DE69103220T2 - Implantat für einen künstlichen Bänderersatz. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den chirurgischen Bereich und insbesondere auf den Bereich der Bänderchirurgie; sie betrifft ein neues Implantat für einen künstlichen Bänderersatz, insbesondere für den Ersatz der vorderen oder hinteren Zwischenknochenkreuzbänder des Knies, wie es in der Einleitung von Anspruch 1 definiert ist. Ein solches Implantat ist aus dem Dokument US-A-4255820 bekannt.
• Es gibt sehr viele Typen künstlicher Bänder, die für die Reparatur insbesondere der Zwischenknochenkreuzbänder des Knies entwickelt wurden.
• Diese Bänder werden im allgemeinen im Hinblick auf eine vorgesehene Operationstechnik untersucht, und aufgrund ihrer jeweiligen Merkmale wird sehr häufig entweder der intraarticularen Technik oder der Verankerung auf dem Rezeptorknochen der Vorzug gegeben.
• Man kennt zum Beispiel aus dem Dokument EP-0126520 einen künstlichen Bänderersatz, der aus einem porösen gewebten Band mit einer homogenen Struktur auf seiner ganzen Länge besteht. Diese poröse Struktur ermöglicht es, den Knochen-Wiederaufbau an der Stelle der Verankerung des Implantats zu begünstigen, und daher wird die Verankerung mit der Zeit besser; die intraarticularen Zonen und die Kanalzonen nehmen eine Wiederansiedlung des Gewebes gleichermaßen an, aber die intraarticularen mechanischen Eigenschaften, die mit der lockeren porösen Struktur des Bandes zusammenhängen, können in bestimmten Fällen nicht ausreichend sein.
• Das Dokument GB-2 159 846 stellt einen anderen Typ von Bänderimplantat dar, der aus einem Gefüge von Filamenten aus Kohlenstoffasern besteht, deren Enden mit Hilfe von Verankerungsmitteln, wie Schrauben, mit dem Knochen fest verbunden werden sollen. Dieser Typ von Implantat besitzt mechanische Festigkeitsmerkmale, die seiner Funktion angepaßt sind, kann aber bei der Verwendung zu Unannehmlichkeiten im Zusammenhang mit dem Bruch, dem Rückgang oder der Wanderung der Verankerungsmittel auf dem Knochen führen. Außerdem altert die Struktur des Bandes mit der Zeit und droht sich zunehmend zu zersetzen.
• Man kennt außerdem aus dem Dokument US-4 255 820 ein Bänderimplantat, das aus Polyesterfasern erhalten und in die Form einer Röhrenstruktur gebracht wird, die mit sich verbreiternden Enden versehen ist.
• Dieses Implantat weist von der Mitte zu den Enden hin eine zunehmende Porendichte auf, so daß die Wiederansiedlung des biologischen Gewebes auf seiner ganzen Länge gesteuert wird. Die Struktur wird insbesondere so angefertigt, daß die Enden eine bedeutende Wiederbesiedlung der Fasern im Hinblick auf die Befestigung des Implantats auf dem Knochen erlauben; im Gegensatz dazu ist der mittlere, intraarticulare Teil so strukturiert und angepaßt, daß eine Wiederansiedlung des Gewebes vergleichsweise behindert wird. Wiederum vermindert die Alterung des Bändermaterials mit der Zeit seine Festigkeit und steigert die Gefahr des Reißens.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues Implantat für einen künstlichen Bänderersatz mit sehr einfacher Konzeption vorzuschlagen, das über gute intraarticulare mechanische Eigenschaften verfügt und Merkmale aufweist, die eine intraarticulare Wiederansiedlung des Gewebes, einen raschen Knochenwiederaufbau in dem bzw. in den Knochenkanälen sowie eine biologische Befestigung auf dem Knochen durch Wiederbesiedlung der Fasern außerhalb des Knochens erlauben.
• Das Implantat für einen künstlichen Bänderersatz gemäß der Erfindung ist in Anspruch 1 beschrieben.
• Das so erhaltene künstliche Band ist nicht auf seiner ganzen Länge homogen; seine unterschiedlichen Zonen sind an ihre Funktionen auf der Ebene des Gelenks angepaßt. Seine verstärkte Mittel struktur nimmt in situ eine Wiederansiedlung des Gewebes an, die in der Lage ist, die unvermeidliche Alterung des inerten Trägermaterials zum Teil auszugleichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht das künstliche Implantat aus einem gewebten Band mit lockerer Struktur, das mit einer zentralen Verstärkung versehen ist, die mit Hilfe einer überwendlichen Naht mit dem gewebten Trägerband fest verbunden ist.
• Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung sind das gewebte Band und seine Verstärkung aus Polyethylenglycolterephthalat-Längs- und -Querfasern gewebt; das Gewebe jedes Teils ist homogen und so ausgeführt, daß die Perforationen eine Oberfläche im Bereich 0,05 bis 0,2 cm² besitzen. Die besondere Struktur dieses Bandes und die Porosität des Gewebes sind so angepaßt, daß sie das Wachstum von Zellgewebe auf jeder Höhe begünstigen.
• Weiterhin gemäß der Erfindung erstreckt sich die zentrale Verstärkung des Implantats über die ganze intraarticulare Zone und wenigstens auf einen Teil der Knochenkanalzone. Dieses Merkmal vermeidet ein Durchtrennen, das mit dem Verschleiß durch Scheuern auf der Höhe des Eingangs der Kanäle verbunden ist. In einer besonderen Ausführungsform befindet sich diese Verstärkung auf der Gesamtheit des intraarticularen Teils und des Knochenteils. Um seine Funktion zweckmäßig sicherzustellen, erstreckt sich dieser verstärkte Mittelteil über eine Länge von ungefähr 30 bis 100 mm.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Mittelteil des künstlichen Bandes um die erwähnte Verstärkung herum auf sich selbst eingerollt; die Seitenränder des Bandes sind auf dieser Höhe mit Hilfe einer überwendlichen Naht miteinander verbunden.
• Gemäß einem weiteren Merkmal besteht das gewebte Band und/oder seine Verstärkung aus einer Kompositstruktur, die durch Verweben synthetischer Kollagenfasern erhalten wurde.
• Die Erfindung wird jedoch noch veranschaulicht, ohne in irgendeiner Weise auf die folgende Beschreibung einer besonderen Ausführungsform, die nur beispielhaft angegeben und auf der beigefügten Zeichnung dargestellt wird, beschränkt zu sein.
• So wie es dargestellt ist, wird das künstliche Band aus einer länglichen Struktur 1 in Form eines Bandes mit einer Länge im Bereich von 20 bis 35 cm und einer Breite im Bereich von 1 bis 3 cm hergestellt.
• Dieses lockere Band 1 stellt eine der Gaze verwandte Struktur dar; sie wird vorzugsweise durch Verweben von Polyethylenglycolterephthalat-Längs- und -Querfasern erhalten. Das Verweben der Fasern wird so durchgeführt, daß der Verwendung angepaßte Zugfestigkeiten im Bereich von 1500 bis 4000 Newton erhalten werden. Das Weben des Bandes 1 erfolgt außerdem ausreichend locker, um auf seine ganze Länge eine homogene lockere Struktur zu erhalten, die mit Perforationen im Bereich von 0,05 cm² bis 0,2 cm² versehen ist.
• Das gewebte Band 1 kann durch Längsfaltung eines primären Bandes doppelter Breite in doppelter Dicke erhalten werden.
• Das künstliche Band gemäß der Erfindung umfaßt einen Mittelteil 2 ünd zwei Enden 3. Der Mittelteil 2 ist mit Verstärkungsmitteln ausgestattet, die es erlauben, die mechanischen Eigenschaften des Implantats auf dieser Höhe zu verbessern. In dem dargestellten Beispiel bestehen diese Verstärkungsmittel aus einem gewebten Band 4 derselben Natur wie das Band 1, das mit Hilfe einer am Rande verlaufenden überwendlichen Naht 5 an das Band 1 angefügt und fest damit verbunden ist. Diese überwendliche Naht kann gegebenenfalls nur auf der Höhe der Enden des Bandes 4 vorhanden sein; vorzugsweise wird sie mit einem Faden derselben Natur wie die Bänder 1 und 4 ausgeführt, das heißt mit einem Polyethylenglycolterephthalat-Faden. Die Verstärkung 4 ist auf dem Band 1 zentriert; sie kann eine Länge im Bereich von 30 bis 100 mm und eine Breite im Bereich von 1 cm haben.
• Es sei darauf hingewiesen, daß man für den Ersatz eines vorderen Zwischenknochenkreuzbandes des Knies beim Menschen ein Trägerband 1 mit einer Zugfestigkeit im Bereich von 3000 Newton vorsehen kann, das mit einer Verstärkung 4 von 2450 Newton verbunden ist. Die effektive Festigkeit des Bandes, das man durch die Verbindung Band-Verstärkung erhält, liegt dann im Bereich von 5000 Newton; die extraarticulare Festigkeit auf der Höhe der Enden liegt in der Nähe von 3000 Newton. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann ein primäres Band 1 von 3000 Newton mit einer zentralen Verstärkung 4 von 1450 Newton verbunden sein; die effektive Festigkeit des Bandes liegt dann im Bereich von 4000 Newton.
• Um die Verstärkung des Mittelteils 2 des künstlichen Implantats zu vervollständigen, können die Seitenränder des Bandes 1 auf dieser Höhe auf sich selbst eingerollt und mit Hilfe einer überwendlichen Naht 6 miteinander verbunden sein. Diese überwendliche Naht, die sich über eine Länge von 30 bis 100 mm erstrecken kann, erlaubt es, dem Mittelteil 2 des Implantats eine deutlich röhrenförmige Struktur zu verleihen, wobei die röhrenförmige Struktur wenigstens einen Teil der zentralen Verstärkung 4 umschließt.
• Diese Bänderprothese kann gemäß der gewünschten mechanischen Zugfestigkeit mit Vorteil zum Ersatz der vorderen oder hinteren Zwischenknochenkreuzbänder des Knies beim Menschen bzw. beim Hund verwendet werden.
• Die Implantation eines solchen künstlichen Bandes im Knie kann insbesondere gemäß zwei Operationstechniken erfolgen: der transkondylären Technik oder der suprakondylären Technik.
• In beiden Fällen ist die Zone a, die als zentrale, intraarticulare Zone bezeichnet wird, dazu bestimmt, die beiden Knochen, im vorliegenden Fall insbesondere den Oberschenkelknochen und das Schienbein, miteinander zu verbinden; sie erstreckt sich über eine Länge im Bereich von 3 bis 4 cm. Die beiden Zonen b an den Enden, die der Bezeichnung 3 des Bandes 1 entsprechen, sind dazu bestimmt, auf dem Knochen verankert zu werden, zum Beispiel über Klammern. Das überstehende Ende wird vom Chirurgen entfernt und vorzugsweise auf dem corticalen Teil ausgebreitet, um die extraarticulare Wiederbesiedlung der Fasern zu verbessern.
• Die intermediäre Knochenzone c, die sich auf einer Seite des Implantats zwischen der zentralen Zone a und einer der äußeren Zonen b erstreckt, ist in klassischer Weise für den Schienbeinkanal bestimmt. Dieser Kanal hat im allgemeinen einen Durchmesser im Bereich von 5 mm.
• Die intermediäre Knochenzone d, die sich auf der anderen Seite des Implantats zwischen der zentralen Zone a und der gegenüberliegenden äußeren Zone b erstreckt, ist je nach der verwendeten Operationstechnik dazu bestimmt, in einen im Oberschenkelknochen hergestellten Knochenkanal einzudringen (bei der transkondylären Technik) oder (im Falle einer suprakondylären Technik) hinter den Condylus zu ragen.
• Das künstliche Implantat gemäß der Erfindung wird vorzugsweise durch Assoziation zweier homogener Elemente 1, 4 hergestellt. Diese Assoziation definiert eine auf der Länge inhomogene Struktur: locker und luftig an den Enden, um an der Stelle der Verankerung auf dem Knochen eine gute extraarticulare Wiederbesiedlung der Fasern zu ermöglichen, und dichter im Mittelteil, um die mechanischen Eigenschaften und insbesondere die Festigkeit im funktionellen intraarticularen Teil zu verbessern.
• Die äußere lockere Struktur eignet sich dazu, das Wachstum von Zellgewebe um die Fasern des Implantats herum zu begünstigen. Diese Wiederbesiedlung der Fasern erlaubt es, falls notwendig, sich zu gegebener Zeit der Befestigungsklammern zu entledigen, die dann lediglich als vorübergehend wirkende Verankerungsmittel dienen. In Anbetracht seines Verlaufs auf der Ebene des Gelenks erfordern die Enden des prosthetischen Bandes keine so hohe mechanische Festigkeit wie der Mittelteil, und man kann daher die verschiedenen Teile des Implantats gemäß ihren Funktionen auf der Ebene des Gelenks anpassen. Auf beiden Seiten der zentralen Verstärkung behalten die Enden des Bandes eine konstante Lockerheit oder Porosität bei.
• Die zentrale Verstärkung ist dazu bestimmt, wenigstens den intraarticularen Teil des Implantats zu bilden; sie besteht aus einer dichteren Struktur als an den Enden und behält auf ihrer Länge eine konstante Porosität bei. Diese Verstärkung erstreckt sich wenigstens über die Länge der Zone a und ragt vorteilhafterweise auf beiden Seiten wenigstens über einen Teil der Zonen c und/oder d, die für den oder die Knochenkanäle bestimmt sind, über diese Zone hinaus. Dieses Hinausragen erlaubt ein Verstärken der Teile des Bandes auf der Höhe des Eingangs in die Knochenkanäle und schränkt die Gefahren des Durchtrennens an den empfindlichen Stellen ein.
• Der intraarticulare Teil des Implantats und die Teile, die in den oder die Knochenkanäle eingefügt werden sollen, nehmen aufgrund ihrer porösen Struktur eine Wiederansiedlung des Gewebes an. Diese Wiederansiedlung wird den Vorgang der biologischen Fixierung des Bandes in den Kanalzonen beschleunigen und erlaubt die Verstärkung der intraarticularen Zone. Diese intraarticulare biologische Verstärkung ist dazu bestimmt, die unvermeidliche Alterung und Schwächung des implantierten inerten Materials zum Teil auszugleichen; man schränkt so den mit der Zeit erfolgenden Festigkeitsverlust ein, was es erlaubt, die Haltbarkeitseigenschaften der Prothese zu verbessern.
• Man kann außerdem feststellen, daß die gewebte Struktur, die aus Längs- und Querfasern eines Materials besteht, die Elastizität des Bandes ausschließlich auf die Längsrichtung der verwendeten Fasern beschränkt.
• Selbstverständlich kann man die Verwendung eines anderen Materials als Polyethylenglycolterephthalat in Betracht ziehen, sei es für das Trägerband und/oder seine Verstärkung. Man kann zum Beispiel die Verwendung einer Kompositstruktur vorsehen, die durch Verweben synthetischer Kollagenfasern mit einer angepaßten Festigkeit erhalten wurde.
• Die Bezugszeichen, die nach den in den Ansprüchen erwähnten technischen Merkmalen eingefügt wurden, dienen lediglich der Erleichterung des Verständnisses dieser letzteren und schränken deren Reichweite in keiner Weise ein.

Claims (10)

1. Implantat für einen künstlichen Bänderersatz, insbesondere für Zwischenknochenkreuzbänder des Knies, wobei das Implantat in Form eines gewebten Bandes (1) mit lockerer Struktur vorliegt, das folgendes umfaßt: einen Mittelteil (2) und zwei Enden (3), wobei die Enden (3) dafür bestimmt sind, an einem Knochen befestigt zu werden, und wobei der Mittelteil (2) wenigstens im intraarticularen Teil (a) des Implantats mittels einer angefügten Verstärkung (4) verstärkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das gewebte Band (1) in seiner ganzen Länge eine homogene lockere Struktur hat, wobei die angefügte Verstärkung (4) eine lockere Struktur hat, die der des Bandes (1) benachbart ist, so daß man durch Kombination des Bandes mit der Verstärkung einen verstärkten Teil erhält, der dichter als die Enden ist, um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern, wobei zugleich eine poröse Struktur beibehalten wird, die eine Wiederansiedlung des Gewebes ermöglicht.

2. Implantat für einen künstlichen Bänderersatz gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem gewebten Band (1) mit lockerer Struktur besteht, das mit einer Mittelverstärkung (4) ausgestattet ist, die durch eine überwendliche Naht (5) mit dem Band (1) fest verbunden ist.

3. Implantat für einen künstlichen Bänderersatz gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelverstärkung (4) derselben Natur ist wie das Trägerband (1).

4. Implantat für einen künstlichen Bänderersatz gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (1) und seine Verstärkung (4) homogen gewebt sind und so gewebt sind, daß die Perforationen eine Oberfläche im Bereich 0.05 bis 0.2 cm² besitzen.

5. Implantat für einen künstlichen Bänderersatz gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelteil (2) auf der Höhe der intraarticularen Zone (a) und wenigstens auf einem Teil der Knochenkanalzonen (c, d) verstärkt ist.

6. Implantat für einen künstlichen Bänderersatz gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Verstärkung (4) auf dem gesamten intraarticularen Teil (a) und dem (den) Knochenteil(en) (c, d) umfaßt.

7. Implantat für einen künstlichen Bänderersatz gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Mittelteil (2) umfaßt, der über eine Länge von 30 bis 100 mm verstärkt ist.

8. Implantat für einen künstlichen Bänderersatz gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Mittelteil (2) umfaßt, der auf sich selbst eingerollt ist, dadurch daß die Seitenränder des Bandes (1) auf dieser Höhe mit Hilfe einer überwendlichen Naht (6) miteinander verbunden sind.

9. Implantat für einen künstlichen Bänderersatz gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerband (1) und seine Verstärkung (4) durch Verweben von Fasern aus Polyethylenglycolterephthalat gefertigt sind.

10. Implantat für einen künstlichen Bänderersatz gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerband (1) und/oder seine Verstärkung (4) aus einer Kompositstruktur besteht, die durch Verweben synthetischer Kollagenfasern erhalten wurde.