DE4118201C2 - Vorrichtung zum Verbinden von Knochen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verbinden von Teilen eines gebrochenen Knochens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Da diese Art von Vorrichtungen zum Verbinden von Knochen er­ hebliche Festigkeit erfordert, wurden üblicherweise Metalle, Alumina-Keramik und ähnliche anorganische Materialen zum Her­ stellen der Vorrichtung verwendet. Solche Vorrichtungen haben jedoch Nachteile. Wenn sie beispielsweise nach der Heilung im Körper verbleiben, sind sie so starr, daß sie die Festigkeit des geheilten Knochens beeinträchtigen und eine erneute Ope­ ration erforderlich wird, um die Vorrichtung von dem geheil­ ten Knochen zu entfernen.

Vorrichtungen zum Knochenverbinden aus in vivo absorbierbarem Material sind schon vorgeschlagen worden. Jedoch hat in vivo absorbierbares Material an sich den Mangel ungenügender me­ chanischer Festigkeit. Übliche Vorrichtungen zum Knochenver­ binden aus in vivo absorbierbarem Material sind in Gestalt von Stiften, Platten, Schrauben oder dergleichen hergestellt worden. Vorrichtungen in solchen Formen bleiben jedoch hin­ sichtlich der Festigkeit unbefriedigend. Außerdem erfordern diese Vorrichtungen außerordentliche Geschicklichkeit und erheblichen Zeitaufwand beim Behandeln eines komplizierten Bruchs, der zum Beispiel durch Verkehrsunfälle verursacht wurde. Weiter ist es schwierig, diese Vorrichtungen sicher am Knochen zu befestigen, und bei den einmal befestigten Vorrich­ tungen besteht die Gefahr, daß sie sich unter der Einwirkung äußerer Kräfte verschieben oder aus ihrer Lage entfernen.

Auch aus dem im folgenden dargelegten Stand der Technik sind implantatartige Strukturen aus in vivo absorbierbarem Material bekannt, die in den Knochen, Knochenbruchstücke oder auch menschliche Hohlorgane einsetzbar sind und hiermit verwachsen sollen.

Die DE 37 90 560 T1 + C2 offenbart einen osteosynthetischen Nagel aus einer Poly-L- Hydroxypropionsäure, der einen die Knochenbildung fördernden Effekt auf die fixierten Knochen ausübt.

Die DE 88 04 423 JA beschreibt ein resorbierbares röhrenförmiges Implantat zum Einsetzen in schlauchförmige hohle Körperorgane wie Blutgefäße, Speiseröhren, Darmtraktabschnitte und dergleichen. Das Implantat besteht aus einem resorbierbaren Material und weist Wülste auf, mit deren Hilfe die über das Implantat gestülpten zertrennten Enden eines schlauchförmigen Hohlorgans vernäht werden können.

Die WO 88/01517 A1 offenbart ein Knochenimplantat aus einem pulverartigen Material, das mit dem Knochengewebe verwachsen kann. Um dieses Pulver an der Implantatstelle zu fixieren, wird es in eine stützende Struktur in Form eines zylindrischen oder auch andersartigen Hohlkörpers mit mindestens einer Öffnung eingebettet, durch die das umgebende Knochenmaterial in das Knochenimplantatmaterial hineinwachsen kann. Das Material der stützenden Struktur ist resorbierbar. Auch hier bestehen beim Verbinden von Knochenbruchstücke die weiter oben aufgezeigten Nachteile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Knochenverbinden zu schaffen, die aus in vivo absorbierbarem Material besteht, eine hohe mechanische Festigkeit aufweist und leicht handhabbar ist.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Ge­ mäß der Erfindung weist der rohrartige Körper der gattungsgemäßen Vorrich­ tung einen Ausschnitt auf, der sich über die gesamte Länge des rohrartigen Körpers erstreckt. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert. Die erfindungegemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß sie im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten implantatartigen Verbindungesvorrichtungen leicht und in kurzer Zeit an einem gebrochenen Knochen einschließlich eines komplizierten Bruches angebracht werden kann.

Unsere Forschungen haben folgendes ergeben. Da die Vorrichtung zum Kno­ chenverbinden aus in vivo absorbierbarem Material die Form eines hohlen Zy­ linders hat, ist sie hinsichtlich mechanischer Festigkeit erheblich verbessert im Vergleich zu konventionellen Vorrichtungen zum Knochenverbinden in Gestalt eines Stiftes oder eine Platte. Weil die Vorrichtung nach der Erfindung einen Ausschnitt hat, der sich über die gesamte Länge des rohrartigen Körpers in dessen Längsrichtung erstreckt, lassen sich die zu verbin­ denden Teile des gebrochenen Knochens leicht und dicht in den hohlen Innenraum einbetten dank der Elastizität des in vivo absorbierbarem Materials von hohem Molekulargewicht, indem der Ausschnitt auseinandergedrückt und die Knochenteile in das Innere unter Ausnutzung der Flexibilität des absorbierba­ ren Materials eingefügt werden. Daher kann sogar ein kompli­ zierter Bruch ohne ein besonderes Maß an Geschicklichkeit und in kurzer Zeit behandelt werden, und die Knochenteile können stabil in ihrer Lage gehalten werden, ohne Beeinträchtigung oder Verlagerung durch eine äußere Kraft. Außerdem braucht die Vorrichtung zum Knochenverbinden nach der Erfindung, die aus in vivo absorbierbarem Material besteht, nicht vom geheil­ ten Knochen entfernt zu werden. Die Vorrichtung zum Knochen­ verbinden nach der Erfindung mit diesen Eigenschaften kann zweckmäßig nicht nur zur Behandlung komplizierter Frakturen infolge von Verkehrsunfällen oder dergleichen, sondern auch bei chirurgischen Knochenoperationen mit Vorteil verwendet werden.

In vivo absorbierbares Material von hohem Molekulargewicht, das die Vorrichtung zum Knochenverbinden gemäß der Erfindung bildet, umfaßt beispielsweise einen weiten Bereich von poly­ meren Materialien, welches üblicherweise als Material für medizinische Artikel verwendet wurde und das im lebenden Körper hydrolysiert und von ihm absorbiert wird. Spezifische Beispiele von solchem in vivo absorbierbarem Material von hohem Molekulargewicht sind Polylactide, Polyglycolide, Lactid- Glycolid-Copolymere, Polyparadioxanone, Polycaprolactame, Collagene und dergleichen. Besonders zweckmäßige in vivo ab­ sorbierbare Materialien von hohem Molekulargewicht können einen weiten Bereich von Molekulargewichten umfassen, gewöhn­ lich nicht weniger als 30.000, vorzugsweise nicht weniger als 100.000, vorzugsweise 100.000 bis 300.000. Unter ihnen sind besonders geeignet Polylactide (Polymer von d-, dl- oder l-Lactid) (polymer of d-, dl- or l-lactide) und Laktid-Glyko­ lid-Copolymere, die ein Molekulargewicht im oben genannten Bereich haben. Die Vorrichtungen zur Knochenverbindung aus solchem polymeren Material können die Festigkeit über einen erheblichen Zeitraum beibehalten, zum Beispiel einige Monate oder länger, nach ihrer Anwendung. Die vorgenannten polymeren Materialien können weiter hinsichtlich ihrer Festigkeit ver­ bessert werden durch Strecken oder Mischen mit anderen Sub­ stanzen zu einem Verbundmaterial.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, welche Ausführungsbeispiele der Erfindung betrifft.

Es zeigen:

Fig. 1, 2 und 3 perspektivisch schematische Ansichten von Ausführungsformen von Vorrichtungen zum Knochenverbinden gemäß der Erfindung; und

Fig. 4 perspektivisch eine schematische Ansicht der Vorrichtung zum Knochenverbinden gemäß der Erfindung in Anwendung auf einen Knochenbruch.

Die Zeichnungen zeigen einen rohrartigen Körper 1 mit einem hohlen Innenraum 2 und einem Ausschnitt 3, der sich in Längs­ richtung des rohrartigen Körpers erstreckt. Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der der Ausschnitt 3 sich parallel zur gesamten Länge des rohrartigen Körpers 1 in des­ sen Längsrichtung erstreckt, wobei die Enden 3' und 3" des Ausschnitts 3 mit Abstand voneinander verlaufen, ohne sich zu berühren. Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfin­ dung, bei der der Ausschnitt 3 sich schräg über die gesamte Länge des rohrartigen Körpers 1 in dessen Längsrichtung er­ streckt, wobei die Enden 3' und 3" des Ausschnitts 3 einan­ der mit geringem Abstand gegenüberliegen. Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der der Ausschnitt 3 sich parallel über die gesamte Länge des rohrartigen Körpers 1 in dessen Längsrichtung erstreckt und wobei die Enden 3' und 3" des Ausschnitts 3 sich überlappen. Wie in Fig. 1 ge­ zeigt, sind durchgehende Bohrungen 4 im rohrartigen Körper 1 vorgesehen, um chirurgisches Nähmaterial 5 zum Befestigen der miteinander zu verbindenden Knochenteile einzuführen.

Der rohrartige Körper 1 kann kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt haben, je nach der Gestalt des darin aufzunehmen­ den gebrochenen Knochens. Die Wandstärke des rohrartigen Körpers 1 wird in Abhängigkeit von der Zeit gewählt, die für die Heilung des gebrochenen Knochens erforderlich ist. Wird die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise zum Behandeln eines gebrochenen Knochens verwendet, für dessen Heilung lange Zeit erforderlich ist, so wird ein rohrartiger Körper 1 mit einer Wandstärke verwendet, die ausreicht, um die erforderli­ che Festigkeit während des Heilvorgangs aufrechtzuerhalten. Bei Verwendung zum Verbinden der Teile eines gebrochenen Kno­ chens, der in kurzer Zeit heilt, kann der rohrartige Körper 1 eine entsprechend geringe Wandstärke haben. Daher unterliegt die Wandstärke des rohrartigen Körpers 1 keiner spezifischen Begrenzung, sondern kann über einen weiten Bereich gewählt werden. Eine typische Wandstärke des rohrartigen Körpers liegt im Bereich von 0,5 bis 2,5 mm, vorzugsweise 1 bis 2 mm. Der Durchmesser des hohlen Innenraums 2 kann in einem weiten Bereich gewählt werden, je nach der Stärke des darin einzuschließenden Knochens. Zum Beispiels können die Rippen eines Erwachsenen vorzugsweise mit einem rohrartigen Körper von elliptischem Querschnitt behandelt werden entsprechend dem Knochenprofil, wobei der rohrartige Körper einen hohlen Innen­ raum 2 hat, mit einer Ausdehnung von 10 bis 20 mm in Richtung des längeren Durchmessers und 5 bis 10 mm in Richtung des kürzeren Durchmessers. Für Knochen von Kindern oder kleine Knochen von Erwachsenen oder ähnliche dünne Knochen kann ein rohrartiger Körper von kreisförmigem oder elliptischem Querschnitt verwendet werden mit einem hohlen Innenraum 2 von 5 bis 10 mm in Richtung des längeren Durchmessers und 3 bis 5 mm in Richtung des kürzeren Durchmessers. Für Oberarmknochen von Erwachsenen, Hüftknochen oder ähnlichen dicken Knochen wird ein rohrartiger Körper von kreisförmigem oder elliptischem Querschnitt gewählt, dessen hohler Innenraum 30 bis 40 mm in Richtung des größeren Durchmessers und 20 bis 30 mm in Richtung des kürzeren Durchmessers hat.

Die Länge des rohrartigen Körpers 1 kann zweckmäßig nach den Gegebenheiten des Knochenbruchs gewählt werden, etwa so, daß sie ausreicht, die Bruchstelle und den umgebenden Bereich zu bedecken und den gebrochenen Knochen in richtiger Lage zu halten. Die Länge des rohrartigen Körpers 1 liegt gewöhnlich im Bereich von 10 bis 50 mm.

Der Ausschnitt 3 des rohrartigen Körpers 1 ist über die ge­ samte Länge des rohrartigen Körpers 1 in dessen Längsrichtung vorgesehen. Beim Behandeln eines Knochenbruchs mit der Vor­ richtung nach der Erfindung wird der Ausschnitt 3 dank der Flexibilität des rohrartigen Körpers 1 auseinandergedrückt, und die zu dieser Zeit an der Bruchstelle (c) miteinander in Eingriff gebrachten Knochenteile (a) und (b) werden in den hohlen Innenraum 2 eingeführt, so daß die Bruchstelle (c) dicht in den rohrartigen Körper 1 eingebettet ist unter Aus­ nutzung von dessen Elastizität. Der Ausschnitt 3 ist über die gesamte Länge des Körpers 1 in dessen Längsrichtung vorgesehen und kann sich parallel oder schräg zu dieser Richtung er­ strecken. Die Enden 3' und 3" des Ausschnittes 3 können einander überlappend oder mit Abstand voneinander einander gegenüberliegend vorgesehen sein. Als besonders vorteilhaft wird der in Fig. 1 gezeigte Ausschnitt 3 angesehen, der sich parallel über die gesamte Länge des Körpers 1 in dessen Längsrichtung erstreckt mit gegenseitigem Abstand der Enden 3' und 3". Der in Fig. 1 gezeigte Abstand des Ausschnitts 3 ist variabel und richtet sich nach dem Durchmesser des ge­ brochenen Knochens und dem des hohlen Innenraums 2 und liegt im Bereich von 2 bis 20 mm, vorzugsweise 5 bis 10 mm.

Eine Vorrichtung nach der Erfindung kann beispielsweise nach folgenden Verfahren hergestellt werden. Eine Platte von in vivo absorbierbarem Material mit einer Dicke von 0,5 bis 2,5 mm kann so zusammengerollt werden, daß die Enden 3' und 3" sich entweder überlappen oder sich mit Abstand gegenüber­ liegen, um einen rohrartigen Körper 1 mit einem Ausschnitt 3 zu formen. Es kann jedoch auch stangenförmiges Material axial durchbohrt werden, um einen rohrartigen Körper 1 mit einem Ausschnitt 3 zu formen. Auch besteht die Möglichkeit, Material durch Extrudieren zu einem rohrartigen Körper 1 zu formen, in welchem ein Ausschnitt 3 gleichzeitig oder in einem weiteren Verfahrensschritt ausgebildet wird.

Die Vorrichtung zum Knochenverbinden nach der Erfindung kann für einen gebrochenen Knochen in der Weise angewendet werden, wie es beispielsweise in Fig. 4 gezeigt ist. Hier sind die Knochenteile (a) und (b) eines komplizierten Bruchs vorüberge­ hend an der Bruchstelle (c) miteinander in Eingriff gebracht, und der Ausschnitt 3 wird auseinandergedrückt dank der Flexibi­ lität des rohrartigen Körpers 1, worauf die an der Stelle (c) miteinander in Eingriff gebrachten Knochenteile (a) und (b) in den hohlen Innenraum 2 eingelegt werden, um den Teil (c) dicht zu umschließen unter Ausnutzung der Elastizität des rohrartigen Körpers 1. Dann werden die Knochenteile (a) und (b) an den Stellen, die den durchgehenden Bohrungen 4 entsprechen, durch­ bohrt, worauf chirurgisches Nähmaterial 5 aus dem gleichen in vivo absorbierbaren Material wie die erfindungsgemäße Vorrich­ tung durch die gebildeten Löcher hindurchgeführt und zum Be­ festigen verknotet wird. Um den gebrochenen Knochen aufzuneh­ men, wird der rohrartige Körper 1 gewöhnlich in Richtung sei­ nes Durchmessers offengedrückt. Der mit dem Körper 1 bedeckte Knochen wird dann dank der Elastizität von dem Material des rohrartigen Körpers in dichter Anlage gegen die Innenwand des hohlen Innenraums 2 gehalten. Als bevorzugt wird ein Verfahren zum Anwenden der erfindungsgemäßen Vorrichtung angesehen, bei dem der rohrartige Körper 1 in Längs- und Querrichtung gedehnt wird, bevor er angewendet wird, um einen Körper von größerem Durchmesser als der gebrochene Knochen zu erhalten, worauf der Körper 1 am Knochen angebracht und erhitzt wird, damit er schrumpft, wodurch der gebrochene Knochen mit dem aufgeschrumpf­ ten rohrartigen Körper 1 in fixierter Lage gehalten ist.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform liegen die Enden 3' und 3" des Ausschnitts 3 mit Abstand voneinander parallel in Längsrichtung des rohrartigen Körpers 1. Bei dieser Ausfüh­ rungsform liegt der in dem rohrartigen Körper 1 eingeschlossene Knochen vorzugsweise so, daß der am Knochen angebrachte rohrar­ tige Körper 1 zwischen den Enden 3' und 3" des Ausschnitts 3 einen Abstand von ungefähr 1/3 des Gesamtumfangs des rohrarti­ gen Körpers 1 um den Knochen herum hat. Mit dem so geformten rohrartigen Körper 1 läßt sich der Knochen leicht dicht um­ schließen, ohne die Blutströmung zu unterbrechen. Die Vorrich­ tung nach der Erfindung kann jedoch an einem gebrochenen Kno­ chen nicht nur durch Aufdrücken des Ausschnitts 3 zum Einbrin­ gen des Knochens angewendet werden, sondern auch durch Einset­ zen eines der Knochenteile durch das eine Ende des rohrartigen Körpers 1 und des anderen Knochenteils durch dessen anderes Ende, worauf dann die Knochenteile innerhalb des rohrartigen Körpers 1 aneinandergefügt werden. Das letztgenannte Verfahren eignet sich besonders zum Verbinden von Knochenteilen in einem rohrartigen Körper von derartiger Wandstärke, daß es schwierig ist, den Ausschnitt 3 zu öffnen.

Nach Einbetten des Knochens in den rohrartigen Körper 1 kann in der oben dargelegten Weise chirurgisches, in vivo absorbier­ bares Nähmaterial durch die Bohrungen bzw. Löcher hindurchge­ führt und verknotet werden, um den Knochen in seiner Lage zu fixieren. Statt dessen kann für die Verbindung Metalldraht anstelle des in vivo absorbierbaren Materials verwendet werden. Wahlweise kann auch Metalldraht oder in vivo absorbierbares Material um den gesamten Umfang des rohrartigen Körpers 1 herumgewickelt werden, um den Knochen zu immobilisieren. Es ist auch möglich, die Knochenteile mit einem Bolzen, einer Mutter oder dergleichen aus in vivo absorbierbarem Material zu fixieren.

Auf diese Weise kann die Behandlung eines gebrochenen Knochens vollendet werden, und danach werden die verbundenen Kochenteile sich selbst überlassen, bis der Bruch geheilt ist. Während der Heilperiode wird der rohrartige Körper 1 im lebenden Körper hydrolysiert und absorbiert bis zum vollständigen Verschwinden, es ist also nicht mehr erforderlich, den rohrartigen Körper 1 von dem geheilten Knochen zu entfernen.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Verbinden der Teile eines gebrochenen Knochens aus einem Material von hohem Molekulargewicht, welches im lebenden Körper absorbierbar ist, in Form eines rohrartigen Körpers mit hohlem Innenraum, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrartige Körper (1) zur Einfügung der zu ver­ bindenden Teile eines Knochens in seinen hohlen Innenraum (2) einen sich über die gesamte Länge des Körpers in dessen Längsrichtung erstreckenden Ausschnitt (3) auf­ weist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in vivo absorbierbare Material hohen Molekularge­ wichts wenigstens eines aus der Gruppe ist, die aus Poly­ lactiden, Polyglykoliden, Laktid-Glykolid-Copolymeren, Polyparadioxanonen, Polycaprolactamen und Collagenen besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das in vivo absorbierbare Material hohen Molekularge­ wichts wenigstens eines aus der Gruppe ist, die aus Poly­ lactiden und Lactid-Glykolid-Copolymeren besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausschnitt (3) sich parallel über die gesamte Länge des rohrartigen Körpers (1) in dessen Längsrichtung erstreckt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausschnitt (3) so gestaltet ist, daß seine Enden (3', 3") sich mit Abstand voneinander gegenüberstehen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Bohrungen (4) in dem rohrartigen Körper (1) geformt sind, um chirurgisches Nähmaterial (5) zum Verbinden der Teile des gebrochenen Knochens (a, b) einzuführen.