DE2253338C3

DE2253338C3 - Bone implant

Info

Publication number: DE2253338C3
Application number: DE19722253338
Authority: DE
Inventors: Otto Winterthur Frey (Schweiz)
Original assignee: Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1972-10-26
Filing date: 1972-10-31
Publication date: 1976-04-15

Description

Die Erfindung betrifft ein Knochenimplantat, dessen Schaft im Knochen verankert ist.The invention relates to a bone implant, the shaft of which is anchored in the bone.

Bei Knochenimplantaten, die — beispielsweise mit Knochenzement oder durch Einwachsen von Gewebe in ihre poröse Oberfläche — im Knochen verankert sind, treten sehr oft, insbesondere bei metallischen Schäften, Schaftlockerungen auf, durch die die Belastungsübergänge auf wenige Teilbereiche der Oberfläche zusammengedrängt werden, was zu Schaftbrüchen führt; weiterhin bereitet es immer erhebliche Schwierigkeiten, wenn das Implantat aus irgendwelchen Gründen einschließlich seines Verankerungsteiles nach einiger Zeit aus dem Knochen entfernt und ersetzt werden muß.In the case of bone implants, which - for example with bone cement or through ingrowth of tissue Anchored in the bone - in their porous surface, occur very often, especially with metallic ones Shafts, shaft loosening, through which the load transfers to a few sub-areas of the surface are compressed, which leads to shaft fractures; furthermore it always causes considerable difficulties if the implant for any reason including its anchoring part after some Time must be removed from the bone and replaced.

Die DT-AS 21 14 323 zeigt eine Verankerung für künstliche Zähne, bei der ein Verankerungsteil in den Knochen mit Hilfe eines Gewindes eingeschraubt und im Laufe der Zeit durch Einwachsen von Knochengewebe fest verankert wird. Weiterhin sind bereits mehrere Implantatkonstruktionen, insbesondere für Hüftgelenke bekannt (CH-PS 4 26 096, 4 59 462 und 5 07 704), bei denen stark auf Verschleiß beanspruchte Teile ausgewechselt werden können, ohne daß die Verankerung des Implantats aus dem Knochen entfernt werden muß. In sehr vielen Fällen ist es jedoch erforderlich, auch den Verankerungsteil eines Implantats zu ersetzen, was bei allen erwähnten bekannten Konstruktionen ohne erhebliche Beeinträchtigung des sie umschließenden Knochengewebes nicht möglich ist.The DT-AS 21 14 323 shows an anchorage for artificial teeth in which an anchoring part in the Bone screwed in with the help of a thread and, over time, through ingrowth of bone tissue is firmly anchored. Furthermore, there are already several implant designs, especially for hip joints known (CH-PS 4 26 096, 4 59 462 and 5 07 704), in which highly stressed on wear Parts can be replaced without removing the anchorage of the implant from the bone must become. In very many cases, however, it is necessary to also close the anchoring part of an implant replace what in all mentioned known constructions without significant impairment of the enclosing Bone tissue is not possible.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verankerung für den Schaft eines Knochenimplantats zu schaffen, bei der Schaftlockerungen — die durch sogenannte Mikrovibrationen am Übergang zwischen dem Schaft und dem Knochengewebe und dadurch bedingte Rückbildungen des Knochengewebes verursacht werden — möglichst vollständig vermieden werden und eine Verteilung der Belastung auf die ganze Oberfläche des Schaftes möglichst dauerhaft gewährleistet bleibt und bei der auch der Verankerungsteil des eigentlichen Implantats ohne Beeinträchtigung des ihn umgebenden Knochengewebes ersetzt werden kann.The invention is therefore based on the object of an anchorage for the shaft of a bone implant to create in the shaft loosening - caused by so-called micro-vibrations at the transition between the shaft and the bone tissue and the resulting regression of the bone tissue - be avoided as completely as possible and a distribution of the load over the entire surface of the shaft remains guaranteed as long as possible and in which the anchoring part of the actual implant can be replaced without affecting the surrounding bone tissue.

Die geschilderte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Knochen und dem Schaft des Implantats ein Kunststoffköcher angeordnet 338The object described is achieved in that between the bone and the Shaft of the implant a plastic quiver arranged 338

ist der mit dem Knochen fest mit dem Schaft i
lösbar verbunden rat Da die Elastizitätseigenschaffeji des Köchermaterials, denjenigen des Knochengewebe, sehr viel ähnlicher sind als denjenigen eines Metaljschaftes, werden mit dem erfindungsgemäßeri Köcher; Mikrovibrationen und damit die gefürchteten Schaftlockerungen weitgehend vermieden. Weiterhin läßt sich das eigentliche Implantat einschließlich seines Verankerungsteils jederzeit ohne Beeinträchtigungen des Knochengewebes ersetzen, da der fest verankerte Köcher im Knochen verbleibt is the one with the bone fixed to the shaft i
releasably connected rat Since the elasticity properties of the quiver material, those of the bone tissue, are very much more similar than those of a metal shaft, with the quiver according to the invention; Micro-vibrations and thus the dreaded loosening of the shaft are largely avoided. Furthermore, the actual implant, including its anchoring part, can be replaced at any time without impairing the bone tissue, since the firmly anchored quiver remains in the bone

Die feste Verbindung zwischen dem Knochen und dem Köcher kann dabei vorteilhafterweise mit Hilfe von Knochenzement erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, die dem Knochen zugewandte Außenfläche des Köchers in an sich bekannter Weise mindestens teilweise porös auszubilden, um ein Einwachsen von Gewebe in den Köcher zu ermöglichen.The fixed connection between the bone and the quiver can advantageously be made with the aid done by bone cement. However, it is also possible that the outer surface of the facing the bone Design quiver in a manner known per se at least partially porous in order to allow tissue to grow in to allow in the quiver.

Vorteilhafterweise kann der Schaft dabei auf Grund seiner geometrischen Form selbsthemmend in dem Ko eher gelagert sein, wobei er beispielsweise als Konus ausgebildet wird. Eine andere Möglichkeit für eine selbsthemmende Lagerung besteht darin, den Schaft und den Köcher als im Paßsitz aufeinander abgestimmte Zylinder bzw. Hohlzylinder mit kreisförmigem, elliptischem oder einem beliebigen anderen Querschnitt auszubilden. Die lösbare, selbsthemmende Verbindung hat über die Möglichkeit des Implantatwechsels hinaus den großen Vorteil, daß sich die bei normalen Belastungen untrennbare Verbindung bei traumatischen Beanspruchungen löst und so unter Umständen Schäden an anderen Körperteilen verhindert werden. Weiterhin kann es zweckmäßig sein, den Schaft im Köcher gegen Verdrehung zu sichern.Advantageously, due to its geometric shape, the shaft can be self-locking in the Ko rather be stored, wherein it is formed, for example, as a cone. Another option for one self-locking storage consists in the shaft and the quiver as coordinated in a snug fit Cylinder or hollow cylinder with a circular, elliptical or any other cross-section to train. The detachable, self-locking connection has the option of changing implants the great advantage that the connection, which is inseparable under normal stress, undergoes traumatic stress dissolves and thus possibly prevents damage to other parts of the body. Farther it can be useful to secure the shaft in the quiver against rotation.

Als Material für den Schaft eignen sich alle als Implantatwerkstoffe in bekannter Weise geeigneten Metalle und Metallegierungen mit guter Körperverträglichkeit und ausreichender Festigkeit. Als geeignete Kunststoffe für den Köcher haben sich Polyester, Polyäthylen oder andere Polyolefine erwiesen, wobei in diese Kunststoffe gegebenenfalls Füllstoffe — z. B. Kohlenstoffasern oder -pulver — eingelagert sein können.As material for the shaft, all are suitable as implant materials in a known manner suitable metals and metal alloys with good body compatibility and sufficient strength. Polyester and polyethylene have proven to be suitable plastics for the quiver or other polyolefins, with fillers in these plastics, e.g. B. carbon fibers or powder - can be stored.

Neben der Lösung der geschilderten Aufgabe besitzt die erfindungsgemäße Ausbildung eines Knochenimplantates eine Reihe weiterer Vorteile. So ist es möglich, für alle Größen und Typen einer Prothese den gleichen Schaft zu verwenden und den Köcher mit verschiedenen Außenabmessungen zu versehen. Im Zusammenhang damit sei erwähnt, daß, herstellungsmäßig vorteilhaft, durch die neue Prothese die beiden grundsätzlich verschiedenen Chirurgenschulen — von denen die eine eine Ausräumung des Knochens bis zum massiven, kortikalen Randbereich befürwortet, während die andere das schwammartig poröse, spongiöse Gewebe weitgehend beläßt und nur ein unbedingt notwendiges Minimum davon für das Einpflanzen eines Implantatschaftes entfernt - mit dem gleichen Modell beliefert werden können, wobei dann bei der Operation der Schaft mit oder ohne den Köcher verwendet werden kann.In addition to solving the problem described, the inventive design of a bone implant has a number of other advantages. So it is possible to have the same for all sizes and types of a prosthesis To use the shaft and to provide the quiver with different external dimensions. In connection So it should be mentioned that, in terms of production, the two are fundamentally advantageous due to the new prosthesis different schools of surgeons - one of which involves clearing out the bone to massive, cortical margin, while the other advocates the spongy, porous, cancellous tissue largely left and only an absolutely necessary minimum of it for the planting of an implant shaft removed - can be supplied with the same model, with the operation of the Shank can be used with or without the quiver.

Weiterhin können die Metallschäfte relativ klein gehalten werden, wodurch sich beträchtliche Gewichtsersparnisse ergeben. Darüber hinaus bewirkt die Verwendung eines Köchers, daß eine Verankerung mit Knochenzement relativ geringe Mengen an Zement benötigt, wodurch die schädliche Erwärmung beim Aushärten des Zementes verringert wird. Schließlich wird durch den Köcher eine gewisse Dämpfung von Schwin-Furthermore, the metal shafts can be kept relatively small, which results in considerable weight savings result. In addition, the use of a quiver causes an anchoring with bone cement relatively small amounts of cement are required, which eliminates the harmful effects of heating during hardening of cement is reduced. Finally, the quiver provides a certain dampening of vibrations

gungen und vor allem von Mikrovibrationen erreicht, die sehr leicht zu Rückbildungen der Knochenteile an den damit belasteten Stellen und so zu Prothesenlockerungen führen können.and especially achieved by micro-vibrations, which very easily lead to regression of the bone parts in the areas exposed to them and thus to loosening of the prosthesis being able to lead.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.The invention is described below using an exemplary embodiment explained in more detail in connection with the drawing.

F i g. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt l-l von F i g. Z durch einen Knochen, in dem ein Implantat gemäß der Erfindung verankert ist;F i g. 1 shows schematically a longitudinal section II from FIG. Z through a bone in which an implant according to the invention is anchored;

F i g. 2 is a section II-II of FIG. 1.

Der Knochen 1, der beispielsweise einen Fingerknochen in starker Vergrößerung darstellt, besitzt außen einen relativ massiven, kortikalen Bereich 2, an den sich nach innen das im Bereich der Prothese entfernte, spongiöse Gewebe 3 anschließt. In der Operationshöh-Ie ist der konisch geformte Schaft 4, der eine glatte, polierte Oberfläche aufweist, in eine an ihn angepaßte Ausnehmung 5 eines Kunststoffköchers 6 selbsthemmend eingesetzt Der Köcher 6, der außen mit Vertiefungen und Rillen versehen ist, ist seinerseits in Knochenzement 7, z. B. in Methylmetacrylat, eingebettet, der die feste Verankerung zwischen dem Knochen 1 und dem Köcher 6 gewährleister.The bone 1, which for example represents a finger bone in great magnification, has the outside a relatively massive, cortical area 2, to which the inwardly removed in the area of the prosthesis, cancellous tissue 3 adjoins. In the operating height is the conically shaped shaft 4, which has a smooth, has polished surface, self-locking in a recess 5 of a plastic case 6 adapted to it inserted The quiver 6, which is provided with indentations and grooves on the outside, is in turn made of bone cement 7, e.g. B. in methyl methacrylate, embedded, which ensures the firm anchoring between the bone 1 and the quiver 6.

Am äußeren Rand besitzt der Köcher 6 eine schlitzartige Vertiefung 8. in die ein Übergangsstück 9 zwischen dem Schaft 4 und dem eigentlichen Implantat, das nicht gezeigt ist, eingreift Auf diese Weise ist der nur auf Grund seiner konischen Gestalt im Köcher 6 festgehaltene Schaft 4 gegen unbeabsichtigte Verdrehungen gesichert.At the outer edge of the quiver 6 has a slot-like recess 8 in which a transition piece 9 between the shaft 4 and the actual implant, which is not shown, engages only because of its conical shape held in the quiver 6 shaft 4 against unintentional twisting secured.

1 sheet of drawings

Claims

Claims: 2253 3

1. Bone implant, the shaft of which is anchored in the bone, characterized. that between the bone (1) and the shaft (4) of the implant, a plastic quiver (6) is arranged, which is firmly connected to the bone (1) but is detachably connected to the shaft (4)

2. Bone implant according to claim 1, characterized in that the bone (1) facing The outer surface of the quiver (6) is at least partially porous

3. Bone implant according to claim 1, characterized in that the shaft (4) due to its geometric shape is stored self-locking in the quiver (6).

4. Implant according to claim 1, characterized in that the shaft (4) in the quiver (6) against Rotation is secured.