DE3709734A1

DE3709734A1 - Elektro-stimulationsgeraet fuer eine liegende endoprothese

Info

Publication number: DE3709734A1
Application number: DE19873709734
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Kraus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-03-25
Filing date: 1987-03-25
Publication date: 1988-10-06
Anticipated expiration: 2007-03-26
Also published as: DE3709734C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektro-Stimulationsgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Gelenk-Endoprothesen, wie Hüftgelenk- oder Kniegelenk- Endoprothesen stellt das Lockern des implantierten Prothesenschaftes ein ernstes Problem dar. In vielen Fällen kann die gelockerte Endoprothese durch eine Reoperation wieder fixiert werden. In manchen Fällen ist dies jedoch nicht oder nicht mehr möglich, weil der Knochen (z. B. Femur oder Tibia), in den die Prothese implantiert ist, bereits zu sehr geschwächt oder pathologisch verändert ist. Das Reoperationsrisiko kann auch wegen der körperlichen Verfassung des Patienten zu groß sein.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stimulationsgerät für eine liegende Prothese, also eine implantierte Prothese, anzugeben, mit dem der die Prothese tragende Knochen wieder verfestigt oder regeneriert werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Stimulationsgerät mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale dieses Anspruchs gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Stimulationsgerätes sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Das vorliegende Stimulationsgerät läßt sich ohne größeren Eingriff mittels einer relativ kleinen Inzision implantieren und leicht an dem zu stimulierenden Knochen anbringen. Es bewirkt eine Regeneration und Verfestigung des Knochens, an den es angebracht ist, durch die Wirkung niederfrequenter Wechselströme, wie es im Prinzip aus der DE-PS 19 18 299 bekannt ist.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Stimulationsgerätes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Teiles eines Oberschenkelknochens, in den eine Hüftgelenkprothese implantiert ist und an dem ein Stimulationsgerät gemäß Fig. 1 angebracht ist, und

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer Hüftgelenkkopfpro these, die ebenfalls in Verbindung mit dem vorliegenden Stimulationsgerät Verwendung finden kann.

In Fig. 1 ist ein Stimulationsgerät (10) dargestellt, welches eine Aufnehmerspulenanordnung (12), mindestens zwei, in dargestell tem Falle drei Elektroden (14, 16, 18) und vorzugsweise einen Anschluß (20) für eine weitere Elektrode (22) enthält.

Die Aufnehmerspulenanordnung (12) ist ein flaches, langgestrecktes Gebilde, welches eine vorzugsweise mehrlagige, in Fig. 1 nur schematisch angedeutete elektrische Spulenwicklung (24) und einen nicht dargestellten weichmagnetischen Spulenkern enthält. Die Wicklung (24) ist mit einer Umhüllung aus einem gewebe verträglichen Material, wie PTFE oder Polymethylmetacrylat (PMMA) ummantelt. Die Elektroden (14, 16, 18) sind etwa kreisförmig gebogene Streifen aus einem gewebeverträglichen federnden Metall, wie einer Kobalt-Chrom-Legierung oder Titan. Sie haben eine solche Länge, daß sie um mehr als die Hälfte des Umfanges des Knochens, an dem sie angebracht werden sollen, reichen und sind in der Mitte an der Aufnehmerspulenanordnung (12) befestigt, z. B. durch hülsenartige Ringe (26), die fest auf der Ummantelung der Aufnehmerspulenanordnung (12) sitzen. Die Elektroden sind abwechselnd mit dem einen bzw. anderen Anschluß der Wicklung (24) verbunden, z. B. die Elektroden (14) und (18) mit dem einen Anschluß, die Elektrode (16) und der Elektrodenanschluß (20) mit dem anderen Anschluß der Wicklung (24), so daß die Elektroden abwechselnd unterschiedliche Potentiale annehmen, wenn in der Wicklung (24) durch ein äußeres magnetisches Wechsel feld eine niederfrequente elektrische Spannung (Frequenz vorzugswei se unter 25 Hz) induziert wird. Die Elektroden, die auf verschiede nen Potentialen liegen, sind durch die isolierende Ummantelung der Aufnehmerspulenanordnung (12) gegeneinander isoliert.

Der zusätzliche Elektrodenanschluß (20) enthält eine flexible Litze aus einem gewebeverträglichen Material, die im allgemeinen nicht isoliert zu sein braucht und am Ende mit einer Anschlußöse (30) versehen ist. Die zusätzliche Elektrode (22) ist ein federnder sichelförmiger Metallstreifen mit einem Ansatz, der ein Schrauben loch (32) aufweist. An den Enden der Elektrode (22) können ebenfalls Schraubenlöcher vorgesehen sein.

Fig. 2 zeigt einen Teil eines Oberschenkelknochens (34), in den eine Hüftgelenkkopfprothese (36) mittels einer Schicht (38) aus Knochenzement implantiert ist. Das Stimulationsgerät (10) ist an dem Teil des Oberschenkelknochens befestigt, der sich an den Schenkelhals anschließt und den nicht dargestellten Schaft der Prothese (36) enthält. Die Fixierung des Geräts (10) erfolgt durch die Elektroden (14, 16, 18), die wie federnde Klammern wirken, um den Oberschenkelknochen greifen und an ihm anliegen. Die zusätzliche Elektrode (22) ist mittels einer Knochenschraube (40), die durch das Loch (32) geht, so am oberen Ende des Oberschenkelknochens (34) befestigt, daß sie an dem Teil des Knochens anliegt, der die Öffnung umgibt, in der die Endoprothese sitzt.

Zur Stimulation und Regeneration sowie Verfestigung des die Endoprothese enthaltenden Knochenteiles wird in der Wicklung (24) in bekannter Weise durch eine externe Spule eine niederfrequen te Wechselspannung induziert, welche über die Elektroden (14, 16, 18) und (22) auf den Knochen zur Einwirkung gebracht wird und dessen Wachstum und Regenerationen in bekannter Weise stimu liert.

Anstelle der Elektrode (22) oder zusätzlich hierzu kann die gewöhnlich aus Metall bestehende Endoprothese (36) ebenfalls als Elektrode verwendet werden. Der Elektrodenanschluß (20) (oder ein zusätzlicher Elektrodenanschluß) können in diesem Fall an einem Ausziehöhr (42) des Prothesenschaftes angeschlossen werden, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Dies ist besonders bei Endoprothesen zweckmäßig, bei denen der Schaft und der Gelenkkopf aus zwei getrennten, gegeneinander verdrehbaren Teilen besteht.

Der zusätzliche Elektrodenanschluß (20) oder einer der zusätzlichen Elektrodenanschlüsse kann auch mittels einer etwa C-förmigen Klammer (44) am Hals der Hüftgelenkkopf-Endoprothese (36) angeschlossen werden, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.

Die klammerartigen, federnden Elektroden (14, 16, 18), die wie dargestellt streifenförmig, aber auch drahtförmig sein können, können für den größten Knochenumfang, der zu erwarten ist, bemessen sein und bei Verwendung des Stimulationsgerätes, falls erforderlich, auf die richtige Länge abgeschnitten werden.

Claims

1. Elektro-Stimulationsgerät zur elektrischen Stimulation eines Knochens (34), der eine Endoprothese (36) enthält, mit einer länglichen Aufnehmerspulenanordnung (12), die eine elektrische Spulenwicklung (24) enthält, und mit mindestens zwei Elektroden (14, 18), die mit verschiedenen Anschlüssen der Spulenwicklung (24) elektrisch verbunden und an den Knochen (34) anlegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (14, 18) mit der Aufnehmerspulenanordnung (12) mechanisch fest verbunden sind, aus einem federnden Material bestehen und eine gebogene, klammerartige Form aufweisen, so daß die Aufnehmerspulenanordnung mittels der Elektroden an dem Knochen (34) befestigbar ist.

2. Stimulationsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnehmerspulenanordnung (12) die Form eines langgestreckten, flachen Gebildes hat.

3. Stimulationsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (14, 18) draht- oder streifenförmig sind und eine solche Länge haben, daß sie um mehr als die Hälfte des Umfanges des Knochens reichen.

4. Stimulationsgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnehmerspulenanordnung (12) eine isolierende Umhüllung aufweist und daß die Elektroden an der Umhüllung durch Hülsen (26) befestigt sind, welche auf der Umhüllung der Aufnehmerspulenanordnung (12) sitzen.

5. Stimulationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen zusätzlichen Elektrodenanschluß (20), welcher einen flexiblen Leitungsdraht (28) und eine Anschlußvorrichtung (30) aufweist.

6. Stimulationsgerät nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Elektrode (22) in Form eines Metallstreifens, der mindestens ein Befestigungsloch (32) aufweist.

7. Stimulationsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstreifen sichelartig gebogen ist.

8. Stimulationsgerät nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Befestigen des zusätzlichen Elektrodenanschlusses (20) an einer Endoprothese.

9. Stimulationsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußvorrichtung zum zum Befestigen des zusätzlichen Elektrodenanschlusses an einer Extraktionsöse (42) einer Endoprothese ausgebildet ist (Fig. 3).

10. Stimulationsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußvorrichtung eine Klammer (44) zum Befestigen des zusätzlichen Elektrodenanschlusses am Hals einer Hüftgelenkkopf-Prothese ist.