibles Material, vorzugsweise flexibles dünnes Material, besonders bevorzugt Polyethylen, ganz besonders bevorzugt Polyethylen mit einer Dicke zwischen 1,5 mm und 2,5 mm, und/oder Biomaterial aufweist oder daraus besteht.
Die Endoprothese (54) nach einem der Ansprüche 8 bis 15, wobei die Endoprothese (54) Kunststoff, insbesondere Polyetheretherketon (PEEK) und/oder Polyaryletherketon (PAEK) und/oder Polyethylen (PE) und/oder Ultrahochmolekulargewichtiges Polyethylen (UHMWPE) und/oder mit Vitamin E versetztes UHMWPE und/oder Hydrogel, und/oder künstlichen Knorpel und/oder menschlichen Knorpel aufweist oder daraus besteht.
Eine intraoperativ anpassbare Endoprothese, wobei die intraoperativ anpassbare Endoprothese eine Grundform aufweist, wobei die Grundform intraoperativ auf Basis von Formdaten entsprechend der anatomischen Gegebenheiten des jeweiligen Patienten anpassbar ist.
Die intraoperativ anpassbare Endoprothese nach Anspruch 17, wobei die Formdaten intraoperativ insbesondere mittels Computertomographie und/oder Magnetresonanztomographie und/oder Endoskopie und/oder Sonographie und/oder 3D-Scans, vorzugsweise lichtbasierten und/oder laserbasierten 3D-Scans, gewonnen sind.
Die intraoperativ anpassbare Endoprothese nach Anspruch 17 oder 18, wobei die Grundform mittels Fräsen, insbesondere CNC-Fräsen, und/oder Laserschneiden und/oder Wasserstrahlschneiden angepasst ist.
Die intraoperativ anpassbare Endoprothese nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei die intraoperativ anpassbare Endoprothese und/oder die Grundform künstlichen Knorpel und/oder menschlichen Knorpel aufweist oder daraus besteht.
Eine Endoprothese (61), wobei die Endoprothese (61) mindestens eine Struktur (62) zur Sicherung der Primärstabilität der Endoprothese (61) aufweist, wobei die mindestens eine Struktur (62) zumindest teilweise ein vom menschlichen Körper resorbierbares Material aufweist oder daraus besteht.
Die Endoprothese (61) nach Anspruch 21, wobei die mindestens eine Struktur (62) vollständig das vom menschlichen Körper resorbierbare Material aufweist oder daraus besteht.
Die Endoprothese (61) nach Anspruch 21 oder 22, wobei die mindestens eine Struktur (62) mindestens einen Verankerungszapfen, insbesondere mindestens einen Peg, und/oder mindestens eine Finne aufweist.
Die Endoprothese (61) nach einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei das vom menschlichen Körper resorbierbare Material Magnesium und/oder Polylactid (PLLA) und/oder Polylactid-co-Glycolid (PLGA) aufweist oder ist.
Die Endoprothese (61) nach einem der Ansprüche 21 bis 24, wobei zumindest ein Teil einer dem entsprechenden Knochen und/oder Gelenkteil zugewandten Oberfläche, vorzugsweise die dem entsprechenden Knochen und/oder Gelenkteil zugewandte Oberfläche, der Endoprothese (61) dazu ausgebildet ist, dem entsprechenden Knochen und/oder Gelenkteil ein Anwachsen zu ermöglichen oder zu erleichtern.
Die Endoprothese (61) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder 8 bis 25, wobei zumindest der Teil der dem entsprechenden Knochen und/oder Gelenkteil zugewandten Oberfläche, vorzugsweise die dem entsprechenden Knochen und/oder Gelenkteil zugewandte Oberfläche, der Endoprothese (61) Titan und/oder Titanpartikel aufweist.