DE3414992A1

DE3414992A1 - Knochenimplantat

Info

Publication number: DE3414992A1
Application number: DE19843414992
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. 8000 München Kraus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-04-19
Filing date: 1984-04-19
Publication date: 1985-10-31

Description

Knochenimplantat
Die vorliegende Erfindung betrifft. ein Knochenimplantat gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei Dentalimplantaten, seien es Retentionsanker für Brücken oder dergl. oder Kunstzähne, die direkt in den Kieferknochen implantierbar sind, ist die dauerhafte und sichere Verankerung im Kieferknochen ein noch nicht zur völligen Zufriedenheit gelöstes Problem. Analoges gilt auch für andere Knochenimplantate, wie z. B. Gelenkprothesen.
Es sind Dentalimplantate mit einem implantierbaren, stiftförmigen Teil bekannt, der mit einem Außengewinde versehen ist, so daß er in ein entsprechendes, vorgebohrtes Loch im Kieferknochen eingeschraubt werden kann.
Dieser Gewindeschaft kann mit Löchern oder Durchbrechungen versehen sein, in die das Kieferknochengewebe einwachsen soll, um eine feste Verankerung zu erreichen.
Es ist außerdem aus der DE-C-26 11 744 ein Kunstzahn mit einem in den Kieferknochen implantierbaren, wurzelartigen Schaft bekannt, auf dessen Außenseite zwei gegeneinander isolierte Sätze von Gewebeelektroden angeordnet sind. Der Körper des Kunstzahnes besteht aus Keramik. Die Gewebeelektroden sind entweder selbst als Aufnehmerspule ausgebildet oder mit einer im Inneren des Kunstzahnes angeordneten Aufnehmerspule verbunden, um durch Induktion mittels eines niederfrequenten magnetischen Wechselfeldes zwischen den Elektrodensätzen eine niederfrequente, möglichst oberwellenarme elektrische Wechselspannung zu erzeugen, mit der das Wachstum des Knochengewebes angeregt werden kann, wie es beispielsweise aus DE-C-19 18 799 bekannt ist. Aus der DE-C-26 11 744 ist es auch bekannt, die Oberfläche der Gewebeelektroden einer Endoprothese mit einer dünnen isolierenden oder halbleitenden Schicht zu überziehen.
Es ist schließlich auch aus der DE-B-10 42 834 ein künstlicher Zahn mit implantierbarer künstlicher Wurzel bekannt, die mindestens in ihrer äußeren Schicht aus biologisch aktivierbarem Material besteht, nämlich aus einem gewebefreundlichen Kunststoff, in den Elfenbeinpulver oder ähnliche knochenaufbauende bzw. -ernährende biologische oder chemische Teilchen enthalten sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Knochenimplantat, z. B. eine Zahnprothese, der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß ein noch festeres und sicheres Verwachsen des implantierten Schaftes mit dem umgebenden Knochengewebe gewährlelstet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüche.
Durch die niederfrequente Spannung an den Elektroden wird die den Überzug bildende Substanz zusätzlich aktiviert, so daß ein schnelles, festes und dauerhaftes Verwachsen mit dem umgebenden Knochengewebe gewährleistet ist.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines künstlichen Zahnes mit implantierbarer Wurzel gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; Fig. 2 eine Schnittansicht in der Ebene II-II der Fig. 1; Fig. 3 eine Seitenansicht eines implantierbaren Teiles eines Knochenimplantates gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung und Fig. 4 einen Schnitt in der Ebene IV-IV der Fig. 3.
Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte künstliche Zahn 10 enthält einen Kronenteil 12 und einen in einen Kieferknochen implantierbaren Wurzelteil oder Schaft 14.
Der Zahn 10 enthält einen Körper 16 aus einem gewebeverträglichen Metall, wie Titan. Der Kronenteil ist außen mit einer wie Zahnschmelz aussehenden Verblendungsschicht 18, z.B. aus Kunststoff oder Porzellan.
Der Körper 16 enthält im Kronenteil 12 einen Hohlraum 20, der einen ferromagnetischen Kern 22 sowie eine zylindrischer Aufnehmerspule 24 aufnimmt und durch einen eingeschraubten oder im Preßsitz eingepreßten Deckel 26 verschlossen ist. Ein Anschluß der Aufnehmerspule steht über einem Kontakt 28 mit dem metallischen Körper 16 elektrisch in Verbindung, während der andere Anschluß über einen zweiten, zentral angeordneten Kontakt 30 mit einer axialen Leitung 32 elektrisch verbunden ist, die isoliert durch eine axiale Bohrung des Körpers 16 bis zum unteren Ende des Schaftes geführt ist. Auf einem Teil der mit dem Gewinde ver#sehenen Außenseite des Schaftes 14 ist eine sich im wesentlichen in Achsrichtung erstreckende, streifenförmige Gewebeelektrode 34 angeordnet. Die Gewebeelektrode 34 ist durch eine auf den Schaftteil des Körpers 16 aufgebrachte Isolierschicht 36, die z.B. aus Siliziumdioxid bestehen kann, gegen den metallischen Körper 16 isoliert und an der Unterseite des Schaftes mit der Leitung 32 elektrisch verbunden. Die Isolierschicht 36 reicht nur so weit über den Umfang der Gewebeelektrode 34 hinaus, wie es für eine sichere Isolation erforderlich ist. Die Gewebeelektrode 34 und die Isolierschicht 36 können z. B. durch Aufdampfen im Vakuum, durch Kathodenzerstäubung, Sintern und andere bekannte Verfahren hergestellt werden.
Der Schaft 14 ist ferner mit einer Schicht 38 aus einer biochemisch aktivierbaren Substanz überzogen. Diese in Fig. 1 nicht dargestellte Schicht 38 erstreckt sich erfindungsgemäß auch über die Gewebeelektrode 34. Es hat sich nämlich überraschenderweise gezeigt, daß das- Verwachsen einer mit einer biochemischen aktiven Substanz überzogenen Endoprothese mit dem umgebenden Knochen wesentlich schneller und sicherer vor sich geht, wenn die betreffende Substanz zusätzlich durch eine niederfrequente elektrische Wechselspannung aktiviert wird, die durch sie hindurch auf das umgebende Knochengewebe zur Einwirkung gebracht wird.
Unter biochemisch aktivierbarer Substanz sind in bekannter Weise Substanzen zu verstehen, die dem Knochengewebe, insbesondere dessen mineralischem Anteil, ähnlich sind, also z. B. Hydroxylapatit, Calciumtriphosphat und gewebefreundliche Glaskeramik, wie Ceravital (Wz).
Die Dicke der Schicht 38 kann relativ gering sein und beispielsweise im Bereich zwischen etwa 1 und 5 Fm liegen.
Bei dem künstlichen Zahn gemäß Fig. 1 und 2 bildet der metallische Körper 16 eine zweite Gewebeelektrode.
Selbstverständlich könnte stattdessen oder zusätzlich eine zweite, gegen den Körper isolierte Gewebeelektrode vorgesehen sein.
Bei dem Knochenimplantat gemäß Fig. 3 und 4 hat der Schaft 14' eine in Achsrichtung längliche, rechteckige Durchbrechung 40. Die der Gewebeelektrode 34 entsprechende Gewebeelektrode 34' ist durch eine Isolierschicht 36' isoliert im Inneren der Druchbrechung 40 angeordnet.
Die zweite Gewebeelektrode wird wieder durch den Körper 16' gebildet, der außen mit einer Schicht 38' aus biochemisch aktivierbarem Material überzogen ist. Die Schicht 38 kann, braucht jedoch nicht sich ins Innere der Durchbrechung und über die Elektrode 34' erstrecken. Die Elektrode 34' kann bis in die Nähe der Öffnungen der Durchbrechung 40 reichen.
Da bei Dentalimplantaten im allgemeinen ein Teil des Implantats aus dem Gewebe herausragt und mehr oder weniger frei zugänglich ist, kann man bei Dentalimplantaten auf die Inkorporierung einer Wechselspannungsquelle, z.B. einer Aufnehmerspule verzichten und das Implantat mit zwei von außen zugänglichen Kontaktflecken versehen, an die die Gewebeelektroden elektrisch angeschlossen sind. An die Kontaktfläche wird dann über eine geeignete Anschlußvorrichtung ein Niederfrequenzgenerator angeschlossen, der eine niederfrequente Spannung von beispielsweise bis zu 1 Volt und einer Frequenz von vorzugsweise bis zu etwa 25 Hz zu liefern vermag. Um das Einwachsen zu fördern, genügt es im allgemeinen, den Wechselspannungsgenerator täglich einige Viertelstunden anzuschließen. Für die Erhaltung des eingewachsenen Zustandes sind im allgemeinen noch kürzere Behandlunsszeiten erforderlich.
Die oben in Verbindung mit Dentalimplantaten beschriebenen Maßnahmen, mit Ausnahme der Anschlüsse für eine äußere Spannungsquelle lassen sich selbstverständlich auch bei anderen Implantaten anwenden, wie Gelenkprothesen und dergleichen.
Es sei ferner darauf hingewiesen, daß die Elektroden gemäß den Lehren der DE-C-26 11 744 ineinander kammartig verzahnt oder nach Art einer mehrgängigen Spirale oder Schraubenlinie ineinander verschachtelt sein können; daß ferner die Elektroden selbst als Aufnehmerspule wirken können, und daß die Elektroden den überwiegenden Teil der Oberfläche des Implantats, die im implantierten Zustand dem Knochen gegenüberliegt, einnehmen können.
Die mit Anschlüssen zum Anschluß an eine äußere Spannungsquelle versehenen Elektroden können auch bei Dentalimplantaten Anwendung finden, deren Gewebeelektroden bloß liegen, also nicht mit einer biochemisch aktivierbaren Substanz überzogen sind.
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Claims

Knochenimplantat Patentansprüche X Knochenimplantat mit einem in einen Knochen implantierbaren Schaft (14), an dessen Außenseite mindestens zwei gegeneinander isolierte Gewebeelektroden (34) gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebeelektroden mit einem biochemisch aktivierbaren Material, wie Hydroxylapatit oder Calciumtriphosphat, überzogen sind.
2. Knochenimplantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Überzuges 1 bis 5 Mm beträgt.
3. Knochenimplantat nach Anspruch 1 oder 2, das einen Körper (16) aus Metall enthält, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Teil der Oberfläche des Körpers (16) eine Isolierschicht (36) und auf dieser eine erste Gewebeelektrode (34) angeordnet sind, daß ein anderer Teil der Oberfläche des Körpers eine zweite Gewebeelektrode bildet und daß sowohl dieser andere Teil als auch die isoliert angeordnete Gewebeelektrode (34) mit dem Uberzug (38) aus dem biochemisch aktivierbaren Material überzogen sind.
4. Knochenimplantat nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein in den Knochen implantierbarer Teil (14)- des Implantats eine Öffnung (40) aufweist, und daß sich eine Gewebeelektrode (34') innerhalb dieser Öffnung befindet.
5. Knochenimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elektroden ineinander verschachtelte Teile enthalten und den überwiegenden Teil der Oberfläche des Implantats bedecken, die im implantierten Zustand dem Knochengeebe gegenüberliegt.
6. Knochenimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine mit den Elektroden verbundene Spule (20) enthält.
7. Knochenimplantat, insbesondere Dentalimplantat, welches einen im implantierten Zustand aus dem Gewebe herausragenden Teil aufweist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadu ch gekennzeichnet, daß auf dem herausragenden Teil zwei mit jeweils einer Gewebeelektrode verbundene Anschlußkontakte zum Anschluß an eine äußere Spannungsquelle vorgesehen sind.