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PATENTBi;SOHRE IBUNG Titel : profSese, Gelenktotal- oder = teilendoprothesen,
auch "Künstliche Gelenke genannt; wie sie in der Medizin9 und dort vor allem in
der Orthopädie implantiert werden, bestehend aus jeweils gefensterten Hohllkörpern
aus herkömmlichen Materialien bereits existserender Prothesen, weitgehend oder vollständig
gefüllt mit resorbierbarem biologiscnen Material, wie z.B. Calziumphosphatkeramiken
Gattung des An- Die Erfindung betrifft eine bislang meldegegenstandes: nicht existierende
Kombination einer in der Medizin am Menschen verwendbaren Gelenk-total- oder ~ teilendoprothese
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs (Seite 3).
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Angaben zur Gattung: Gelenktotal- oder teilendoprothesen, auch "künstliche
Gelenke" genannt, werden in der Medizin , und dort vor allem in der Orthopädie als
künstlicher Gelenkersatz verwendet , wenn infolge De generation, Entzündung oder
Tumor, bei speziellen Indikationen auch infolge Trauma, die miteinander artikulierenden
Gelenkflächen teilweise oder ganz zerstört sind, oder aber infolge zoBo Alters des
Patienten nicht ohne Lebensgefahr infolge zu langer Immobilisation wieder zusammenwachsen
können und durch deren Implantation eine Wiederherstellung der
Gelenkbewegklichkeit
, bzwO meis-t auch frühzeitige Mobilisation des Patienten erreicht werden kann0
Stand der Technik Ein erschöpfende Darstellung des und Wissenschaft: Themenkreises
ist an dieser Stelle nicht möglich. Ausführliche Infor mationen in zusammenfassenden
Darstellun sind bei BIEHL, 1977, CHARNLEY, 1978, CHARNLEY 1979, CONTZEN et al. 1967,
FRANK und ZITTER, 1971, HUGGLER und SCHREIBER, 1978, MEARS, 1979, MULLER et al,
1969, QEST et al, 1975, SWANSON, 1973, SWANSON und FREEMAN, 1979, WILLIAMS, und
ROAF, 1973, WILLIAMS, 1976, und vielen anderen zu finden.
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Zur Herstellung von endoprothetischen Implantaten werden gegenwärtig
ver schiedene Metallwerkstoffe eingesetzt wie z.B. S-Legierungen auf Eisenbasis
T-Legierungen auf Titanbasis oder 0-Legierungen auf Kobaltbasis mit unter schiedlichen
Genalten an Kohlenstoff, Chrom, Eisen, Molybdän, Wolfram, Nickel oder Titan, je
nach Modell und TypO Daneben werden polymere Kunststoffe, keramische Werkstoffe,
Konlenstoffe ode Werkstoffe mit porösen Oberflächen bereits verwendet. Materialpaarungen
sind verbreitet, da eine Artikulation von gleicnartigen Materialien miteinander
ungünstig ist0 So werden z.B.
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heute häufig Prothesen mit der Material
paarung Metallegierung-Keramik
oder Metallegierung-Kunststoff verwendet.
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Die Verankerung solcher Prothesen im Knochen erfolgt heute in der
Regel mit verschieden Typen von Knochenzement, bestehend aus Mehrkomponentkunststoffpolymeren,
oder zementlos, durch Schraubfixierung oder Einklemmung von Schaftprothesen in den
Knochen.
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Dabei sind eine Reine von Prothesen durchaus so konstruiert, daß
ihre rauhe Oberfläche eine möglichst gute , je nacn Modell, zementbedingte oder
zementlose Anheftung im Knochen bewirkt, Manch ein Prothesimodell besitzt auch Perforationen,
durch die Knochen hindurchwachsen soll und damit eine Verankerung optimiert werden
soll, Kritik am Stand Wie allgemein bekannt, ist die Lebensder Technik : dauer solcher
Endoprothesen begreenzt.
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Sie sind daher gerade bei jungen Menschen auch bei schwersten Gelenkerkrankungeen
mit totaler Versteifung nur mit grober Vorsicht und Bedenken anzuwenden, da neben
einigen anderen Problemen, wie zoBo Korrosionsgefahr, Allergie, Metallose uOaO,
das Problem der Prothesenlockerung das mit Abstand Größte - und damit Kernproblem
der heutigen Versorgung mit Gelenkprothesen darstellt. Insbesondere die Verankerung
mit Knochenzementen führt nach mehr oder minder vielen Jahren praKtisch immer zur
Prothesenlockerung.
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Ein dadurch erforderliche werdender Prothesenwechsel stellt nicht
nur bei erneuter Operation ein vitales Problem dar, sondern erfordert eine intraoperative
ausgiebige Säuberung aller Knochenteile vom Knochenzement , was manchmal nicht ohne
gröbere Zerstörung vonjKnochensubstanz möglich ist, Die Knochenwände werden durch
erneute Aufrauhung und Raspelung zunehmend ver dünnt und leisten dem Prothesen durchbruch
ins umliegende Weichteilgewebe Vorschub. Auch zementlose Prothesen möglichst noch
mit ausgiebigen Perforationen, um ein Hindurchwachsen von Knochen zu besseren Verankerung
zu ermöglichen, halten den Belastungen nicht dauerhaft stand, da infolge dieser
Belastungen Kleinstbewegungen auftreten die auch in solchen Fällen auf Dauer zur
Prothesenlockerung führen, Aufgabe: Ziel der prothetischen Versorgung ist durch
geeignete Protheswnkonstruktionen oder geeignetere Zemente zur Verankerung die bislang
unausweiüiche Prothesen lockerung zu vermeiden. Meines Erachtens ist eine dauerhafte
Verankerung über Verbesserungen der Knochenzemente nur geringfügig zu erzielen,
da völlig verschiedene Materialien , die schweren Belastungen verschiedenster Art
ausgesetzt werden, so dauerhaft nicht fest
zu verankern sein dürften.
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Eine dauerhafte Verankerung dürfte also in Zukunft zement los erfolgen.
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Erneut Stand der Für den vorübergehenden Knochenersatz Technik und
Wissen- wurden von KÖSTER und HEIDE bereits eine schaft: resorbierbare Keramik auf
der Basis von Trikalziumphosphat ( 3 CaO ç P2O5 8t entwickelt (BMFT 1975, HEIDE
und HOFFMANN, 1975, KOESTER- LOESCHE, 1979 ), die eine Füll- und teilweise Stütztunktion
bis zum Ein tritt der erfolgten Knochenheilung übernehmen soll. Diese durchgängig
porös aufgebaute Keramik i t der Knochensubstanz chemisch ähnlich, wiid vom Knochengewebe
durchwachsen und kann vom Organismus nach Erfüllung ihrer Aufgabe abgebaut werden.
Diese temporären Implantate wurden bereits im Tierversuch getestet, wobei das eingewachsene
Knochengewebe und die poröse Keramik einen guten Verbundkörper ergaben. Nach 9 Monaten
war die resorbierbare Keramik fast zur Gänze durch körpereigenes Knochengewebe ersetzt
worden.
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Kritik am Stand Da die Trikalziumphosphatkeramik über der Technik:
keine hohe mechanische Festigkeit verfügt, kann sie derzeit noch nicht für Kochbelastete
Langzeitimplantate eingesetzt werden. Z.Zt. wird lediglich an einer Art Beschichtungstechnik
zur Festigkeitsverbesserung gearbeitet,
(KOESTER - LOESCHE, 1979).
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Aufgabe: Ziel meiner Gedanken war es, eine realisierbare Kombination
aus Prothesen hoher Festigkeit (herkömmliche, vor allem Metallene oder keramiscne,
bzw. polymerkunststoffliche Werkstoffe ) und höchstmöglicher Verankerungssicherheit
für dauerhafte Beanspruchung herzustelelen.
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Lösung : Diese glaube ich dadurch gefunden zu haben, daß herkömmlicne
Protheseenwerkstoffe, vorallen Dingen Metallegierungen nicht mehr wie bisher als
massive Gelenkkörper mit oder ohne Verankerungsrillen oder -Noppen, bzw, mit oder
ohne Perforationen für Knochen durchproliferation hergestellt werden müssen sondern
als perforierte oder besser: gefensterte Hohlkörper, die in voller Protheseenschaft-
oder Pfanneenausmaß mit einem Material gefüllt sind, welches die Festigkeitseigenschaften
des ummantelnden Materia] zwar vermissen lassen, aber mit dem Knochen einen
festen Verbund eingehen können, sogar soweit, daß dieses Material durch Knochen
vollständig ersetzt werden kann,und infolge ihres Reizen auf Knochenwachstum, auch
wird so daß die mehrfach gefensterte Protnesenhülle nicht nur äuberlich fest von
Knochen umgeben ist, sondern auch von innen völlig fest mit Knochen ausgefüllt ist
und infolge der Fenster auch rotationssicher fixert is-
Eine solche
Füllung, die zu einem festen Verbund führt ist gegenwärtig z.B. durch Calziumphosphatkeramikeen
möglich.
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weitere Ausgestaltung Entsprechend kennzeichnendem Teil des der Erfindung:
Oberanspruchs.
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Erzielbare Vorteile: Mit Hilfe meiner Verbidung ist es erstmal möglich,
eiene Gelenkersatzprothese dauerhaft, ggf. lebenslang zu implantieren, wodurch auch
jungen Menschen dauerhaft geholfen werden könnte.
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Literaturverzeichnis : BIIEHL G . , Gestaltsfestigkeitsuntersuchungen
von Osteosynthese - Implantaten. Verlag der SSIP- Schriften Breitenbach, Saarbrücken
1977.
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CHARNIEY, J., Acrylic Cement in ortnopedic surgery. Livingstone, Edinburgh,
1970 a CHARNLEEY, J., Low friction arthroplasty of the nip. Springer Berlin 1979.
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CONTZEN, H. et al., Grundlagen der Alloplastik mit Metallen und Kunststoffen,
Thieme, Stuttgart, 1967 FRANK, E., H. ZITTER, Metallische Implantate in der Knochenchirurgie,
Springer, Berlin, 1971 HUGGLER, He, Ao SCHREIBER, Alloarthroplastik des Hüftgelenkes,
2. Auflage, Thieme, Stuttgart, 1978 MEARS, D.C., Materials and orthopaedic surgery.
Williams & Wilkins, Baltimore, 1979.
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MÜLLER, M.E., et al., Manual der Osteosynthesee AO-Tecnnik, Springer,
Berlin, 1969.
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OESTp,et al., Die Knochenzemente, Enke, Stuttgart, 19t5 SWANSON, A.B.,
Flexible Implant Resection Arthroplasty in the Hand and Extremities, Mosby, St.
Louis, 1973 SWANSON, A.B., M.A.R. FREEMAN, Die wissenschaftlicheen Grundlagen des
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WILLIAMS, D.F., Philadelphia 1973. R. RCAF, Implants in Surgery, Saunders,
WILLIAMS, D.F. m Biocompatioility of implant materials, Sektor Publ. London, 1976
BMFT, Knochenersatz durch Keramik (Resorbierbare Werksoffe), Umsch, in Wiss. u.
Techn. H 9, 278 (1975) HEIDE, H., U. HOFFMANN, Keramische Werkstoffe in der Hamanmeedizin
Ber. dtsch. keram. Ges. 49, 185 (1972) KOESTER'-LOESCHE, K., Kalziumphosphatkeramik-
ein Stoff, der Knochen ersetzt. Bild der Wiss. 10, 114 (1979)