DE68917464T2

DE68917464T2 - Anordnung an kunstgliedern.

Info

Publication number: DE68917464T2
Application number: DE68917464T
Authority: DE
Inventors: Anders Berggren; Hakan Rohman Hakan Rohman
Original assignee: Unilink Inc
Current assignee: Unilink Inc
Priority date: 1988-01-28
Filing date: 1989-01-27
Publication date: 1995-02-09
Anticipated expiration: 2009-01-28
Also published as: SE8800274D0; USRE34632E; EP0400035B1; US5061288A; JPH03502287A; EP0400035A1; ATE109648T1; WO1989006946A1; DE68917464D1; SE8800274L; SE466237B

Description

Die Erfindung befaßt sich mit Befestigungsmitteln zur Befestigung eines Knochenteils an einem künstlichen Teil oder an einem künstlichen Gelenkteil, welche einen länglichen Malter aufweisen, der in den Knochen einführbar ist und Borsten, Fasern, Schleifen oder dergleichen aufweist, die vom Halter radial nach außen weisen und so lang sind, daß der Außendurchmesser größer ist als derjenige des Knochenhohlraums, in welchen der Malter eingeführt werden soll, so daß die Borsten, Fasern oder Schleifen bei der Befestigung eine gewisse Vorspannung erhalten, durch welche sie entgegen der Einführungsrichtung umgebogen werden.
Um verschlissene oder auf andere Weise beispielsweise von Rheumatismus angegriffene Gelenke zu ersetzen, ist es seit langem bekannt, ein Gelenkende von einem Knochen zu entfernen und dieses durch einen künstlichen Teil zu ersetzen. Diese künstlichen Teile umfassen einen Gelenkteil und einen Verbindungsteil, welcher in den Hohlraum des verbleibenden Knochens eingeführt wird. Die Befestigung in dem Knochen erfolgte auf unterschiedliche Weise, wobei beispielsweise der Verbindungsteil in den Knochen geschraubt und/oder in denselben einzementiert wurde.
Eine solche Vorgehensweise ist vergleichsweise kompliziert und zeitraubend und zum anderen führen große Belastungen beispielsweise in der Nähe von Kniegelenken und Oberschenkelknochen mit der Zeit zu einem größer werdenden Spiel zwischen dein künstlichen Teil und dem Knochen, was dazu führt, daß es wiederum erforderlich ist, den künstlichen Teil auszutauschen, was normalerweise umfaßt, daß der Knochen gekürzt werden muß, um ausreichend gutes Material zur Verfügung zu haben, um den künstlichen Teil zu befestigen. Nach einigen Auswechslungen des künstlichen Teils bleibt so wenig Knochen übrig, daß das Gelenk infolge des F> ehlens von Knochenmaterial starr gemacht werden muß.
In der europäischen Patentanmeldung EP-A-0 024 008 ist ein künstlicher Zahn beschrieben, welcher einem echten Zahn so weit als möglich dadurch ähneln soll, daß er mit Fasern versehen ist, welche von einem Mittelteil nach oben verlaufen, so daß sie auf dieselbe Weise wie die sogenannten Sharpey-Fasern wirken können, welche um den natürlichen Zahn vorhanden sind. Auf diese Weise werden keine Druckkräfte, sondern nur Zugkräfte ausgeübt, und es ist daher möglich, daß der Zahn elastisch gehalten ist. Die Technik nach dieser Druckschrift zeigt jedoch nicht irgendeine praktikable Weise, einen künstlichen Teil bereitzustellen, welcher an einem Knochen angebracht werden kann, und der unmittelbar nach dem Anbringen unnachgiebig im Knochen verankert ist.
Ein weiterer Nachteil der bisher bekannten künstlichen Teile ist darin zu sehen, daß der innere Hohlraum des Knochens nicht für die Gefäßbildung auf eine natürliche Weise verfügbar ist, wodurch vermutlicherweise die Lebensdauer der Befestigung eines künstlichen Teils und somit die Lebensdauer des künstlichen Teils selbst herabgesetzt werden.
Die Erfindung zielt darauf ab, die vorstehende Problematik zu überwinden und ein einfaches, zweckmäßiges Befestigungsmittel oder ein Anbringungsmittel für ein künstliches Teil bereitzustellen, welches sich leicht einsetzen läßt, welches nicht ausgewechseIt zu werden braucht, und welches ein verbessertes Bluten gestattet. Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der Halter von zwei Drähten gebildet wird, die umeinander verdreht sind, und daß die Borsten zwischen den verdrehten Drähten festgeklemmt sind.
Wenn das Befestigungsmittel in den Hohlraum des Knochens eingeführt wird, werden die Borsten etwas gebogen, so daß man einen größeren Widerstand gegenüber einem Abziehen im Vergleich zu dem Einführen erhält. Es ist in der Tat in Wirklichkeit unmöglich, das Befestigungsmittel abzuziehen. Vorzugsweise ist die Anzahl der Borsten, Fasern oder entsprechender Teile sehr groß. Auf diese Weise erhält man eine sehr große Kontaktfläche zwischen dem Knochen und dem Befestigungsmittel für das künstliche Teil und zugleich erhält man eine automatische Anpassung an mögliche Unregelmäßigkeiten auf der Innenseite des Knochens.
Wenn man ferner die Borsten, Fasern oder Schleifen aus Titan herstellt, wachsen der Knochen und der künstliche Teil mit dem Befestigungsmittel zusammen, so daß man mit der Zeit eine integrierte Einheit erhält. Das Bluten und das Bilden von Gefäßen können zwischen den Borsten oder Schleifen stattfinden, und der Halter ist mehr oder weniger porös oder offen. Da die Spannungen in dem Knochen geringer sind, kann das Befestigungsmittel hier offener oder mit weniger Borsten versehen sein. Die Länge der Borsten und die Dichte derselben werden vor allem durch die Kräfte bestimmt, welche übertragen werden müssen, und die Dichte der Borsten braucht nicht notwendigerweise über die gesamte Länge des Befestigungsmittels gleich zu sein.
Wenn Borsten aus Titan eingesetzt werden, können dünne, aber sehr viele Borsten aufgrund der harten und steifen Eigenschaften von Titan eingesetzt werden. An Stelle von Titan können jedoch titanenthaltende Legierungen, welche mit Titan überzogen sind, eingesetzt werden, und es ist auch möglich, Kunststoffteile in Betracht ziehen, welche mit Titan beschichtet sind.
Die Borsten können von Beginn an radial oder möglicherweise geringfügig in Richtung nach hinten weisen, oder es ist natürlich aueh möglich, daß nur einige von diesen derart ausgerichtet sind.
Der Halter braucht nicht notwendigerweise starr zu sein, sondern er kann eine gewisse Elastizität zulassen, welche vorzugsweise so ermittelt wird, daß sie mit jener des Knochens übereinstimmt, so daß keine Spannungsspitzen bei der Kraftübertragung in beiden Richtungen auftreten.
Mit Hilfe der Erfindung erhält man einen sofortigen widerstandsfähigen Halt im Knochen, wodurch ein Lösen des angebrachten künstlichen Teils verhindert wird. Beim Einsatz von Titan wird verhindert, daß die Einrichtung mit der Zeit lose werden kann, da die Kontaktfläche groß und somit die spezifische Belastung klein ist.
Es ist noch festzustellen, daß das Befestigungsmittel der vorstehend beschriebenen Art auch zur Verbindung von gebrochenen Knochen eingesetzt werden kann.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie aus den Ansprüchen. In der Zeichnung gilt:
Fig. 1 zeigt ein Gelenk von vorne gesehen, und
Fig. 2 zeigt das gleiche Gelenk von der Seite gesehen, wobei es sich bei beiden Darstellungen um Längsschnitt ansichten handelt.
Das in der Zeichnung gezeigte künstliche Gelenk umfaßt eine Schale oder ein konkaves Gelenkteil 4 und ein konkaves Kugelgelenkteil 3, welche jeweils in einem Knochen 1 und 2 festgelegt sind. Der untere Teil, der Kugelteil 3, ist an zwei Drähten 5 aus Titan angeschweißt, welche von diametral in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Befestigungspunkten aufeinanderzu verlaufen und sich dann in Form eines Verdrehens umeinander fortsetzen. Zwischen den Verdrehungen dieser beiden Drähte 5 sind dünne, fadenähnliche Borsten 6 festgeklemmt, welche ebenfalls aus Titan bestehen.
Die Borsten 6 haben eine solche Länge, daß sie sich beim Einführen in den Knochen 2 etwas nach oben biegen. Dies bedeutet, daß sie im wesentlichen keinen besonderen Widerstand beim Einführen in den Knochen entgegensetzen. Jedoch ist der Widerstand bei einem möglichen Versuch, den künstlichen Gelenkteil von dem Knochen abzuziehen, äußerst groß. Wenn man eine große Anzahl von Borsten einsetzt, erhält man eine gute Festlegung gegenüber einem Verdrehen des künstlichen Gelenkteils relativ zum Knochen.
Der Kugelgelenkteil 3 hat einen in Umfangsrichtung nach unten vorstehenden Flansch 7, welcher den Knochen 2 an einem entsprechend ausgebildeten Ende 8 umgreift. Auf diese Weise wird der künstliche Gelenkteil gegen ein mögliches Kippen an den Borsten festgelegt, und die Titandrähte drücken den Kugelgelenkteil gegen den Knochen 2.
Möglicherweise kann das Innere des Kugelgelenkteils 3 mit Silikon an der Befestigungsstelle ausgefüllt sein. Alternativ kann das Innere vollständig leer sein. Wenn man reines Titan oder Titanlegierungen oder Materialien, welche mit Titan beschichtet sind, oder sogar andere Materialien, die mit dem Knochen zusammenwachsen können, einsetzt, erhält man mit der Zeit ein zusammenhängendes Gebilde. Auf diese Weise erhält man nicht nur die sofortige widerstandsfähige Fixierung, sondern man erhält auch eine langzeitige Fixierung.
Der obere Gelenkschalenteil oder der konkave Teil 4 hat eine Form entsprechend der Gestalt des Kugelgelenkteils 3, so daß eine Winkelbewegung möglich ist. Die Flächen, welche gegeneinander weisen, haben prinzipiell die Gestalt von Zylinder oder Kugelflächen, wobei der untere Kugelgelenkteil 3 eine Taille oder eine Ausnehmung 9 hat, in welchen ein Vorsprung oder ein Steg 10 an dem oberen Schalengelenkteil eingreifen kann, um einen verstärkten Widerstand gegen ein Verdrehen und ein seitliches Verlagern bereitzustellen. Wenn man die zugeordneten Längen der Ausnehmung und des Stegs in entsprechender Weise dimensioniert, kann man Winkelanschläge für das Gelenk erhalten. Der obere Schalengelenkteil 3 ist nicht aus Titan hergestellt, sondern ist aus einem synthetischen Material hergestellt, welches gegenüber Titan eine geringe Reibung hat. Ein Beispiel hierfür ist HDP (Polyethylen mit großer Dichte), welches als solches sich als ein Material erwiesen hat, welches mit dem menschlichen Gewebe gut verträglich ist. In dem Schalenteil 4 verläuft eine Schwalbenschwanznut 12 an der Seite und in diese greift ein entsprechend ausgebildeter Schwalbenschwanz 14 ein, welcher seinerseits ein Teil einer Titanplatte 13 ist. Vorzugsweise sind die Titanplatte und der Gelenkschalenteil 3 aus HDP mit Schnappeinrichtungen derart versehen, so daß man eine sicher Querfestlegung erhält. An der Platte 3 sind dann Drähte 15 angeschweißt, die dann zu einer Spirale gebogen sind, welche die Borsten 16 auf dieselbe wie zuvor im Zusammenhang mit dem unteren kugelförmig ausgebildeten Gelenkteil beschriebene Weise halten. Auch ist die Titanscheibe oder -platte 13 mit einem Flansch 17 versehen, welcher ein zugeordnetes Formteil 18 des Knochens 1 umgreift.
Unter Einsatz einer Schwalbenschwanzverbindung zur Verbindung des Gelenkkugelteils mit dem Befestigungsmittel erhält man den Vorteil, daß mit vergleichsweise einfachen Mitteln der Gelenkschalenteil auf einfache Weise ausgewechselt werden kann, wenn dieser beispielsweise nach vielen Gebrauchsjahren zu verschlissen ist. Dies ist dann bei einer Operation möglich, die wesentlich einfacher und unkomplizierter sowie weniger zeitraubender als in dem Fall ist, wenn man ein künstliches Gelenk oder ein künstliches Gelenkteil insgesamt austauschen muß.
Natürlich kann auch der untere Kugelgelenkteil auf eine entsprechende Weise hergestellt werden, um ein Auswechseln des Teils zu ermöglichen, welches verschleißanfällig ist. Dies kann beispielsweise mit Hilfe einer Schwalbenschwanzverbindung unter Zwischenlage eines Kunststoffteils erfolgen. Unter Einsatz von Kunststoff für eine Hälfte des Gelenks und möglicherweise als ein Verbindungselement wird wie in dem unteren Teil eine gewisse Elastizität gegenüber Stoßbelastungen erzielt, wodurch Spannungen in anderen Gelenken sowie an der Befestigungsstelle des künstlichen Gelenks herabgesetzt werden.
Auch soll noch darauf hingewiesen werden, daß die Flansche 7, 17 und die zugeordneten Formteile der Knochenenden jeweils nicht notwendigerweise in exakter Weise nach der äußeren Formgebung des Knochens ausgestaltet zu sein brauchen, daß es aber im Hinblick auf eine einfache Handhabung natürlich zweckmäßig ist, Flansche einzusetzen, welche beispielsweise konzentrisch zur Achse der verdrehten Titandrähte kreisförmig ausgebildet sind.
Das Gelenk hat an jeder Seite ein Band 19.
Nach der Erfindung wird ein künstliches Gelenk oder Gelenkteile sowohl für große als auch für kleine Gelenke bereitgestellt, welche äußerst ähnlich hinsichtlich der gewünschten Zuordnungen wie natürliche oder ursprüngliche Gelenke sind.
Da die Befestigung nach der Erfindung im Prinzip elastisch über die gesamte Länge hinweg ist oder gemacht werden kann, treten keine Spannungsspitzen an den Enden des künstlichen Teils auf, was in bedauerlicher Weise bei vielen bekannten künstlichen Gelenkteilen der Fall ist.
Infolge der verbesserten Befestigungseigenschaften und der sanften Übertragung der Kräfte von dem künstlichen Teil zu dem Knochen, ist es tatsächlich möglich, Auswechslungen von anderen Teilen als bisher vorzunehmen. Aufgrund der früheren sehr schwachen Befestigungseigenschaften mußte der künstliche Teil immer vergieichsweise kurz gehalten werden, um nicht zu große Momente zu bekommen, welche auf den verbleibenden Knochenteil wirken. Bei der Erfindung ist der verbleibende Knochen keinen Kräften ausgesetzt, die größer als die ursprünglich auf den Knochen wirkenden Kräfte sind. Daher kann ein künstlicher Gelenkteil nach der Erfindung länger gewählt werden, was wiederum bedeutet, daß das bisherige Kürzen der Knochen nicht erforderlich ist.
In der Zeichnung wurde der Einsatz von zwei Drähten zur Befestigung der Borsten gezeigt. Mehr als zwei Drähte können natürlich eingesetzt werden, und es ist auch möglich einen Halter einzusetzen, welcher die Borsten trägt und der auf eine hierzu abweichende Weise gestaltet ist. Beispielsweise könnten die Borsten in einem gegossenen Kunststoffgebilde festgelegt werden.
Wenn der Halter eine Steifigkeit hat, die in Richtung zu dem Inneren des Hohlraums kleiner wird, erfolgt die Übertragung der Kräfte von und zu dem Gelenk ohne nennenswerte Spannungsspitzen.
Bei dem vorstehenden Beispiel wurden zwei Drähte genommen, um die Borsten festzuklemmen oder zu befestigen. Natürlich kann eine größere Anzahl von Borsten eingesetzt werden. Wenn ferner beispielsweise eine andere Bauart eines Halters aus Kunststoff eingesetzt wird, läßt sich hierbei eine poröse oder offene Auslegung einsetzen.

Claims

1. Befestigungsmittel zur Befestigung eines Knochenteils an einem künstlichen Teil oder an einem künstlichen Gelenkteil, mit einem länglichen Halter (5, 15), der in den Knochen (1, 2) einführbar ist und Borsten (6, 16), Fasern, Schleifen oder dergleichen aufweist, die vom Halter radial nach außen weisen und so lang sind, daß der Außendurchmesser größer ist als derjenige des Knochenhohlraums, in welchen der Halter (5, 15) eingeführt werden soll, so daß die Borsten (6, 16), Fasern oder Schleifen bei der Befestigung eine gewisse Vorspannung erhalten, durch welche sie entgegen der Einführung umgebogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter von zwei Drähten (5, 15) gebildet wird, welche umeinander verdreht sind, und daß die Borsten (6, 16) zwischen den verdrehten Drähten festgeklemmt sind.

2. Befestigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten (6, 16), Fasern oder Schleifen aus Titan oder Titanlegierungen oder aus anderen titanbeschichteten Materialien bestehen.

3. Befestigungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es einen künstlichen Gelenkteil (3, 4) umfaßt, welcher Flansche (7, 17) oder Fortsätze aufweist, die dazu vorgesehen sind, am Knochenende (1, 2) anzuliegen.

4. Befestigungsmittel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es einen künstlichen Gelenkteil (3, 4) umfaßt, der von einem Gelenkkugelteil (3) oder einem konkaven Teil (4) gebildet wird.

5. Befestigungsmittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche des Gelenks mittels einer Schwalbenschwanzverbindung (12, 14) am Befestigungsmittel befestigbar ist.

6. Befestigungsmittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwalbenschwanzverbindung (12, 14) senkrecht zur Beugungsebene des Gelenks verläuft.

7. Befestigungsmittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Borsten (6, 16), Fasern oder Schleifen groß ist.