DE3005265A1 - PROSTHESIS - Google Patents

PROSTHESIS

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DE3005265A1
DE3005265A1 DE19803005265 DE3005265A DE3005265A1 DE 3005265 A1 DE3005265 A1 DE 3005265A1 DE 19803005265 DE19803005265 DE 19803005265 DE 3005265 A DE3005265 A DE 3005265A DE 3005265 A1 DE3005265 A1 DE 3005265A1
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DE
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elasticity
layer
modulus
prosthesis
prosthesis according
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Simon Raab
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    • A61F2310/00952Coating, pre-coating or prosthesis-covering structure made of bone cement, e.g. pre-applied PMMA cement mantle

Description

DR. ULRICH OSTERTAG 9 DR. REINHARD OSTERTAQDR.ULRICH OSTERTAG 9 DR.REINHARD OSTERTAQ

ElBENWEG 10, 70OO STUTTGART 70, TELEFON 0711/70 08 40, KABEL: OSPATElBENWEG 10, 70OO STUTTGART 70, TELEPHONE 0711/70 08 40, CABLE: OSPAT

Protheseprosthesis

Anmelder: Simon RaabApplicant: Simon Raab

5872 Westbury Avenue Montreal, Quebec, Kanada5872 Westbury Avenue Montreal, Quebec, Canada

Prioritäten: 1. Britische Patentanmeldung No. 79/05445Priorities: 1. British Patent Application No. 79/05445

15. Februar 1979February 15, 1979

2. US-Patentanmeldung Ser.No. 63,434 3. August 19792. U.S. Patent Application Ser.No. 63,434 August 3, 1979

Anwaltsakte: 903Legal file: 903

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Knochenverbindungs-Prothese mit einem Verstärkungsteil welcher mit Kunststoff beschichtet ist, wobei die Kunststoffschicht einen über ihre Ausdehnung veränderlichen Elastizitätsmodul aufweistBone connection prosthesis with a reinforcement part which is coated with plastic, the plastic layer being variable over its extension Has modulus of elasticity

Die Erfindung bezieht sich auf Prothesen, welche mit Hilfe von Knochenzement fest in den Knochen eingefügt werden. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf Prothesen, die so angepasst sind, dass die Festigkeit und Dauerhaftigkeit der Prothesen/Knochen-Zementverbindung maximiert wird.The invention relates to prostheses which are firmly inserted into the bone with the aid of bone cement will. In particular, this invention relates to prostheses that are adapted to provide strength and durability of the prosthesis / bone-cement bond is maximized.

Im Gebiet der orthopädischen Chirurgie wurden bisher mit Erfolg ZIMALOY, eine Chrom-Kobalt-Molybdän-Legierung, rostfreier Stahl, Titanlegierungen und Kunststoffe mit hoher Festigkeit, wie Ultrahochpolymer-Polyäthylen (in der Folge UHMWPE genannt) verwendet, um die Enden von langen Knochen, Gelenke, darin auch Hüftgelenke, zu ersetzen. Jedoch bestehen hier ernsthafte EinschränkungenIn the field of orthopedic surgery, ZIMALOY, a chrome-cobalt-molybdenum alloy, stainless steel, titanium alloys, and high strength plastics such as ultra high polymer polyethylene (hereinafter referred to as UHMWPE) used to close the ends of long bones, joints, including hip joints substitute. However, there are serious limitations here

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in der orthopädischen Chirurgie, hauptsächlich in der Verbindung von Prothesen mit den Knochen. Durch die Einwirkung verschiedener Faktoren, wie mechanische Belastung, Materialermüdung, Korrosion, etc. sind die Prothese/-Knochen-Zementverbindungen sehr anfällig für Fehlfunktionen. Wie im gleichzeitig, am 5. Juni 1979 (Anmelde-Nummer ) eingereichten Patentgesuch mit dem Titel "Knochenverbindungs-Prothese mit maximierter Festigkeit und Dauerhaftigkeit der Knochen-Prothese-Zwischenschicht und Verfahren zur Herstellung dieser Prothese" beschrieben wird, kann eine verbesserte Knochenverbindungs-Prothese durch Vorbehandlung des festen Protheseteils, indem er mit Polymethylmethacrylat beschichtet wird, hergestellt und mittels Knochenzement im Knochen selbst fixiert werden. Mit Polymethylmethacrylat beschichteten Protheseteile., wie sie in der Parallelanmeldung angegeben werden, können die Protheseteile leichter mit Knochenzement verbunden werden und ergeben eine bessere und dauerhaftere Verbindung.in orthopedic surgery, mainly in the connection of prostheses with the bones. By the action various factors, such as mechanical stress, material fatigue, corrosion, etc. are the prosthesis / bone-cement connections very prone to malfunction. As in the same time, on June 5, 1979 (registration number ) submitted a patent application entitled "Bone Connection Prosthesis with Maximized Strength and durability of the bone-prosthesis intermediate layer and method of manufacturing this prosthesis " is described, an improved bone joint prosthesis can be achieved by pretreating the solid prosthesis part, by coating it with polymethyl methacrylate, and using bone cement in the bone itself be fixed. Prosthesis parts coated with polymethyl methacrylate, as described in the parallel application specified, the prosthesis parts can be connected more easily with bone cement and result in a better one and more permanent connection.

Ein weiteres Problem beim Verbinden von Protheseteilen mit dem Knochengewebe ergibt sich aus den Unterschieden zwischen der Festigkeit eines Protheseteils und dem diesen Teil umgebenden Knochenzement. Protheseteile, welche vorgesehen sind, um mit dem Knochen fest verbunden zu werden, beispielsweise Prothesen mit einem in den Knochen eingeführten Stift oder Schaft werden üblicherweise aus einem Material mit hoher Festigkeit gefertigt, beispielsweise aus legierten Metallen oder, wenn es eine Kunststoff-Prothese ist, beispielsweise aus UHMWPE. Andererseits ist ein Knochenzement, welcher normalerweise aus einer Mischung von PolymethylmethacrylatAnother problem when connecting prosthesis parts to the bone tissue arises from the differences between the strength of a prosthesis part and the bone cement surrounding this part. Prosthetic parts, which are intended to be firmly connected to the bone, for example prostheses with an in The pin or shaft inserted into the bone is usually made of a material with high strength, for example from alloyed metals or, if it is a plastic prosthesis, for example from UHMWPE. On the other hand, there is a bone cement, which is usually made from a mixture of polymethyl methacrylate

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und Methylmethacrylatmonomer, welche zusätzlich ein Styrencopolymer des Methylmethacrylats enthalten kann, ist typischerweise ein weniger festes poröses Material. Wird nun solch ein mittels Knochenzement fest in den Knochen eingesetzte Prothese zusammen mit dem jetzt eine Einheit bildenden Knochen einer Kraft ausgesetzt, beispielsweise einer Belastung durch Gehen im Falle einer Hüftgelenkendoprothese, wird die weniger feste Knochenzementzwischenschicht einer hohen mechanischen Belastung ausgesetzt. Mehr noch, durch die nicht physiologische Kräfteverteilung (im Knochen) können im Bereich des Prothese-Zementaufbaus wesentlich grössere, bis extreme lokale Belastungen auftreten. Die Folge davon sind Knochenatrophien, Knochenschwächung, Rückbildung und Verlust der Knochenfestigkeit mit nachträglicher Frakturneigung. Zusätzlich können diese Kräfte eine Ermüdung oder Versprödung mit darausfolgendem Bröckeln des Knocherizements bewirken, wenn der Knochenzement, wie es meistens vorkommt, fehlerhafte Stellen wie Leerstellen, Lunker oder Bläschen aufweist, was natürlich zu Fehlfunktionen der Prothese führt.and methyl methacrylate monomer, which can additionally contain a styrene copolymer of methyl methacrylate, is typically a less rigid porous material. If one of these is now fixed in the Bone inserted prosthesis together with the bone, which is now a unit, exposed to a force, for example stress from walking in the case of a hip joint replacement, the less firm bone cement interlayer becomes exposed to high mechanical stress. Even more, because of the non-physiological Distribution of forces (in the bone) can be much greater or extreme in the area of the prosthesis-cement structure local loads occur. The consequences of this are bone atrophy, bone weakening, and regression Loss of bone strength with subsequent tendency to fracture. In addition, these forces can cause fatigue or embrittlement with consequent crumbling of the bone cement cause when the bone cement, as it usually happens, defective areas such as voids, Has cavities or bubbles, which of course leads to malfunction of the prosthesis.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Prothese zu schaffen, deren Eigenschaften besser den physiologischen Anforderungen entsprechen und dabei die oben beschriebenen Nachteile weitgehend ausschliesst.It is therefore the object of the invention to create a prosthesis whose properties better match the physiological ones Meet the requirements and largely exclude the disadvantages described above.

Die Aufgabe wird gelöst, indem ein prothetischer Teil, der mit Knochengewebe verbunden werden soll, an den wesentlichen Konpaktstellen mit einem Polymer beschichtet wird, wobei die Polymerschicht so ausgelegt wird, dass diese Schicht verschiedene Elastizitätsmoduli aufweist, beispielsweise derart, dass die dem Knochengewebe zuge-The object is achieved by attaching a prosthetic part that is to be connected to bone tissue to the essential contact points is coated with a polymer, the polymer layer being designed so that this layer has different moduli of elasticity, for example in such a way that the

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kehrte Oberfläche weniger Festigkeit, also einen niedrigeren Elastizitätsmodul, aufweist, und die am Protheseteil anliegende Oberfläche eine grössere Festigkeit, also einen grösseren Elastizitätsmodul zeigt. Zwischen den benannten Oberflächen ändert sich der Elastizitätsmodul in der Polymerbeschichtung graduell und kontinuierlich. Vorzugsweise soll sich der Elastizitätsmodul durch die Schicht so ändern, dass die auf dem Protheseteil aufliegende Oberfläche einen Elastizitätsmodul aufweist, der ungefähr dem Elastizitätsmodul des Materials des Protheseteils gleich ist und durch die Schicht hindurch sich derart ändert, dass die andere, mit dem Knochenzement in Berührung tretende Oberfläche einen Elastizitätsmodul aufweist, der ungefähr dem Elastizitätsmodul des Knochenzements gleich ist. Dadurch ergibt sich eine gleichmässigere Belastungsverteilung, da die angreifenden Kräfte sich eher durch die Polymerschicht verteilen, als weitgehend lokal an der Knochenzementzwischenschicht anzugreifen. Als spezifische Ausführungen zur Lösung der Aufgabe kann die Polymerschicht einen kontinuierlich über ihre Schichtdicke sich ändernden Elastizitätsmodul aufweisen oder der Elastizitätsmodul ändert sich schrittweise oder aber die Funktion der Elastizitätsmoduländerung zeigt einen dem Problem speziell angepassten komplexen Verlauf.returned surface has less strength, i.e. a lower modulus of elasticity, and that on the prosthesis part adjacent surface shows greater strength, i.e. a greater modulus of elasticity. Between On the named surfaces, the modulus of elasticity in the polymer coating changes gradually and continuously. The modulus of elasticity should preferably change through the layer in such a way that the on the prosthesis part resting surface has a modulus of elasticity which is approximately the modulus of elasticity of the material of the prosthesis part is the same and changes through the layer in such a way that the other, with the Bone cement coming into contact surface has a modulus of elasticity which is approximately the modulus of elasticity of the bone cement is the same. This results in a more even distribution of the load, since the attacking Forces tend to be distributed through the polymer layer rather than largely locally at the bone cement intermediate layer to attack. As specific designs for solving the problem, the polymer layer can be a have continuously changing modulus of elasticity over their layer thickness or the modulus of elasticity changes gradually or the function of the change in the modulus of elasticity shows the problem specifically adapted complex course.

Die Erfindung wird nun nachfolgend unter Bezugnahme auf die' Zeichnungen ausführlich beschrieben.The invention will now be described in detail below with reference to the drawings.

Fig. 1 zeigt die"seitliche Ansicht eines Längsschnittes durch eine Hüftknochen-Prothese, bei der ein Verstärkungselement für den Knochenstift gemäss der Erfindung beschichtet wurde.Fig. 1 shows the "side view of a longitudinal section by a hip bone prosthesis, in which a reinforcement element for the bone pin according to of the invention was coated.

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Fig. 2 zeigt die Vergrösserung eines transversalen Schnittes entlang der Linie 2-2 in Fig. 1, um die sich verändernde Porosität der Polymerschicht in Fig. 1 darzustellen.FIG. 2 shows the enlargement of a transverse section along the line 2-2 in FIG to show the changing porosity of the polymer layer in FIG.

Fig. 3 zeigt ein Diagramm im Zusammenhang mit der Vergrösserung eines Schnittes durch ein eingesetztes Implantat, wie es Fig. 1 zeigt, um die den verschiedenen Schichten zugeordneten Elastizitätsmoduli aufzuzeigen.Fig. 3 shows a diagram in connection with the enlargement of a section through an inserted Implant, as shown in FIG. 1, by the moduli of elasticity assigned to the various layers to show.

Fig. 4 zeigt die seitliche Ansicht eines Längsschnittes durch eine Hüftgelenkprothese, bei der die Polymerbeschichtung aus verschiedenen, einzelnen Polymerschichten mit verschiedenen Elastizitätsmoduli besteht.Fig. 4 shows the side view of a longitudinal section through a hip joint prosthesis, in which the Polymer coating made of different, individual polymer layers with different moduli of elasticity consists.

Fig. 5 zeigt den Transversalschnitt entlang der Linie 5-5 von Fig. 4.Fig. 5 shows the transverse section along the line 5-5 of Fig. 4.

Fig. 6 zeigt in einem Diagramm den Verlauf des Elastizitätsmoduls über die diversen Schichten eines eingesetzten Implantats, wie in den Figuren 4 und 5 angegeben.Fig. 6 shows in a diagram the course of the modulus of elasticity over the various layers of an inserted Implant, as indicated in Figures 4 and 5.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform einer beschichteten Hüftgelenkprothese undFig. 7 shows a further embodiment of a coated Hip joint prosthesis and

Fig. 8 zeigt die perspektivische Ansicht eines teilweise geschnittenen, menschlichen Kniegelenkes.8 shows the perspective view of a partially sectioned human knee joint.

Gemäss der vorliegenden Erfindung wird man in der Lage sein, Prothesen herzustellen, welche mit Hilfe vonIn accordance with the present invention, one becomes capable be able to manufacture prostheses which are made with the help of

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Knochenzement im oder am Knochen befestigt werden, wobei bei Belastung die Kräfteverteilung zwischen Knochen, Knochenzement und Prothese gleichmässiger verteilt sind als bei Prothesen, wie sie bisher hergestellt wurden. Diese Prothesen enthalten ein Verstärkungselement, welches aus einem festen Material besteht, wie Chrom-Kobalt-Molybdän-Legierung, beispielsweise ZIMALOY, oder Titanlegierung oder rostfreier Stahl oder einer polymeren Substanz wie UHMWPE, wobei zumindest ein Teil des Verstärkungselements von einer Polymerschicht überzogen ist. Diese Polymerschicht, die auch aus Einzelschichten zusammengesetzt sein kann, weist vorbestimmte charakteristische Aenderungen im Elastizitätsmodul auf.Bone cement are attached in or on the bone, whereby under load the distribution of forces between bones, Bone cement and prosthesis are more evenly distributed than with prostheses such as were previously produced. These prostheses contain a reinforcement element made of a solid material such as chrome-cobalt-molybdenum alloy, for example ZIMALOY, or titanium alloy or stainless steel or a polymer Substance such as UHMWPE, with at least part of the reinforcement element covered by a polymer layer is. This polymer layer, which can also be composed of individual layers, has predetermined characteristics Changes in the modulus of elasticity.

Bei einem Protheseteil mit einer Beschichtung, die einen kontinuierlich sich verändernden Elastizitätsmodul aufweisen soll, kann aus einer einzigen kontinuierlichen Schicht bestehen oder aus einer diskreten Beschichtung verschiedener Polymerschichten mit verschiedenen Elastizitätsmoduli. Eine Prothese mit einer einzigen kontinuierlichen Polymerschicht, die auf dem Verstärkungseleraent aufgebracht ist, zeigt Fig. 1. In diesem Längsschnitt einer Knochenstift-Hüftprothese 10, welche ein Verstärkungselement 11 mit einer hochfesten Polymerschicht 12, welche eine genügende Dicke aufweist und vorzugsweise aus Polymethylmethacrylat besteht. Diese Schicht enthält in ihrem Innern die Leerstellen oder Bläschen 14.In the case of a prosthesis part with a coating that has a continuously changing modulus of elasticity can consist of a single continuous layer or a discrete coating different polymer layers with different moduli of elasticity. A prosthesis with a single continuous polymer layer on the reinforcement element is applied is shown in Fig. 1. In this longitudinal section of a bone pin hip prosthesis 10, which a reinforcing element 11 with a high-strength polymer layer 12 which is of sufficient thickness and preferably consists of polymethyl methacrylate. This layer contains the voids or bubbles 14 in its interior.

In Fig. 2 wird.ein transversaler Schnitt durch den Protheseschaft der Fig. 1 gezeigt, im Zentrum befindet sich das Verstärkungselement 10 des festen Protheseteils aus einer Metallegierung oder UHMWPE und in konzentrischer Form die Polymerschicht 12 mit den Leerstellen oder Bläschen 14a, 14b und 14c. Von aussen nach innen gegen dasIn Fig. 2 is.a transverse section through the prosthesis shaft 1, the reinforcing element 10 of the fixed prosthesis part is located in the center a metal alloy or UHMWPE and in concentric form the polymer layer 12 with the voids or bubbles 14a, 14b and 14c. From the outside to the inside against that

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Zentrum hin werden die Leerstellen allmählich kleiner, d.h. die Leerstelle 14a näher beim umhüllten Protheseteil weist kleinere Dimensionen auf als das Bläschen 14c an. der dem Knochen zugewendeten Aussenseite der Polymerbeschichtung. Die Leerstelle 14b, welche linear zwischen den Leerstellen 14a und 14c liegt, erhält dabei eine mittlere Abmessung. Dementsprechend kann man sehen, dass die Festigkeit der Polymerschicht sich kontinuierlich ändert von einer relativ hohen Festigkeit im Inneren der Umkapselung, wo der Grad der Porosität praktisch null ist, zu einer niedrigen Festigkeit in der äusseren Region der Polymerkapsel·, wo der Porositätsgrad wesentlich grosser ist. In Wirklichkeit wird also die Festigkeit der Polymerschicht nicht allein durch die Abmessung der einzelnen LeersteMen bestimmt, sondern auch durch die Anzahl bzw. Dichte von Leerstellen in einer gegebenen Region des Filmes. Wenn nun ein gewisser Prozentsatz ■ von Leerstellen über ein bestimmtes Volumen in einer gegebenen Region der Polymerkapsel gross ist, ist dies auch die Ste^e, in der die Beschichtung relativ flexibel wird, d.h. dass diese Region makroskopisch gesehen einen kleinen Elastizitätsmodul aufweist. Ist andererseits der Prozentanteil der Leerstellen niedrig oder fast null·, so findet man an dieser Stelle der Polymerschicht eine hohe Festigkeit und damit ebenfa^s makroskopisch gesehen einen hohen Eiastizitätsmodui.The voids gradually become smaller towards the center, i.e. the voids 14a closer to the covered prosthesis part has smaller dimensions than the bubble 14c. the outside of the polymer coating facing the bone. The vacancy 14b, which lies linearly between the vacancies 14a and 14c, receives a middle dimension. Accordingly, it can be seen that the strength of the polymer layer increases continuously changes from a relatively high strength inside the encapsulation, where the degree of porosity is practically zero is, to a low strength in the outer region of the polymer capsule · where the degree of porosity is substantial is bigger. In reality, the strength of the polymer layer is not determined solely by the dimensions of the individual emptiness, but also by the The number or density of voids in a given region of the film. If now a certain percentage ■ of vacancies over a certain volume in a given region of the polymer capsule is large, this is it also the part in which the coating is relatively flexible This means that macroscopically, this region has a small modulus of elasticity. On the other hand is the Percentage of vacancies low or almost zero ·, one finds one at this point in the polymer layer high strength and thus also seen macroscopically a high modulus of elasticity.

Dieser Sachverhait wird in Fig. 3 dargeste^t, in der im Teil· a ein Schnitt durch ein Impiantat, wie es Fig. 1 und 2 zeigt, und welches mit Hiife von Knochenzement in einem Knochen, d.h. an das Knochengewebe, fixiert ist. Im Teil· b ist ein zugehöriger Graph, der den Veriauf des El·astizitätsmodul·s zeigt, abgebiidet, wobei die ver-This state of affairs is shown in Fig. 3, in which in part a a section through an implant, as shown in FIGS. 1 and 2, and which with the aid of bone cement in is fixed to a bone, i.e. to the bone tissue. In part · b there is an associated graph showing the progression of the modulus of elasticity, where the different

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schiedenen Komponenten Verstärkungselement/Polymerschicht/Knochenzement/Knochengewebe je ihren spezifischen Elastizitätsmodul besitzen. Das Verstärkungselement 10 besitzt einen relativ hohen Elastizitätsmodul, was durch die Gerade 20 gezeigt werden soll. Die Polymerschicht 12 mit der kontinuierlich veränderlichen Porosität zeigt auch einen kontinuierlich sich verändernden Elastizitätsmodul, angedeutet durch die Linie 22. Im, in diesem Falle Inneren der Polymerschicht, wo die Porosität nahezu null erreicht, kann man sehen, dass der Elastizitätsmodul der Polymerschicht nahezu gleich ist wie der des Verstärkungselements. Auf der Aussenseite der Polymerschicht, wo der Anteil der Leerstellen oder Bläschen viel grosser ist und damit auch die Porosität, kann man sehen, dass der wesentlich niedrigere Elastizitätsmodul sich dem Elastizitätsmodul eines ausgehärteten Knochenzements angleicht. Der ausgehärtete Knochenzement 16 liegt zwischen der Polymerschicht 12 und dem Knochen 18. Der Elastizitätsmodul von ausgehärtetem Knochenzement weist sozusagen einen konstanten Wert auf und ist durch die Linie 24 dargestellt. Idealerweise wird dann die Festigkeit der Polymerschicht 12 so variiert, dass im Inneren der Schicht der Elastizitätsmodul ungefähr gleich ist mit dem Elastizitätsmodul des Verstärkungselements, während auf der Aussenseite der Schicht, welche der Knochenbefestigungsschicht entspricht, der Elastizitätsmodul ungefähr gleich dem Elastizitätsmodul des Knochenzements, welcher durch die Anwesenheit von Leerstellen und Fehler in seinem Gefüge naturgemäss niedrig ist.different components reinforcement element / polymer layer / bone cement / bone tissue each have their specific modulus of elasticity. The reinforcement element 10 has a relatively high modulus of elasticity, what is to be shown by the straight line 20. The polymer layer 12 with the continuously variable porosity also shows a continuously changing modulus of elasticity, indicated by the line 22. Im, in this case inside the polymer layer, where the porosity reaches almost zero, one can see that the The modulus of elasticity of the polymer layer is almost the same as that of the reinforcing element. On the outside the polymer layer, where the proportion of voids or bubbles is much larger and thus also the porosity, you can see that the much lower modulus of elasticity is compared to the modulus of elasticity of a cured Aligns bone cement. The hardened bone cement 16 lies between the polymer layer 12 and the bone 18. The modulus of elasticity of hardened bone cement has, so to speak, a constant Value and is represented by line 24. The strength of the polymer layer 12 is then ideally varies so that inside the layer the modulus of elasticity is approximately equal to the modulus of elasticity of the Reinforcement element, while on the outside of the layer which corresponds to the bone fastening layer, the modulus of elasticity approximately equal to the modulus of elasticity of the bone cement, which is determined by the The presence of voids and defects in its structure is naturally low.

Wie schon erwähnt, hat die Polymerschicht eine bestimmte substantielle Dicke. Mit dem Ausdruck "substantielleAs already mentioned, the polymer layer has a certain substantial thickness. With the phrase "substantial

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Dicke" soll gemeint sein, dass die Polymerschicht zumindest so dick ist, dass eine Veränderung der Elastizität der Schicht, wie sie bis anhin beschrieben wurde, überhaupt möglich ist. Polymerschichten, welche gemäss der Erfindung brauchbar sind, haben eine minimale Dicke von ungefähr 0,1 cm, Dicken von 0,5 cm sind vorzuziehen, doch am besten eignen sich Schichten in der Dicke von 0,5 bis 1,0 cm.Thickness is intended to mean that the polymer layer is at least so thick that there is a change in elasticity the layer, as it has been described up to now, is possible at all. Polymer layers, which according to of the invention have a minimum thickness of about 0.1 cm, thicknesses of 0.5 cm are preferred, but the best layers are 0.5 to 1.0 cm thick.

Die Herstellung von Prothesen, wie sie in den Figuren 1, 2 und 3 dargestellt sind, worin eine einschichtige Polymerschicht mit Leerstellen auf einem Verstärkungselement angebracht ist, und in der der Elastizitätsmodul von innen nach aussen sich verändert, herbeigeführt durch den prozentualen Anteil von Leerstellen, welcher sich von innen nach aussen ändert, können durch verschiedene, geeignete Mittel hergestellt werden. Eine Methode, die dabei angewendet werden kann, ist die Veränderung der Verfestigungsrate der Polymerschicht linear von aussen nach innen oder von innen nach aussen, während man zur selben Zeit den Porositätsgrad des noch nicht festen Polymers verändert.The manufacture of prostheses as shown in Figures 1, 2 and 3, wherein a single-layer Polymer layer with voids is attached to a reinforcing element, and in which the modulus of elasticity changes from the inside out, brought about by the percentage of voids, which changes from the inside to the outside can be produced by various suitable means. One The method that can be used for this is to change the solidification rate of the polymer layer linear from the outside to the inside or from the inside to the outside, while at the same time the degree of porosity of the not changed solid polymer.

Die Polymerkapsel kann aus geschmolzenem thermoplastischem PMMA hergestellt werden, indem die Verfestigungsrate des thermoplastischen Materials mit Hilfe der Temperatur gesteuert wird. Der geschmolzene Thermoplastik wird in einer Form, welche dem gewünschten Knochenimplantat entspricht, eingeschlossen. Das Verstärkungselement oder der Knochenstift des Implantats, bestehend aus einer Metallegierung, wird im Zentrum der gleichen Form eingeschlossen. Der Teil der Prothese, der nicht beschichtet werden soll, bleibt ausserhalb der Form.The polymer capsule can be made from molten thermoplastic PMMA by controlling the solidification rate of the thermoplastic material with the aid of temperature is controlled. The melted thermoplastic is in a shape that matches the desired bone implant is included. The reinforcement element or the bone pin of the implant, consisting of made of a metal alloy, is included in the center of the same shape. The part of the prosthesis that doesn't is to be coated remains outside the mold.

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Die Metallegierung zeigt einen hohen Grad von Wärmeleitfähigkeit und kann,dies ausnützend,in Kontakt gebracht werden mit Kühlvorrichtungen, wie gekühlte Luft, Flüssig-Stickstoff, etc. Wird diese gerade beschriebene Anordnung benützt, das Polymer im Inneren der Form und in Kontakt mit dem abgekühlten Knochenstift oder Verstärkungselement, so verfestigt sich das Polymer im Innern zuerst, während der Polymeranteil am äusseren Teil der Form zu einem späteren Zeitpunkt gekühlt wird, so dass auch hier etwas verzögert eine Verfestigung eintritt.The metal alloy exhibits a high degree of thermal conductivity and, taking advantage of this, can be brought into contact are used with cooling devices such as chilled air, liquid nitrogen, etc. Using the arrangement just described, the polymer inside the mold and in contact with the bone pin or reinforcement element cooled, the polymer inside solidifies first while the polymer portion on the outer part of the mold is cooled at a later point in time, so that something here too solidification occurs delayed.

Das geschmolzene Polymer in der Form enthält ein inertes Gas, wie beispielsweise Stickstoff oder Kohlendioxyd, gelöst. Die Menge des gelösten Gases wird durch den Druck gesteuert, bei hohem Druck ist praktisch alles Gas gelöst, während bei niedrigerem Druck das gelöste Gas in einzelnen Bläschen oder Leerstellen auftritt. Die Form ist so ausgelegt, dass der Druck im Innern der Form kontinuierlich verändert werden kann. Dementsprechend wird in solch einer Anordnung der Druck in der Form folgendermassen kontinuierlich variiert.Von einem höheren Wert des Druckes, in dem alles Gas in der polymeren Substanz gelöst ist, wobei gleichzeitig der wärmeleitende Knochenstift im Zentrum der Form gekühlt wird, wird langsam auf einen niedrigeren Druckwert übergegangen, bei dem nur noch ein kleiner Prozentsatz des Gases im Polymer gelöst ist. Wird die polymere Substanz im Innern der Form fest, so enthält sie, solange gleichzeitig der Druck in der Form so hoch ist, dass alles Gas gelöst ist, noch keine Leerstellen. Wird dann beim Verfestigen der nächstfolgenden Region der Druck in der Form abgesenkt, so beginnt das gelöste Gas aus der Substanz auszutreten,The molten polymer in the mold contains an inert gas, such as nitrogen or carbon dioxide, solved. The amount of dissolved gas is controlled by the pressure, at high pressure practically everything is gas dissolved, while at lower pressure the dissolved gas occurs in individual bubbles or voids. Form is designed so that the pressure inside the mold can be continuously changed. Accordingly, will in such an arrangement the pressure in the form varies continuously as follows. From a higher value the pressure at which all the gas is dissolved in the polymeric substance, at the same time as the thermally conductive bone pin is cooled in the center of the mold, it slowly goes down to a lower pressure value only a small percentage of the gas is still dissolved in the polymer. Will the polymeric substance inside the Form solid, as long as the pressure in the form is so high that all gas is dissolved, it still contains no spaces. If the pressure in the mold is then reduced when the next following region solidifies, so the dissolved gas begins to escape from the substance,

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es bilden sich Bläschen und das feste Polymer enthält in dieser Region Leerstellen.bubbles form and the solid polymer contains voids in this region.

Eine weitere Methode zur Herstellung einer Polymerschicht mit variierender Porosität, wie es diese Erfindung lehrt, besteht darin, dass ein polymerisierbares Material, beispielsweise vernetzungfähiges PMMA-Polymer, ein Monomer, oder ein Polymermonomer in Mischung mit einem wärmeempfindlichen Polymerkatalysator oder Initiator verwendet wird. In solch einem Fall wird wiederum ein Gas in dem polymerisierbaren Material gelöst, wobei eine geschlossene Form oder dergleichen verwendet wird. Dabei kann der Verstärkungsteil der Prothese erwärmt werden, so dass das erwärmte Material im Innern der Form, d.h. in der Nähe des wärmeleitfähigen Protheseteils, zuerst polymerisiert. Gleich wie im obigen Beispiel angegeben, wird der Druck im Innern der Form kontinuierlich abgesenkt als Funktion der Polymerisierungsrate; das Material im Innern der Form enthält dann keine Leerstellen, während das Material zur Peripherie hin einen höheren Grad von Leerstellen aufweist.Another method of making a polymer layer of varying porosity such as this invention teaches, is that a polymerizable material, for example crosslinkable PMMA polymer, a monomer, or a polymer monomer in admixture with a thermosensitive polymer catalyst or initiator is used. In such a case, a gas is again dissolved in the polymerizable material, wherein a closed shape or the like is used. The reinforcement part of the prosthesis can be heated so that the heated material inside the mold, i.e. in the vicinity of the thermally conductive part of the prosthesis, polymerized first. As indicated in the example above, the pressure is inside the mold continuously decreased as a function of the polymerization rate; contains the material inside the mold then no voids, while the material has a higher degree of voids towards the periphery.

In der vorangehenden Diskussion wurden in Polymer gelöste Gase und polymerisierbare Lösungen erwähnt, um die erwünschte Porosität herzustellen. Im Falle einiger polymerisierbaren Lösungen, wie beispielsweise eine Lösung von Methylmethacrylatmonomer und PMMA, bildet sich bei der Polymerisierung einer solchen Mischung inhärent und auch in Abwesenheit von Druck eine Porosität aus. Wird eine solche polymerisierbare Mischung verwendet, so sind keine speziellen Vorkehrungen zur Lösung eines Gases in der Mischung notwendig.In the preceding discussion, polymer dissolved gases and polymerizable solutions were mentioned to make the desired Establish porosity. In the case of some polymerizable solutions, such as a solution of methyl methacrylate monomer and PMMA, inherently forms upon polymerization of such a mixture and porosity even in the absence of pressure. If such a polymerizable mixture is used, so no special precautions are necessary to dissolve a gas in the mixture.

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Eine weitere Methode, das gewünschte Produkt herzustellen, beinhaltet die Anwendung von temperatursensitxven Schäumungsagentien. Ein nicht temperatursensitives, polymerisierbares Material wird mit einem wärmesensitiven Blähungsmittel versetzt und unter Bedingungen, dass eine Polymerisierung ausgelöst werden kann, beispielsweise das Beifügen eines bei Umgebungstemperatur arbeitenden Polymerisationskatalysators, in der Form eingeschlossen. Wärmeenergie wird dann vom äusseren Teil der Form in die Mischung eingeführt, so dass das Polymer mit dem temperatursensitiven Schäumungsmittel Leerstellen erzeugt, während das relativ kältere Material im Innern der Form diese Leerstellen nicht aufweist. Es muss dabei berücksichtigt werden, dass das wärmesensitive Schäumungsmittel und das Gas, das daraus entsteht, eine unphysiologische Aktivität entfalten kann, es ist zu vermeiden, dass die Polymerschicht eine negative Wirkung auf den Knochen ausüben kann.Another method of producing the desired product involves the use of temperature-sensitive foaming agents. A non-temperature-sensitive, polymerizable material is made with a heat-sensitive flatulence agent and under conditions that polymerization can be triggered, for example the Adding an ambient temperature polymerization catalyst enclosed in the mold. Thermal energy is then introduced into the mixture from the outer part of the mold, making the polymer with the temperature sensitive Foaming agent creates voids while the relatively colder material is inside the mold does not have these voids. It must be taken into account that the heat-sensitive foaming agent and the gas that arises from it can develop an unphysiological activity, which must be avoided Polymer layer can have a negative effect on the bone.

Letztlich kann auch der Vorgang einer Nachexpansion verwendet werden, um Polymerschichten mit variierender Porosität herzustellen. Eine Schicht von thermoplastischem Material, welche ein Schäumungsmittel gelöst enthält, beispielsweise Penthan oder Stickstoff, wird auf die Oberfläche des Verstärkungselements oder Knochenstifts aufgezogen und ausgehärtet. Die Aussenseite der gehärteten Schicht wird Wärmeenergie, wie sie beispielsweise durch eine Infrarotquelle abgegeben wird, ausgesetzt, wobei die Oberfläche der thermoplastischen Schicht erwärmt und erweicht wird. An diesem Punkt tritt das gelöste Schäumungsmittel in die Gasphase über und produziert auf diese Art Leerstellen in der Polymerschicht. Nach dem erwünschtenFinally, the process of post-expansion can also be used to create polymer layers with varying porosity to manufacture. A layer of thermoplastic material which contains a foaming agent in solution, for example pentane or nitrogen, is drawn onto the surface of the reinforcement element or bone pin and hardened. The outside of the hardened layer is thermal energy, such as that caused by an infrared source is emitted, wherein the surface of the thermoplastic layer is heated and softened will. At this point the dissolved foaming agent passes into the gas phase and produces in this way Vacancies in the polymer layer. According to what you want

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Schäumungsvorgang wird die Wärmequelle entfernt, wobei die Polymerschicht wieder aushärtet.During the foaming process, the heat source is removed and the polymer layer hardens again.

Wie vorher schon angegeben, kann eine Polymerschicht mit variierendem Elastizitätsmodul auch aus verschiedenen einzelnen Schichten bestehen. In diesem Fall soll auf die schon besprochene Prothese angewendet, die äusserste Schicht der zusammengesetzten Polymerschicht den niedersten Elastizitätsmodul, d.h. eine relative Flexibilität, aufweisen. Vorzugsweise wird bei dieser Schicht, welche auch die mit dem Knochen zu verbindende Schicht ist, ein Elastizitätsmodul ausgewählt, welcher ungefähr dem Elastizitätsmodul von ausgehärtetem Knochenzement entspricht. Die innerste Schicht der zusammengesetzten Polymerschicht, welche die Schicht ist, die direkt auf dem Protheseteil aufliegt, sollte einen hohen Elastizitätsmodul bzw. hohe Festigkeit aufweisen. Vorzugsweise wird der Elastizitätsmodul der innersten Schicht so ausgewählt, dass er ungefähr dem Elastizitätsmodul dem zu beschichtenden Protheseteil bzw. dem Knochenschaft, entspricht. Die darauffolgenden Polymerschichten haben Elastizitätsmoduli, die zwischen den Moduli der äussersten und innersten Schicht liegen, so dass jede weitere, in Richtung Peripherie angeordnete Schicht einen kleineren Elastizitätsmodul aufweist als die benachbarte, innere Schicht. Eine Prothese mit solch einer zusammengesetzten Polymerschicht zeigen die Figuren 4, 5 und 6. Fig. 4 ist die seitliche Ansicht eines Schnittes durch einen Hüftgelenkprotheseteil, dessen Knochenschaft mit einer zusammengesetzten Polymerschicht überzogen ist. Die Hüftgelenkprothese ist mit der Zahl bezeichnet und enthält ein Verstärkungsteil 31, beschichtetAs previously indicated, a polymer layer with a varying modulus of elasticity can also consist of different individual layers. In this case, the already discussed prosthesis should use the outermost layer of the composite polymer layer has the lowest modulus of elasticity, i.e. a relative Flexibility. Preferably, in this layer, which is also the one to be connected to the bone Layer is selected, a modulus of elasticity which is approximately the modulus of elasticity of hardened bone cement is equivalent to. The innermost layer of the composite polymer layer, which is the layer that rests directly on the prosthesis part should have a high modulus of elasticity or high strength. Preferably the elastic modulus of the innermost layer is selected to be approximately the elastic modulus corresponds to the prosthesis part or the bone shaft to be coated. The subsequent polymer layers have moduli of elasticity that lie between the moduli of the outermost and innermost layers, see above that each further layer arranged in the direction of the periphery has a smaller modulus of elasticity than the adjacent, inner layer. The figures show a prosthesis with such a composite polymer layer 4, 5 and 6. Fig. 4 is a side view of a section through a hip joint prosthesis part, the Bone shaft is coated with a composite polymer layer. The hip joint prosthesis is with the number denotes and includes a reinforcement member 31, coated

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mit der Mehrschichtenpolymeranordnung 32. In diesem Fall besteht die Schicht aus vier Einzelschichten 32a, 32b, 32c und 32d, jede einzelne einen von der anderen verschiedenen Elastizitätsmoduli aufweisend.with the multilayer polymer arrangement 32. In this case the layer consists of four individual layers 32a, 32b, 32c and 32d, each having a different modulus of elasticity from the other.

Fig. 5 zeigt dieselbe Prothese im Querschnitt entlang der Linie 5-5 in Fig. 4, wobei die einzelnen Schichten durch konzentrische Ringe 32 dargestellt sind. Das Verstärkungselement oder der Knochenstift 31 besteht entweder aus einer Metallegierung oder aus dem Polymer UHMWPE, welches einen hohen Elastizitätsmodul aufweist. Die innerste Polymerschicht 32a weist einen hohen Elastizitätsmodul auf, vorzugsweise einen Elastizitätsmodul,der ungefähr demjenigen des Verstärkungselementes aus Metall oder Kunststoff entspricht. Die äusserste Polymerschicht 32d hat dabei den niedersten Elastizitätsmodul, vorzugsweise der einer ausgehärteten Knochenzementschicht. Die beiden dazwischenliegenden Polymerschichten 32b und 32c weisen vorzugsweise entsprechend dazwischenliegende Modulwerte auf, wobei jede einer inneren Schicht benachbarte äussere Schicht einen niedrigeren Modulwert aufweist als die benachbarte innere Schicht.FIG. 5 shows the same prosthesis in cross section along the line 5-5 in FIG. 4, with the individual layers are represented by concentric rings 32. The reinforcing element or the bone pin 31 is either made of a metal alloy or from the polymer UHMWPE, which has a high modulus of elasticity. the innermost polymer layer 32a has a high modulus of elasticity, preferably a modulus of elasticity that corresponds approximately to that of the reinforcement element made of metal or plastic. The outermost polymer layer 32d has the lowest modulus of elasticity, preferably that of a hardened layer of bone cement. The two intermediate polymer layers 32b and 32c preferably have corresponding intermediate layers Modulus values, with each outer layer adjacent to an inner layer having a lower one Has modulus value than the adjacent inner layer.

Die Elastizitätsmoduli der verschiedenen, einzelnen Schichten können durch die Weichmachermenge in jeder einzelnen Schicht bestimmt werden. Beispielsweise besteht die Schicht 32a aus Polymethylmethacrylat ohne Weichmacher. Die Schicht 32b besteht ebenfalls aus Polymethylmethacrylat, wobei eine kleine-Menge Weichmacher darin enthalten ist. Die Schicht 32c, ebenfalls aus Polymethylmethacrylat, weist eine grössere Menge Weich-The moduli of elasticity of the various individual layers can be determined by the amount of plasticizer in each individual layer can be determined. For example, the layer 32a consists of polymethyl methacrylate without Plasticizers. The layer 32b also consists of polymethyl methacrylate, with a small amount of plasticizer is included. The layer 32c, also made of polymethyl methacrylate, has a larger amount of soft

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macher als die Schicht 32b auf und endlich ist in der Polymethylmethacrylatschicht 32d von allen Schichten die grösste Menge Weichmacher enthalten.more than the layer 32b and finally in the polymethyl methacrylate layer 32d of all layers contain the largest amount of plasticizers.

Auf eine andere Weise kann der Elastizitätsmodul einer jeden Schicht variiert werden, indem man verschiedene Mengen eines verstärkenden Füllmaterials beigibt, diese in faseriger oder körniger Form. Ueblicherweise bewirkt der Einschluss von verstärkenden Füllmaterialien eine Zunahme des Elastizitätsmoduls und damit auch eine Steifheit solch einer Komposition. Der Grad der Zunahme ist abhängig von zahlreichen Faktoren, von denen die angewendete Polymermischung, die chemische Aufmachung der Füllmaterialien und die physikalischen Eigenschaften der Füllmaterialien, wie beispielsweise Grosse, Form und Dichte, im Falle eines partikelförmigen Füllmaterials und im Falle eines faserigen Füllmaterials die Länge, der Durchmesser und die Steifheit der einzelnen Fasern nur einige davon sind. Weitere Angaben bezüglich des Einschlusses von verstärkenden Füllmaterialien in Polymere und das Resultat in Steifheit oder Elastizität können in dem Werk "Reinforced Thermoplastics", Autor W.V. Titow und B.J. Lanham; Halsted Press, a Division of John Wiley & Sons, Inc. (New York 1975), wobei speziell auf die Seiten 9 bis 16 und 111 bis 116 verwiesen wird, nachgelesen werden.In another way, the modulus of elasticity of each layer can be varied by using different Amounts of reinforcing filler material are added, these in fibrous or granular form. Usually causes the inclusion of reinforcing filler materials an increase in the modulus of elasticity and thus also an Stiffness of such a composition. The degree of increase depends on numerous factors, one of which is the applied polymer mixture, the chemical make-up of the filling materials and the physical properties of the Fillers, such as size, shape and density, in the case of a particulate filler and in the case of a fibrous filler material, the length, diameter and stiffness of the individual fibers are just some of them. Further information regarding the inclusion of reinforcing fillers in polymers and the result in stiffness or elasticity can be found in Reinforced Thermoplastics, author W.V. Titow and B.J. Lanham; Halsted Press, a Division of John Wiley & Sons, Inc. (New York 1975), referring specifically to pages 9-16 and 111-116 will be read.

Faserförmige Verstärkungen, entweder ausgerichtet oder dispergiert, sind beispielsweise Glasfasern, Kohlenstofffasern, Borfasern, usw. Spezielle Verstärkungen bieten Füllmaterialien wie Glas oder Metall in Form von Mikrokügelchen und Flocken, Talk, Wallastonit, Kreide, Tonpulver, usw.Fibrous reinforcements, either aligned or dispersed, are for example glass fibers, carbon fibers, Boron fibers, etc. Special reinforcements offer filling materials such as glass or metal in the form of microspheres and flakes, talc, wallastonite, chalk, clay powder, etc.

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Da normalerweise der Elastizitätsmodul oder die Steifheit eines Polymers mit der Menge des zugesetzten Füllmaterials zunimmt, kann damit die zusammengesetzte Polymerschicht, wie sie in Fig. 5 gezeigt wird, aus einzelnen Schichten zusammengesetzt werden, deren Füllmenge in jeder einzelnen Schicht verschieden ist. Ebenso kann auch für jede Schicht ein anderer Füllstoff gewählt werden. Similar dazu können auch die Mengen der Füllstoffe, wie auch die Füllstoffe selbst in jeder Schicht in Kombination, so es gewünscht ist, entweder mit einer konstanten Menge oder ebenfalls variierender Menge von Weichmacher in jeder einzelnen Schicht verwendet werden.Since usually the modulus of elasticity or the stiffness of a polymer with the amount of added As the filler material increases, the composite polymer layer as shown in FIG. 5 can be made from individual layers are composed, the filling amount of which is different in each individual layer. as well a different filler can also be selected for each layer. The amounts of Fillers, as well as the fillers themselves in each layer in combination, either as desired with a constant amount or also varying amount of plasticizer used in each individual layer will.

Im weiteren kann der Elastizitätsmodul einer jeden Schicht durch Veränderung ihrer chemischen Bestandteile herbeigeführt werden. So kann die innerste Schicht 32a aus einem relativ harten Polymer, wie es das Polymethylmethacrylat oder das Melaminformaldehydharz ist, hergestellt werden. Die darauffolgende Schicht 32b kann aus einem weicheren Polymer oder Copolymer, beispielsweise aus Polymethylmethacrylat, das durch ein weicheres Copolymer, wie Polybutylacrylat, modifiziert wurde, hergestellt werden. Die Schicht 32c bildet sich aus einem noch elastischeren Polymer oder Copolymer und schliesslich wird die Schicht 32d aus dem elastischsten Polymer oder Copolymer gebildet. Eine ebenso effektive Methode zur Herbeiführung zunehmender Polymerfestigkeit ist die Vernetzung. So kann die innerste Schicht voll vernetzt werden mit Zwischenschichten von verschiedenem Vernetzungsgrad, wobei die äusserste Schicht praktisch nicht vernetzt ist.In addition, the modulus of elasticity of each layer can be changed by changing its chemical components be brought about. The innermost layer 32a can be made of a relatively hard polymer, such as polymethyl methacrylate or that is melamine formaldehyde resin. The subsequent layer 32b can consist of a softer polymer or copolymer, for example made of polymethyl methacrylate, which is replaced by a softer copolymer, such as polybutyl acrylate, modified. The layer 32c is formed from one even more elastic polymer or copolymer and finally the layer 32d is made of the most elastic polymer or copolymer formed. An equally effective method of inducing increased polymer strength is that Networking. Thus the innermost layer can be fully crosslinked with intermediate layers of different degrees of crosslinking, the outermost layer practically not being crosslinked is.

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In Fig. 6 wird wieder ein Diagramm gezeigt, das in bezug der einzelnen Schichten eines eingesetzten Implantats den Verlauf des Elastizitätsmoduls angibt. Im oberen Teil der Figur 6 ist eine Vergrösserung eines Schnittes durch ein eingesetztes Implantat, wie es die Figuren 4 und 5 zeigen, dargestellt. Der Verlauf der verschiedenen Elastizitätsmoduli erstreckt sich über die Komposition Protheseteil/zusammengesetzte Polymerschicht/Knochenzement/bis an das Knochengewebe. Dabei zeigt das Verstärkungselement 31 einen konstanten Elastizitätsmodul, der relativ hoch ist und durch die Linie 34 dargestellt ist. Die zusammengesetzte Polymerschicht zeigt vier einzelne Schichten 32a, 32b, 32c und 32d, wobei jede einzelne einen eigenen, konstanten Elastizitätsmodul aufweist, der in der Richtung von 32a nach 32d schrittweise abnimmt, was durch die Linien 36a, 36b, 36c und 36d dargestellt werden soll. Der ausgehärtete Knochenzement 16 hat makroskopisch betrachtet einen konstanten Elastizitätsmodul, der relativ niedrig durch die Linie 4 dargestellt wird. An den Uebergangsstellen der äussersten Schicht zum Knochenzement und der innersten Schicht zum Protheseteil zeigt der Elastizitätsmodul eine Inkontinuität, die zeigen soll, dass die Elastizitätsmoduli der Schichten 32a bzw. 32b möglichst nahe an die Werte der Elastizitätsmoduli des Protheseteils 31 bzw. des Knochenzements 16 herankommen sollte. Dabei wird die innerste Schicht 32a wieder um den höchsten und die äussere Schicht 32b den niedrigsten Elastizitätsmodul aufweisen.In Fig. 6 again a diagram is shown which in relation of the individual layers of an inserted implant indicates the course of the modulus of elasticity. in the The upper part of FIG. 6 is an enlargement of a section through an inserted implant, as shown in FIG Figures 4 and 5 show shown. The course of the various moduli of elasticity extends over the composition of the prosthesis part / composite polymer layer / bone cement / down to the bone tissue. Included shows the reinforcement element 31 a constant modulus of elasticity, which is relatively high and by which Line 34 is shown. The composite polymer layer shows four individual layers 32a, 32b, 32c and 32d, each one having its own constant modulus of elasticity extending in the direction of 32a gradually decreases to 32d, which is intended to be represented by lines 36a, 36b, 36c and 36d. The hardened one Macroscopically, bone cement 16 has a constant modulus of elasticity that is relatively low is represented by line 4. At the transition points of the outermost layer to the bone cement and of the innermost layer to the prosthesis part, the modulus of elasticity shows an incontinuity, which is supposed to show that the moduli of elasticity of the layers 32a and 32b as close as possible to the values of the moduli of elasticity Prosthetic part 31 or the bone cement 16 should come up. In doing so, the innermost layer 32a becomes again around the highest and the outer layer 32b have the lowest modulus of elasticity.

Das Aufbringen eines mehrschichtigen Polymerüberzuges auf einen Knochenstift kann mit verschiedenen geeigneten Mitteln durchgeführt werden, wie beispielsweise Eintauchen in eine Polymerlösung oder die Verwendung einerThe application of a multilayer polymer coating to a bone pin can be carried out with various suitable Means can be carried out, such as immersion in a polymer solution or the use of a

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Anzahl von Formen nach der Behandlung des zu beschichtenden Teils, um eine sichere Adhäsion der Polymerschicht zu erreichen. Derartige Vorbehandlungen des Protheseteils, welche unter anderem die Entfernung von schwachen Grenzschichten beinhaltet, sind in der eingangs erwähnten Parallelanmeldung Nr. (eingereicht am 5. Juni 1979), nachgelesen werden.Number of shapes after treatment of the part to be coated to ensure a secure adhesion of the Achieve polymer layer. Such pretreatments of the prosthetic part, including removal of weak boundary layers are contained in the above-mentioned parallel application no. (filed June 5, 1979).

Hat das Verstärkungselement des Protheseteils eine relativ einfache Form, wie beispielsweise in Fig. 4 gezeigt, so kann der mehrschichtige Ueberzug ohne weiteres durch Eintauchen hergestellt werden. Dazu werden beispielsweise vier Behälter mit geschmolzenem Polymer, wie es das Polymethylmethacrylat ist, benötigt. Das geschmolzene Polymer im ersten Behälter enthält keinen Weichmacher. Das geschmolzene Polymer im zweiten Behälter enthält eine kleine Menge Weichmacher. Das geschmolzene Polymer im dritten Behälter enthält eine grössere Menge Weichmacher, während das geschmolzene Polymer im vierten und letzten Behälter die höchste Menge von Weichmacher aufweist. Der Verstärkungsteil bzw. dar Knochenstift wird in das geschmolzene Polymer des ersten Behälters eingetaucht und wieder herausgenommen. Nachdem das Polymer ausgehärtet ist, wird der Teil wieder in den ersten Behälter eingetaucht. Dies wird solange fortgesetzt, bis eine Dicke des Ueberzugs von ungefähr 0,125 cm erreicht ist. Damit hat der Verstärkungsteil der Prothese seinen ersten Ueberzug und wird dann in den zweiten Behälter eingetaucht. Dieses Eintauchen und Aushärtenlassen wird wiederum solange fortgesetzt, bis die zweite Schicht auch eine Dicke von ungefähr 0,125 cm erreicht hat und damit der aus zwei Schichten zusammengesetzteThe reinforcement element of the prosthesis part has a relatively simple shape, as for example in FIG. 4 shown, the multilayer coating can easily be produced by immersion. In addition For example, four containers of molten polymer such as polymethyl methacrylate are required. The molten polymer in the first container does not contain a plasticizer. The molten polymer the second container contains a small amount of plasticizer. The molten polymer in the third container contains a larger amount of plasticizer while the molten polymer is in the fourth and final container has the highest amount of plasticizer. The reinforcement part or the bone pin is melted into the Immersed the polymer of the first container and removed it again. After the polymer has cured the part is re-immersed in the first container. This continues until a Thickness of the coating of about 0.125 cm is reached. So the reinforcement part of the prosthesis has its first coating and is then immersed in the second container. This dipping and letting it harden is again continued until the second layer also reaches a thickness of approximately 0.125 cm and thus the one composed of two layers

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Polymerüberzug eine Dicke von 0,250 cm aufweist. In der gleichen Weise wird jetzt der Zweischichtenüberzug in den dritten Behälter eingetaucht, um darauf eine dritte Schicht von ungefähr 0,125 cm aufzubringen. Damit erreicht der aus drei Schichten zusammengesetzte Ueberzug 0,375 cm. Schliesslich wird der Ueberzug im vierten Behälter auf eine totale Dicke von 0,50 cm gebracht.Polymer coating has a thickness of 0.250 cm. In the same way, the two-layer coating is now applied in dipped the third container to apply a third layer approximately 0.125 cm. Achieved with it the coating composed of three layers 0.375 cm. Finally, the coating is in the fourth container brought to a total thickness of 0.50 cm.

Der zusammengesetzte Polymerüberzug kann aus mehr oder weniger vier einzelnen Polymerschichten zusammengesetzt sein und, wie es in Fig. 5 gezeigt wird, ist es nicht notwendig, dass jede einzelne Polymerschicht dieselbe Dicke aufweist. Manchmal ist es unter gewissen Umständen erwünscht, dass diese Schichten nicht dieselbe Dicke aufweisen.The composite polymer coating can be composed of more or less four individual polymer layers and, as shown in Figure 5, it is not necessary that each individual polymer layer be the same Having thickness. Sometimes in certain circumstances it is desirable that these layers not be of the same thickness exhibit.

In einem weiteren Vorgehen zur Herstellung eines mehrschichtigen Ueberzuges auf einen Protheseteil werden wiederum eine Anzahl verschiedener Formen benützt und zwar so, dass von einer kleinsten Form ausgehend, jede nächste Form grosser als die andere ist. Der Verstärkungsteil der Prothese wird nun in die erste und kleinste Form gegeben und zwar ist diese Form als eine Giessform zu verstehen, diese Giessform wird nun mit einem Polymermaterial mit relativ hohem Elastizitätsmodul mit einem Wert möglichst nahe am Elastizitätsmodul des Verstärkungselements aufgefüllt und auf diese Art die erste Schicht auf dem Protheseteil aufgebracht. Dieser Teil mit der ersten Schicht wird nun in die zweite, etwas grössere Form gebracht und mit einem Polymermaterial eines niedrigeren Elastizitätsmoduls wiederum ausgegossen, um eine zweite Schicht zu bilden. Der niedrigere Elastizitätsmodul wird herbeigeführt durch Zugabe von etwas mehr WeichmacherIn a further procedure for the production of a multi-layer cover on a prosthesis part in turn uses a number of different forms in such a way that starting from a smallest form, each next shape is bigger than the other. The reinforcement part of the prosthesis is now in the first and smallest Given the shape, this shape is to be understood as a casting mold, this casting mold is now made with a polymer material filled with a relatively high modulus of elasticity with a value as close as possible to the modulus of elasticity of the reinforcing element and in this way the first layer applied to the prosthesis part. This part with the first layer is now in the second, somewhat larger Brought into shape and in turn poured with a polymer material of a lower modulus of elasticity to produce a to form second layer. The lower modulus of elasticity is brought about by adding a little more plasticizer

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oder aber dass eine kleinere Menge verfestigendes Füllmaterial verwendet wird. Das Polymermaterial für diese zweite Schicht kann ein Thermoplast oder ein hitzehärtbares Harz sein. Der nun zwei Schichten aufweisende Knochenschaft wird ein drittes mal mit Polymermaterial versehen, wiederum in einer noch grösseren Form, die mit einem weniger festen Polymermaterial ausgegossen wird. Durch die Dimensionierung der verschiedenen Formen können somit auch den einzelnen Schichten des üeberzugs die gewünschte Dicke gegeben werden.or that a smaller amount of solidifying filler material is used. The polymer material for this second layer can be a thermoplastic or a thermosetting resin. The one that now has two layers The bone shaft is provided with polymer material a third time, again in an even larger shape, the is poured with a less solid polymer material. By dimensioning the different shapes the desired thickness can thus also be given to the individual layers of the coating.

Das Aufziehen von Polymerschichten auf einen Protheseteil gemäss der vorliegenden Erfindung erlaubt auch üeberzüge auf Substrate mit wesentlich komplexeren Formen. In Fig. 7 soll ein Beispiel solch eines Protheseteils, dessen Verstärkungselement durch physiologisch angepasstere Auslegung eine komplexere Form angenommen hat, wie die vorher beschriebenen einfachen Knochenstifte zeigen. Um im Belastungsfall die Verteilung der angreifenden Kräfte durch die Prothese auf den Knochen in kontrollierter Form zu verteilen, sind solch kompliziertere Formen oft notwendig; im vorliegenden Beispiel nimmt der fertige Ueberzug eine nahezu kegelstumpfartige Form an, die sich sehr gut eignet, um in einer Knochenkavität befestigt zu werden. Fig. 7 zeigt die Ansicht eines Längsschnittes einer partiell polymerbeschichteten Oberschenkelknochenhüftgelenk-Prothese 40. Das Verstärkungselement 41 aus hochfestem Material wie Metallegierungen oder UHMWPE zeigt einen fingerähnlichen Teil 41a und einen noch kleineren fingerähnlichen Ansatz 41b. Diese mehrfachen Fortsätze 41a und 41b erlauben eine gleichmässigere Kraftverteilung. Durch diese irreguläre Form des Knochen-The application of polymer layers to a prosthesis part according to the present invention also allows coatings on substrates with significantly more complex shapes. In Fig. 7 is an example of such a prosthesis part, the reinforcing element by physiological More adapted design has taken a more complex shape, like the simple bone pins previously described demonstrate. In order to distribute the applied forces through the prosthesis on the bone in case of stress To distribute in a controlled manner, such more complex forms are often necessary; in this example takes the finished coating has an almost truncated cone-like shape, which is very well suited to be placed in a bone cavity to be attached. Fig. 7 shows the view of a longitudinal section a partially polymer-coated femoral hip joint prosthesis 40. The reinforcement element 41 made of high strength material such as metal alloys or UHMWPE shows a finger-like part 41a and a even smaller finger-like approach 41b. These multiple extensions 41a and 41b allow a more uniform Force distribution. This irregular shape of the bone

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Stiftes kann aber die Prothese nicht einfach mit Hilfe von Knochenzement in einem Knochen fixiert werden. Beim Einkapseln dieser unregelmässigen Form 41 mit einem Polymerüberzug 42 entsteht wieder eine regelmässige Form, wie sie in Fig. 7 dargestellt ist. Die unregelmässig geformten Verstärkungselemente oder Knochenstifte haben beispielsweise eine ganze Anzahl von Ein- und Ausbuchtungen, die durch einen nachfolgenden Ueberzug mit Hilfe verschiedener Polymerschichten die zur Implantation nötige einfache Form annehmen. Mit dem Ausdruck "regulär" wird ein generell glatter dreidimensionaler Körper mit einer Oberfläche, die keine signifikanten Konkavitäten oder Konvexitäten aufweist, verstanden.However, the prosthesis cannot simply help with the pin be fixed in a bone by bone cement. When encapsulating this irregular shape 41 with a The polymer coating 42 again has a regular shape, as shown in FIG. 7. The irregular Shaped reinforcement elements or bone pins, for example, have a number of indentations and bulges, which is necessary for the implantation by a subsequent coating with the help of different polymer layers take simple form. The expression "regular" means a generally smooth three-dimensional body with a Surface that has no significant concavities or convexities, understood.

Es ist noch zu bemerken, dass die Polymerschicht 42 in Fig. 7 aus vier Schichten 42a, 42b, 42c und 42d aufgebaut ist. Diese einzelnen Schichten weisen verschiedene Elastizitätsmoduli auf, wobei es nach Wunsch auch möglich ist, diesen ueberzug aus einer einzigen Polymerschicht zu verfertigen, wobei die Variierung des Elastizitätsmoduls, wie schon angegeben, durch eine sich stetig verändernde Porosität hergestellt wird.It should also be noted that the polymer layer 42 in FIG. 7 is made up of four layers 42a, 42b, 42c and 42d is. These individual layers have different moduli of elasticity, although this is also possible if desired is to manufacture this coating from a single polymer layer, whereby the variation of the modulus of elasticity, as already stated, is produced by a constantly changing porosity.

Die Herstellung von prothetischen Teilen mit komplexen Formen, bei welchen diese Form durch Polymerschichten überdeckt wird, so dass die letztlich resultierende äussere Form einfach und zur Implantation geeignet ist, können mit geeigneten Mitteln durchgeführt werden, insbesondere mit den Mitteln, die bisher angegeben wurden. Dabei ist zu bemerken, dass sich die Eintauchmethode zur Herstellung eines mehrschichtigen Ueberzugs normalerweise nicht sehr gut eignet.The production of prosthetic parts with complex shapes, in which this shape is achieved by polymer layers is covered so that the ultimately resulting external shape is simple and suitable for implantation be carried out with suitable means, in particular with the means that have been specified so far. It is note that the dipping method of making a multilayer coating is usually not very useful well suited.

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Fig. 8 zeigt in perspektivischer, geöffneter Ansicht einen vertikalen Schnitt durch ein menschliches Kniegelenk, in dem die Tibia des Kniegelenkes durch eine Prothese gemäss der vorliegenden Erfindung ersetzt wurde. Ein vertikaler Schnitt durch die Femur des Kniegelenkes ist mit 51 bezeichnet. Bei der Tibia 52 wurde der beschädigte Kniegelenkteil entfernt. Der prothetische Teil 50, welcher mit der beschädigten Tibia verbunden werden soll, besteht aus einem festen Verstärkungselement 53 und einem mehrschichtigen, aus den vier Schichten 54, 55,c 56 und 57 gebildeten Polymerfilm. Das Verstärkungselement 53 besteht wiederum aus einem festen Material wie eine Metallegierung oder das UHMWPE. Dieses Verstärkungselement zeigt wiederum eine komplexe Form mit zwei Einbuchtungen zur Aufnahme der Kondylen der Femur und zwei dazu korrespondierende Konvexitäten oder Ausbuchtungen auf der anderen Seite des Verstärkungsteils . Solch eine komplexe Form vermittelt eine gleichmässige Verteilung der bei Belastung angreifenden Kräfte durch die Prothese, jedoch bietet es grosse Schwierigkeiten, solch eine komplizierte Form mit dem Knochen adäquat zu verbinden. Ein zusammengesetzter mehrschichtiger Polymerüberzug aus den Schichten 54, 55, 56 und 57 ergeben schliesslich an ihrer Peripherie eine reguläre, konvexe Oberfläche, die zur Verbindung mit dem Knochen dient. Wie vorher schon beschrieben, sind die einzelnen Schichten wiederum so ausgelegt, dass sie verschiedene Elastizitätsmoduli aufweisen. So hat die Polymerschicht 54 den höchsten Elastizitätsmodul, während die Polymerschicht 57 den niedrigsten aufweist. Die Polymerschicht 55 hat einen Elastizitätsmodul, der grosser ist als derjenige der Schicht 56, aber geringer als der der Polymerschicht8 shows a perspective, opened view of a vertical section through a human knee joint in which the tibia of the knee joint has been replaced by a prosthesis according to the present invention. A vertical section through the femur of the knee joint is denoted by 51. The damaged part of the knee joint was removed from the tibia 52. The prosthetic portion 50 which is to be connected to the damaged tibia, comprises a fixed reinforcing member 53 and a multi-layer of the four layers 54, 55, 56 and 57 c formed polymeric film. The reinforcement element 53 in turn consists of a solid material such as a metal alloy or the UHMWPE. This reinforcement element again has a complex shape with two indentations for receiving the condyles of the femur and two corresponding convexities or bulges on the other side of the reinforcement part. Such a complex shape provides an even distribution of the forces acting under load through the prosthesis, but it is very difficult to adequately connect such a complicated shape to the bone. A composite, multi-layer polymer coating made up of layers 54, 55, 56 and 57 ultimately results in a regular, convex surface on its periphery, which serves to connect to the bone. As already described above, the individual layers are again designed in such a way that they have different moduli of elasticity. The polymer layer 54 has the highest modulus of elasticity, while the polymer layer 57 has the lowest. The polymer layer 55 has a modulus of elasticity which is greater than that of the layer 56, but less than that of the polymer layer

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Die Polymerschicht 56 hat einen Elastizitätsmodul grosser als der der Schicht 57, aber kleiner als der der Polymerschicht 54. Es ist auch hier ebenfalls möglich, anstelle einer mehrschichtigen Auflage eine einschichtige mit variierendem Elastizitätsmodul zu verwenden. The polymer layer 56 has a modulus of elasticity greater than that of the layer 57, but smaller than that the polymer layer 54. It is also possible here to use a single layer instead of a multi-layer layer to be used with varying modulus of elasticity.

Im Rahmen dieser Erfindung können auch weitere Gelenkober flächen ersetzende Implantate hergestellt werden. Beispielsweise ist es gemäss der vorliegenden Erfindung möglich, ein Acetabalum oder eine Hüftgelenkpfanne zu ersetzen. Ein hemisphärisches oder tassenförmig geformtes prothetisches Element kann mit seiner konkaven Seite mit einem Femurkopf zusammenwirken. Der Teil besteht aus einer festen Legierung wie ZIMALOY oder aus einem Kunststoff wie UHMWPE. Die konvexe Oberfläche des Implantats weist eine Polymerschicht variierender Elastizität auf und ist vorgesehen, mit dem Knochen verbunden zu werden. Die konvexe Seite des festen Verstärkungsteils kann eine einfache, reguläre Hemisphäre sein oder aber auch eine komplexere Form aufweisen, in welchen Ausbuchtungen, Konkavitäten, ganz in Uebereinstimmung mit den ingenieurmässigen Vorstellungen zur Verteilung der Kräfte vorgesehen werden können. So konvexe, entweder regulär oder komplexe Oberflächen des Verstärkungselements werden dann gemäss der Erfindung mit einem polymeren Ueberzug versehen, der eine variierende Elastizität aufweist und dessen Oberfläche mit Hilfe von Knochenzement am Knochen befestigt wird. Dabei kann die Polymerschicht aus mehreren Schichten bestehen oder aus einer einzigen,kontinuierlichen Schicht.In the context of this invention, other joint upper surfaces replacing implants can be produced. For example, according to the present invention, it is possible to use an acetabalum or an acetabular cup to replace. A hemispherical or cup-shaped prosthetic element can with its concave side cooperate with a femoral head. The part is made of a solid alloy like ZIMALOY or made of a plastic such as UHMWPE. The convex surface of the implant has a polymer layer varying elasticity and is intended to be connected to the bone. The convex side of the solid reinforcement part can be a simple, regular hemisphere or a more complex shape show in which bulges, concavities, entirely in accordance with the engineering ideas can be provided to distribute the forces. So convex, either regular or complex Surfaces of the reinforcement element are then provided with a polymeric coating according to the invention, which has a varying elasticity and whose surface is attached to the bone with the help of bone cement will. The polymer layer can consist of several layers or a single, continuous layer Layer.

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30052δ530052δ5

Zusammenfassungsummary

Hüftgelenk-Prothese mit Knochenstift, deren Schaft einen Verstärkungsteil (30) und einen mehrschichtigen Üeberzug (32) aufweist. Der mehrschichtige üeberzug besteht aus den Schichten 32a bis 32b, wobei jede einzelne
Schicht einen anderen Elastizitätsmodul aufweist. Die
innerste Schicht (32a) hat einen Elastizitätsmodul,' der im wesentlichen gleich ist wie der Elastizitätsmodul
des Verstärkungsteils (31), wobei dieser Verstärkungsteil aus einer Metallegierung oder aus einem hochzähen Polymermaterial bestehen kann. Die äusserste Polymerschicht (32d) des Protheseschaftes hat einen Elastizitätsmodul, der im wesentlichen dem Elastizitätsmodul
von ausgehärtetem Knochenzement gleich ist. Die beiden dazwischenliegenden Polymerschichten (32b, 32c) haben
Elastizitätsmoduli, die dazwischenliegen, wobei der
Elastizitätsmodul der Schicht (32b) höher ist als
der der Schicht (32c). Der mehrschichtige Polymerüberzug mit veränderlichem Elastizitätsmodul kann durch
einen einschichtigen üeberzug mit einem ebenfalls veränderlichen Elastizitätsmodul ersetzt werden. Durch die oben beschriebene Massnahme wird im Belastungsfall die durch die Prothese wirkende Kraft gleichmässig und damit den physiologischen Erfordernissen,besser angepasste
Verteilung der Kräfte auf dem Knochen, bewirkt.
Hip joint prosthesis with bone pin, the shaft of which has a reinforcement part (30) and a multilayer cover (32). The multi-layer cover consists of the layers 32a to 32b, each individual
Layer has a different modulus of elasticity. the
innermost layer (32a) has a modulus of elasticity which is essentially the same as the modulus of elasticity
of the reinforcement part (31), wherein this reinforcement part can consist of a metal alloy or of a highly tough polymer material. The outermost polymer layer (32d) of the prosthesis shaft has a modulus of elasticity that is essentially the same as the modulus of elasticity
of hardened bone cement is the same. The two intermediate polymer layers (32b, 32c) have
Modules of elasticity that lie in between, the
Modulus of elasticity of the layer (32b) is higher than
that of the layer (32c). The multilayer polymer coating with variable modulus of elasticity can by
a single-layer cover with a likewise variable modulus of elasticity can be replaced. As a result of the measure described above, the force acting through the prosthesis is evenly adjusted in the case of load and thus better adapted to the physiological requirements
Distribution of forces on the bone.

(Fig. 4 )(Fig. 4)

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Claims (21)

PatentansprücheClaims Ii Prothesen, bei denen eine feste Verbindung zum Knochen mittels Knochenzement vorgesehen ist, gekennzeichnet durch ein Verstärkungsteil (11, 31, 41), wobei zumindest ein Teil der Oberfläche des Verstärkungselementes eine Polymerschicht aufweist und die äussere Oberfläche der Polymerschicht mit dem Knochen verbunden wird, und die innere Oberfläche der Polymerschicht auf dem Verstärkungsteil aufliegt, und diese Polymerschicht einen in der Dickenausdehnung sich verändernden Elastizitätsmodul aufweist, derart, dass der Elastizitätsmodul von Teilen dieser Polymerschicht benachbart der inneren Oberfläche im wesentlichen konstant ist und der Elastizitätsmodul der Teile der Schicht benachbart der äusseren Oberfläche im wesentlichen konstant ist, und dass der Elastizitätsmodul in den Teilen benachbart der inneren Oberfläche grosser ist als der Elastizitätsmodul der Teile benachbart der äusseren Oberfläche und worin der Elastizitätsmodul der Schicht in Richtung von innen nach aussen zunimmt.Ii prostheses in which a firm connection to the bone is provided by means of bone cement, characterized by a reinforcement part (11, 31, 41), at least part of the surface of the Reinforcing element has a polymer layer and the outer surface of the polymer layer with is connected to the bone, and the inner surface of the polymer layer rests on the reinforcement part, and this polymer layer has a modulus of elasticity that changes in the thickness expansion, such that the modulus of elasticity of parts of this polymer layer adjacent to the inner surface is substantially constant and the modulus of elasticity of the parts of the layer adjacent to the outer surface is essentially constant, and that the modulus of elasticity in the parts adjacent the inner surface is greater than the modulus of elasticity of the parts adjacent to the outer Surface and wherein the modulus of elasticity of the layer increases in the direction from the inside to the outside. 030035/0724030035/0724 2. Prothese gemäss Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch einen Elastizitätsmodul des Teils der Polymerschicht, benachbart der äusseren Oberfläche, der weitgehend dem Wert des Elastizitätsmoduls von ausgehärtetem Knochenzement entspricht.2. Prosthesis according to claim 1, characterized by a modulus of elasticity of the part of the polymer layer adjacent to the outer surface, which is largely the Corresponds to the value of the modulus of elasticity of hardened bone cement. 3. Prothese gemäss Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch einen Elastizitätsmodul des Teils der Polymerschicht, benachbart zur inneren Oberfläche, der weitgehend dem Wert des Elastizitätsmoduls des Verstärkungsteils der Prothese entspricht.3. Prosthesis according to claim 1, characterized by a modulus of elasticity of the part of the polymer layer, adjacent to the inner surface, which largely corresponds to the value of the modulus of elasticity of the reinforcement part of the Prosthesis. 4. Prothese gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastizitätsmodul der Polymerschicht in Richtung von innen nach aussen kontinuierlich abnimmt. 4. Prosthesis according to claim 1, characterized in that the modulus of elasticity of the polymer layer continuously decreases in the direction from the inside to the outside. 5. Prothese gemäss Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerschicht Leerstellen aufweist, wobei diese Leerstellen durch die Polymerschicht verteilt sind, derart, dass der Prozentanteil des Volumens, das durch die Leerstellen eingenommen wird, in der benachbarten Region der äusseren Oberfläche grosser ist als in der benachbarten Region der inneren Oberfläche und dass der prozentuale Volumenanteil der Leerstellen kontinuierlich in Richtung von innen nach aussen zunimmt.5. Prosthesis according to claim 4, characterized in that that the polymer layer has voids, these voids through the polymer layer are distributed in such a way that the percentage of the volume occupied by the voids is larger in the neighboring region of the outer surface than in the neighboring region of the inner Surface and that the percentage by volume of the voids continuously in the direction from the inside to the inside outside increases. 6. Prothese gemäss Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der prozentuale Volumenanteil der Leerstellen in der Nachbarschaft der inneren Oberfläche praktisch null ist.6. Prosthesis according to claim 5, characterized in that the percentage by volume of the voids is practically zero in the vicinity of the inner surface. 630035/0724630035/0724 7. Prothese gemäss Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstarkungselement im wesentlichen aus Metall besteht.7. Prosthesis according to claim 5, characterized in that the reinforcement element is essentially made of metal. 8. Prothese gemäss Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerschicht eine Dicke von mehr als 0,10 cm aufweist.8. Prosthesis according to claim 7, characterized in that the polymer layer has a thickness of more than 0.10 cm. 9. Prothese gemäss Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Prothese eine Knochenstift-Prothese ist.9. Prosthesis according to claim 8, characterized in that the prosthesis is a bone pin prosthesis is. 10. Prothese gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastizitätsmodul der Polymerschicht in der Richtung von innen nach aussen im wesentlichen schrittweise zunimmt.10. Prosthesis according to claim 1, characterized in that the modulus of elasticity of the polymer layer increases essentially gradually in the direction from inside to outside. 11. Prothese gemäss Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerschicht eine Komposition von einzelnen Polymerschichten mit verschiedenen Elastizitätsmoduli ist.11. Prosthesis according to claim 10, characterized in that the polymer layer is a composition of individual polymer layers with different moduli of elasticity. 12. Prothese gemäss Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass jede einzelne Polymerschicht eine verschiedene Menge Weichmacher aufweist.12. Prosthesis according to claim 11, characterized in that each individual polymer layer is a different one Has amount of plasticizer. 13. Prothese gemäss Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass jede einer inneren Schicht benachbarte Schicht eine grössere Menge Weichmacher aufweist als die innere benachbarte Schicht.13. Prosthesis according to claim 12, characterized in that each of an inner layer is adjacent Layer has a larger amount of plasticizer than the inner adjacent layer. 14. Prothese gemäss Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass jede einzelne Schicht eine verschiedene Menge von versteifenden Füllmaterialien aufweist.14. Prosthesis according to claim 11, characterized in that each individual layer is a different one Has amount of stiffening filler materials. Θ30Ο35/072ΑΘ30Ο35 / 072Α 15. Prothese gemäss Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das versteifende Füllmaterial körnig ist.15. Prosthesis according to claim 14, characterized in that that the stiffening filler material is granular. 16. Prothese gemäss Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das versteifende Füllmaterial faserförxnig ist.16. Prosthesis according to claim 14, characterized in that the stiffening filler material is fibrous is. 17. Prothese gemäss Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass jede einzelne Schicht, die mit
einer inneren Schicht benachbart ist, eine kleinere Menge versteifender Füllmaterialien aufweist als
diese benachbarte innere Schicht.
17. Prosthesis according to claim 14, characterized in that each individual layer with
adjacent to an inner layer has a smaller amount of stiffening filler material than
this adjacent inner layer.
18. Prothese gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsteil eine unregelmässige Form aufweist und die äussere Oberfläche
der Polymerschicht eine einfache, weitgehend reguläre Form aufweist.
18. Prosthesis according to claim 1, characterized in that the reinforcement part has an irregular shape and the outer surface
the polymer layer has a simple, largely regular shape.
19. Prothese gemäss Patentanspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsteil aus Metall
besteht.
19. Prosthesis according to claim 18, characterized in that the reinforcement part is made of metal
consists.
20. Prothese gemäss Patentanspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Prothese eine Knochenstift-Prothese ist.20. Prosthesis according to claim 18, characterized in that the prosthesis is a bone pin prosthesis is. 21. Prothese gemäss Patentanspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Prothesernochmals eine Knochenstift-Prothese ist.21. Prosthesis according to claim 19, characterized in that the prosthesis r is again a bone pin prosthesis. Θ30035/0724Θ30035 / 0724
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