DE2305442A1 - Implantat zur befestigung im inneren von roehrenknochen - Google Patents

Implantat zur befestigung im inneren von roehrenknochen

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DE2305442A1
DE2305442A1 DE19732305442 DE2305442A DE2305442A1 DE 2305442 A1 DE2305442 A1 DE 2305442A1 DE 19732305442 DE19732305442 DE 19732305442 DE 2305442 A DE2305442 A DE 2305442A DE 2305442 A1 DE2305442 A1 DE 2305442A1
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flexible shaft
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DE19732305442
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Helmut Locke
Anton Dr Ing Zeibig
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Ceramtec GmbH
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Ceramtec GmbH
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/32Joints for the hip
    • A61F2/36Femoral heads ; Femoral endoprostheses
    • A61F2/3662Femoral shafts
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
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    • A61F2002/30001Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
    • A61F2002/30316The prosthesis having different structural features at different locations within the same prosthesis; Connections between prosthetic parts; Special structural features of bone or joint prostheses not otherwise provided for
    • A61F2002/30535Special structural features of bone or joint prostheses not otherwise provided for
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Description

  • Implantat zur Befestigung im Inneren von Röhrenknochen Bei Total-Endoprothesen ist es aus in der Fachwelt bekannten Gründen erwünscht, Zemente, Kitte, Kunststoffe oder dgl. als Befestigungsmaterial im Knochen für Implantate und deren Zubehörteile zu vermeiden. Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Implantat für menschliche -oder tierische Knochen zu entwickeln, das zement- und kunststoffrei ist und sich in einfacher Weise mit Hilfe einer mechanischen Vorrichtung, also ebenfalls unter Vermeidung von Zement, Kitt, Kunststoff o. dgl., im Inneren von Röhrenknochen befestigen läßt.
  • Als Werkstoff für das erfindungsgemäße Implantat wird Aluminiumoxid bevorzugt oder, allgemeiner ausgedrückt: Keramische Materialien oder keramische Verbundmaterialien, die entweder dicht, porös oder zumindest oberflächenporös sind.
  • Laut der deutschen Offenlegungsschrift 2 134 316 wurde bereits vorgeschlagen, bei einer Endoprot;e das Gelenkteil aus Aluminiumoxid herzustellen. In dieser Schrift werden einleitend zum Stand der Technik (auf den Seiten 1 und 2) die Gründe dargelegt, warum die Werkstoffe Metall, Metallegierungen und die verschiedenartigen Kunststoffe verworfen werden und der genannte keramische Werkstoff gewählt wird.
  • Diesbezüglich beinhaltet dieser Stand der Technik z. T.
  • auch den Stand der Technik der vorliegenden Erfindung. Jedoch wagt der Erfinder zur genannten OS es nicht, für den Schaftteil am kugelförmigen Gelenkkopf ebenfalls Aluminiumoxid als Werkstoff vorzuschlagen. Als Grund hierfür wird angegeben, daß ein sprödes keramisches Material im allgemeinen Hammerschläge nicht aushält, mit denen der genannte Schaft in das Innere des zugehörigen Röhrenknochens einzutreiben sei.
  • Außerdem benötigt der erwähnte Erfinder an bestimmten Stellen einen Kitt, Zement oder Kleber, um gewisse Dauerverbindungen herzustellen.
  • An diesen beiden Unzulänglichkeiten setzt die vorliegende Erfindung an. Sie schlägt neben einem Vermeiden von Zement oder dgt auch ein Unterlassen von in ihrer Auswirkung schlecht kontrollierbaren Hammerschlägen vor, durch die der Knochen und seine Corticalis beschädigt werden könnte und hierdurch sowohl der Einwachs- und Heilprozeß stark verzögert würde als auch die Belastbarkeit sowie Richtungsstabilität des eingesetzten Implantates leiden würden. Daher ist das neue, noch näher zu beschreibende Implantat derart gestaltet worden, daß der hierdurch ermöglichte Befestigungsvorgang nicht in Form von einigen wenigen abrupten Schlägen durchgeführt wird, sondern in Form eines stetigen, sich über einen längeren Zeitraum erstreckenden und seitens des Operateurs gefühlvoll steigerbaren Anpressens einiger seiner beweglichen Teile in ungefähr senkrechter Richtung gegen die Corticalis-Innenwand.
  • Daher ist das erfindungsgemäße Implantat als Lösung der vorstehend genannten Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß es im Inneren ganz oder teilweise hohl ausgeführt ist und an der jeweils vorgesehenen Befestigungsstelle im Knochen von innen mit mehreren beweglich angeordneten Anpreßkörpern und einer in Richtung der Knochenlängsachse verschiebbaren Keilvorrichtung zum pressenden Anlegen dieser Anpreßkörper in etwa senkrechter Richtung zur Corticalis-Wand versehen ist.
  • In der Zeichnung zeigen die Figuren 1 und 2 ein Ausführungsbeispiel für den Fall eines Knochens mit gekrümmter Langsachse, beispielsweise für den oberen Abschnitt eines Oberschenkelknochens nahe dem Hüftgelenk, die Figuren 3 und 4 ein Anwendungsbeispiel für den Fall eines Röhrenknochens mit gerader oder annähernd gerader Längsachse. Die Figuren 2 und 4 sind jeweils die zugehörigen Querschnitts-Darstellungen im Bereich der BePestigungsstelle des Implantates.
  • In sa':mtlichen Figuren bezeichnen die Bezugsziffern 1 ... den Knochen, 2 ... das Implantat in seiner Gesamtheit, 3 ... eine der Befestigungsstellen des Implantates, 4 ... Durchgangs-Bohrungen senkrecht zur L«ngsachse in den Implantatwänden.
  • Während gemäß Figur 1 in den Bohrungen 4 lose mit Spiel eingelegte kleine zylindrische Körper 5, vorzugsweise aus Aluminiumoxid, senkrecht zur genannten Achse verschiebbar sind, können diese gemäß Figur 3 auch Kugeln 9 sein. Da der Knochen 1 im allgemeinen keinen kreisrunden Querschnitt besitzt, er aber trotzdem rund ausgefräst wird, ist die Anlagerungsfläche wahrscheinlich von unterschiedlicher Dichte und Härte (vgl. Spongiosa und Corticalis). Deshalb sind die Zylinder 5 meistens etwas unterschiedlich in ihrer Länge, bzw. die Kugeln 9 sind etwas unterschiedlich in ihrem Durchmesser.
  • Teil 6 ist eine im Inneren des Implantates 2 längsverschiebbare Schraube, deren oberer Teil beispielsweise wie der Kopf einer Inbusschraube gestaltet ist, so daß durch ein passendes Werkzeug dieser Teil 6 verdreht werden kann. Gemäß Figur 1 besteht dieses Werkzeug aus: Der biegsamen Welle 7 nebst Außen-Sechskant für die:Inbusschraube 6, dem Griffstück 8 am oberen Ende von 7 und einem Drehmomenten-Schlüssel, der entsprechend abgeflachte Wangen am Teil 8 formschlüssig umfaßt.
  • Der Operateur verfährt, nachdem er das Implantat 2 nebst Zubehörteilen 5 bzw. 9 ohne Anwendung von Zwang in den vorher ausgehöhlten Knochenteil 1 eingeführt hat, wie folgt: Mittels eines präzis gearbeiteten Drehmomenten-Schlüssels - sowohl im Falle der Fig. 1 als auch im Falle der Fig. 3 -wird die Schraube 6 langsam so gedreht, daß sie tiefer in das Implantat 2 hineinbewegt wird. Hierdurch schiebt diese Schraube die dargestellten zylindrischen Keilkörper 10 vor sich her. Diese treiben die Hilfskörper 5 bzw. 9 auseinander, bis sie mit relativ sanftem Druck zur Anlage an die Corticaliswand gelangen.
  • Anstelle von einem oder zwei Keilkörpern 10 können noch weitere Keilkörper eingefügt sein.
  • In ihrer mechanischen Wirkungsweise ähnelt diese Vorrichtung dem Schaltwerk eines aus der Getriebe-Technik bekannten Zieh- oder Schiebe-Keil-Getriebes; denn selbstverständlich ist die Längsbewegung der genannten Keilkörper auch durch Ziehen mittels einer Schraube zu erzielen.
  • Bei gerader Längsachse (Fig. 3 und 4) wird eine biegsame Welle 7 nicht benötigt, sondern der Operateur kann in bekannter Weise mittels seines Drehmomenten-Schlüssels und eines starren, geraden Steckschlüssels an der Inbusschraube 6 angreifen.
  • Eine poröse Oberfläche des Implantates 2 erleichtert in bekannter Weise ein Einwachsen neu gebildeten Knochengewebes. Wird aus Gründen der Festigkeit ein dichtes Keramikmaterial gewahlt, so kann erfindungsgemß die Oberfläche nachträglich porös oder zumindest aufgerauht gestaltet werden.
  • n unserer Patentanmeldung mit den amtlichen Aktenzeichen P 2 3C5 333.0 haben wir erläutert, wie das erfindungsgemäße Verfahren dazu benutzt werden kann, den Gelenkkopfteil eines Oberschenkelknochens nahe dem Hüttgelenk in ähnlicher Weise, wie inFig. 1 dargestellt.
  • mit einem passenden Implantat zwecks Erneuerung des Hüftgelenks zu versehen.
  • Die beispielsweise Ausführung nach Fig. 3 kann bei entsprechender Ausgestaltung auch den einen Teil einer Gesamt-Knochen-Verbindung darstellen, bei welcher ein bzw. zwei gesund gebliebene Röhrenknöchenresektions-Enden gegeneinander in Achsenrichtung verspannt werden, unter Zwischenfügung eines künstlichen Knochen-Abschnittes als Ersatzstück für einen vom Arzt herausgeschnittenen, teilzerstörten Knochen-Abschnitt wie dieses in der Patentanmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen P 2 305 329.4 dargestellt ist.
  • Damit nach dem ärztliche Eingriff Entzündungen durch Krankheitserreger wirksam unterdrückt werden, kann im oder am Implantat 2 an geeigneter Stelle ein Pharmaka-Depot installiert werden, welches in dosierter Weise und über längere Zeit hinweg Pharmaka abzugeben vermag.
  • Der technische Fortschritt ist vorstehend bereits erlautert worden. Kurz zusammengefaßt beinhaltet er die folgenden Punkte: 1. Vermeiden schlagartiger Beanspruchungen während des Operierens.
  • 2. Dosieren und Maximal-Begrenzung der Anpreßkraft einzelner Implantatteile gegen die Corticalis.
  • 3. Vermeiden von Zement, Kitt oder dgl.-4. Erleichtern des Gewebe-Einwachsens durch ein wenigstens oberflehenporöses Implantat.

Claims (10)

Patent- bzw. Schutzansprüche
1. Implantat zur dauerhaften, zementfreien Befestigung im Inneren von Röhrenknochen, dadurch gekennzeichnet, daß es (2) im Inneren ganz oder teilweise hohl ausgeführt ist und an der jeweils vorgesehenen Befestigungsstelle (3) im Kochen (1) von innen mit mehreren beweglich angeordneten Anpreßkörpern (5;9) und eimer in Richtung der Knochenlängsachse verschiebbaren teilvorrichtung (10) zum pressenden Anlegen dieser Anpreßkörper (5;9) in etwa senkrechter Richtung zur Corticalis-Wand versehen ist.
2. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte teilvorrichtung (10) als Zieh- oder Schiebe-Keilgetriebe ausgebildet ist, welches mittels einer vorzugsweise flexiblen Welle (7) vom äußeren Ende des Im#-plantates (2) so in Bewegung gesetzt worden ist, daß hierdurch mehrere, in Radialbohrungen (4) der Innenwand der Befestigungsstelle (3) des ImDlantates mit Spiel angeordnete, vorzugsweise unterschiedlich lange und zylindrische Stifte (5) gegen die Innenwand der Corticalis angepreßt sind (Fig. 1).
3. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Keilvorrichtung (10) als Zieh- oder Schiebe-Keilgetriebe ausgebildet ist, welches mittels eines Drehmomentenschlüssels und einer vorzugsweise flexiblen Welle (7) vom äußeren Ende des Implantates (2) so betätigt worden ist, daß hierdurch mehrere, in radialen Bohrungen (4) der Innenwand der Befestigungsstelle (3) des Implantates mit Spiel angeordnete, ggf. im Durchmesser unterschiedlich groß gehaltene .-uge:n (9) in etwa senkrechter Richtung gegen die Innenwand der Corticalis gedrückt sind (Fig.3).
-4. Implantat nach Anspruch 1 und 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß es entsprechend der Krümmung des Röhrenknochens (Fig. 1) gekrümmt gestaltet ist und der Drehmomenten-Schlüssel an einem Profilstück (8) am Ende der flexiblen Welle (7) ansetzt.
5. Implantat nach Anspruch 1 und 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer geradlinigen Achse des Knochens (1) der Drehmomenten-Schlüssel direkt am geraden Steckschlüsselteil oder am Kopfteil einer Inbusschraube (6) oder dgl. angreift (Fig. 3).
6. Implantat nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es (2) aus Keramik, vorzugsweise Aluminiumoxid, besteht.
7. Implantat nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es (2) aus einem Verbundwerkstoff, vorzugsweise einem keramischen Verbundwerkstoff, gefertigt ist.
8. Implantat nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es (2) aus einem dichten oder nahezu dichten Material besteht.
9. Implantat nach# mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es (2) zumindest längs der wichtigsten Oberflächenpartien porös ist bzw, nachträglich mit Poren oder porenartigen Ausnehmungen versehen ist.
10. Implantat nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es (2) ein Pharmaka-Depot enthält.
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