EP2701634A2

EP2701634A2 - Biologischer implantierbarer gelenkersatz

Info

Publication number: EP2701634A2
Application number: EP12742086.7A
Authority: EP
Inventors: Bernhard Hildebrandt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-04-29
Filing date: 2012-04-17
Publication date: 2014-03-05
Also published as: DE112012001754A5; US20140188229A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung umgeht die Probleme herkömmlicher mechanischer Endoprothesen und die Einschränkungen bisheriger Knorpelersatz-Methoden, indem sie die Herstellung eines vollständigen biologischen Gelenkersatzes vorsieht. Um einen belastbaren biologischen Gelenkersatz mit hyalinem Knorpel herzustellen, werden Vorrichtungen eingesetzt, die Formbildung, Diffusionsförderung und vor allem eine Walkung des herzustellenden Gelenkersatzes vorsehen, d.h. eine Kompression mit wechselndem Druck und evtl. Gleitbewegung des Walkers auf der Oberfläche des Gelenkersatzes. Vorgesehen sind außerdem Substanzen und Verfahren, die die Bildung hyalinen Knorpelgewebes fördern. Der biologische Gelenkersatz eignet sich zur Zeit bevorzugt für die Implantation in Schulter und Hüfte, ist aber durch die Anwendung mehrdimensionaler Frästechniken auch für andere Gelenke verwendbar.

Description

Biologischer implantierbarer Gelenkersatz

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Bildungsvorrichtungen 6 zur Herstellung eines biologischen Gelenkersatzes 5 und diesen biologischen Gelenkersatz 5 nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Erfindung betrifft ferner Beschichtungen, mit denen die Verbindung des Gelenkersatzes mit dem gefrästen Implantations-Gelenkbett 21 gefördert wird nach Anspruch 9,

eine Aufnahme -Halterung 19 an der Tragschicht 2 für eine Einbring-Stange 20 sowie diese Einbring- Stange 20 zum Führen und Aufpressen des biologischen Gelenkersatzes 5 nach dem Oberbegriff des Anspruches 10,

ein Loch 22 in der Tragschicht 2 des Gelenkersatzes 5 zum Einsatz von Befestigungshilfsmitteln 23 nach dem Oberbegriff des Anspruches 11

und eine Halte- und Einbring- Vorrichtung 24 für den biologischen Gelenkersatz 5 nach Anspruch 12.

Stand der Technik

Weltweit nimmt die Zahl an Arthrosen („Gelenkverschleiß") zu, deren Beschwerden früher oder später nur durch einen Gelenkersatz behoben werden können. Die gegenwärtigen Endoprothesen aus Metall mit Gleitflächen aus Metall, Keramik oder Kunststoff weisen eine sehr begrenzte Haltbarkeit und Belastbarkeit auf.

Zur Zeit können aber nur kleine Knorpeldefekte durch Einbringen von anderweitig entnommenen Knorpelbestandteilen ersetzt werden. Die arthroplastische Abrasio ist auf wenig fortgeschrittene Arthrosen beschränkt, da das Wachstum des Knorpels und die Gelenkfunktion bei bestehender Deformierung der knöchernen Gelenkteile beeinträchtigt ist.

Das Züchten (Tissue-Engeneering) von Geweben hat große Fortschritte gemacht. Die Herstellung eines implantierbaren und belastbaren Gelenkersatz, d.h. einen Gelenkersatz mit hyalinem Knorpel herzustellen, gelang allerdings noch nicht.

Um einen Gelenkersatz mit hyalinem Knorpel herzustellen, weist das erfindungsgemäße Verfahren zusätzlich zu den bei den Tissue-Engeneering- Verfahren bekannten Vorrichtungen, Einfluß- und Abflußsubstanzen, Nährlösungen sowie deren Kontroll verfahren und -gerate in den Ansprüchen 1-9 Vorrichtungen und Substanzen auf, vor allem eine Walkung des wachsenden Knorpels durch Druck und/oder Scherbewegungen, eventuell abwechselnd oder kombiniert mit Fräsungen oder Schleifungen sowie einen Formgeber 13 , und bedarfsweise Diffusionsvorrichtungen 8,

und gibt damit die Voraussetzungen, einen implantierbaren und belastbaren Gelenkersatz herzustellen. Zusammenfassung der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Probleme herkömmlicher mechanischer Endoprothesen und die Einschränkungen bisheriger Knorpelersatz-Methoden durch einen implantierbaren biologischen Gelenkersatz zu überwinden, indem die Voraussetzungen zur

Herstell ung eines implantierbaren und belastbaren Gelenkersatzes geschaffen werden.

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtungen mit den Merkmalen der Ansprüche 1 sowie 10 bis 12 gelöst. Das in den Patentansprüchen beschriebene Herstellungsverfahren eines biologischen Gelenkersatzes durch Druck- Walkung, Di ffusionsförderung, Formgeber, Fräsen/Sch leifen ist nicht bekannt und die Recherche ergab keine Hinweise auf ähnliche Patentanmeldungen.

Bezüglich der Züchtung von Geweben für die Materialien, die für Gelenke geeignet sind, gibt es z.B. folgende Anmeldungen:

DE 000019926083 A I

DE 000003810803 A I

DE 0000195431 10 AI

DE 0000197216661 A I

DE 000019648816 A I

EP 000000339607 A2

EP 000000530804 A I

EP 000000739631 A2

WO 001996003 160 AI

WO 001997046665 A I

WO 001998042389 A I

WO 001999025396 A2

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur Herstellung des biologischen Gelenkersatzes 5 nach

Anspruch 1 bis 9 ermöglichen es, einen vollständigen und implantierbaren biologischen Gelenkersatz 5 herzustellen, was insbesondere bedeutet, dass dieser ein hyalines Knorpelgewebe aufweist, welches die Eigenschaften, insbesondere die Belastbarkeit eines natürlichen Gelenkknorpels hat.

Dies wird vor allem durch die Walkvorrichtung 9 erreicht, welche die in einer Bildungsvorrichtung 6 gezüchtete Knorpelschicht 1 dazu veranlasst, sich als hyaliner Knorpel zu entwickeln.

Für die Bildung des Gelenkersatzes 5 sieht die Erfindung neben der Herstellung einer bevorzugt knöchernen Tragschicht 2, das Einführen von Knorpel vor, der nach einem der bekannten Tissue- Engineering- Verfahren hergestellt wurde und

welcher in Form von Knorpel-Partikeln 13b, als Knorpelsuspension 13b oder als Knorpelzellen 13b in eine Gussform eingebracht wird. Diese Gussform besteht auf einer Seite aus dem Träger 4 oder bevorzugt aus der Tragschicht 2, auf der anderen aus einem Formgeber 13, dessen Funktion auch von einem Walker 9a,9g oder einer Aufliegeschicht 10 einer Diffusionsvorrichtung 8 zur Verfügung gestellt werden kann. Der Anschluß 8b der Gussform zur Zuführung der Zell- bzw.

Gewebebestandteile nach Anspruch 8 kann am Formgeber 13 oder Träger 4 angebracht sein.

Das Verteilen der Knorpel-Partikel 13b in der Gussform kann durch eine Rotationsvorrichtung 14 des Trägers 4 oder des Formgebers 13 bzw. Walkers 9a,9f gefördert werden, wobei deren Achse etwa mit der vorgesehenen Gelenkachse 15 übereinstimmt, wobei diese Achse hohl sein kann, um als Zufuhr für die Knorpel-Partikel 13b zu dienen.

Danach erfolgt die Walkung, d.h. die Unter-Druck-Setzung der Knorpelschicht, wobei es sich um einen wechselnden bzw. schwankenden Druck handelt, welcher durch eine Druckausübüng der Bildungsvorrichtung 6, einen Druck- Walker 9a mit einer Druckkammer 9b auf den gesamten Gelenkersatz 5 wirkt oder durch mehrere Druckkammern 9b abwechselnd auf verschiedene Bereiche des Gelenkersatzes 5. Oder die Walkung erfolgt über einen Schalen- Walker 9f, dessen Walkschale 9g über einen Kontaktpunkt 9h Druck auf den Gelenkersatz 5 ausübt! Dabei kann der Walker 9a,9f und/oder der Formgeber .13 auch fest in der Bildungsvorrichtung angebracht sein und der Träger 4 die Bewegungen ausfuhren.

Die Druckausübung eines der Walker 9a,9f kann auch über eine, dem zu bildenden Teil des

Gelenkersatzes 5 übergestülpte Aufliegeschicht 10 oder einen Formgeber 13 erfolgen (dessen Eigenschaften dann denjenigen der Aufliegeschicht 10 entsprechen).

Auch die Bildung der Bildung der Verbindungsschicht 3 und/oder der bevorzugt knöchernen Tragschicht kann auf die oben für die Knorpelschicht angegebene, d.h. auf entsprechende Weise erfolgen, ebenso die. Die Bildung von Spongiosa-Bälkchen entlang der wichtigen Belastungslinien wird dadurch gefördert, was zu einer belastbaren Tragschicht führt.

Der Schalenwalker 9f wird durch eine Bewegungsvorrichtung 12 so gesteuert, dass der Kontaktpunkt 9h bevorzugt über die gesamte Oberfläche des Teils des herzustellenden Gelenkersatzes 5 wandert. Auch der Druckwalker 9a mit einer flexiblen bzw. elastischen Druckfolie 9i kann über eine

Bewegungsvorrichtung 12 wie ein Schalenwalker 9f über die Oberfläche des Gelenkersatzes 5 bewegt werden, wobei der Kontaktpunkt 9h dann der Stelle entspricht, an der der Druck am höchsten ist. Als zusätzliche Unterstützung der Gewebebildung kann eine Diffusionvorrichtung 8 wirken, welche unmittelbar auf den Gelenkersatz 5 oder über eine Aufliegeschicht 10 und/oder den Formgeber 13 und/oder über einen porösen Walker 9a,9f und/oder den Träger 4 wirkt, indem sie den Druck der zur Zellzüchtung eingesetzten Substanzen 8a erhöht, auch auf die Weise, dass Überdruck und Unterdruck zwischen der Unterseite des Gelenkersatzes 5 und dessen Oberseite wechselt. Das bedeutet natürlich auch, dass die Funktion der Diffusionsvorrichtung 8 und der Walkvorrichtung 9 nicht voneinander zu trennen sind, denn auch die Druckausübung der

Walkvorrichtung hat bezüglich der Druck- Walkung durch einen Druck- Walker 9a mit gegenüber dem Gelehkersatz 5 offenen Kammern bzw. mit einer porösen Druckfolie 9i dieselbe Auswirkung. Auch ein Druck- Walker 9a mit geschlossenen Druckkammern 9b bzw. dichter Druckfolie 9i oder ein Schalen- Walker 9f bewirkt dadurch, dass in der Bildungsvorrichtung 6 die zur Zellzüchtung eingesetzten Substanzen 8a durch Adhäsion sowohl die Oberfläche des Gelenkersatzes 5 als auch die Walk-Schale 9g beschichten, dass bei der Drucksteigerung die Diffusion der Substanzen 8a in den Gelenkersatz 5 verstärkt wird. Dieser Effekt wird durch eine elastische und schwammartig poröse Aufliegeschicht 10 und/oder einen schwammartig porösen Formgeber 13 noch verstärkt, welche dem Gelenkersatz 5 aufliegen und vom Walker 9a,9f unter Druck gesetzt wird.

Nachdem die Tragschicht gebildet ist bzw. die Knorpel-Partikel 13b auf oben genannte Weise ein hyalines Knorpelgewebe gebildet haben, kann bedarfsweise eine Fräsung oder Schleifung mit einer Fräs/Schleifvorrichtung 7 der Oberfläche durchgeführt werden, um die Oberfläche der geplanten Gelenkfläche oder dem nächsten Bearbeitungsschritt optimal anzupassen.

Auf diese Weise kann der Gelenkersatz in einem Durchgang herstellt werden oder indem dies in mehreren Abläufen erfolgt, d.h. dass erneut das Auftragen bzw. Einbringen neuer Knochen- oder Knorpel-Partikel 13b erfolgt, danach eine Wiederholung der Walkung, bedarfsweise eine zusätzliche Diffusionsförderung und eventuell die Wiederholung des Fräsens - wobei dies auch mehrfach hintereinander erfolgen kann.

Der Ablauf kann in einer Bildungs Vorrichtung 6 erfolgen oder in mehreren, er kann erfolgen, indem der Träger 4 des Gelenkersatzes 5 an einer Stelle liegt und eine Bearbeitungsvorrichtung den Formgeber 13, den Walker 9a,9f, bedarfsweise auch eine Diffusionsvorrichtung 8 und/oder den Fräser/Schleifer 7a jeweils mit einer Greifhalterung 12c ergreift und zur Bearbeitung des

Gelenkersatzes 5 einsetzt (so wie z.B. in CNC-Maschinen),

und/oder es sind mehrere Bearbeitungsvorrichtungen, wobei jede mit wenigstens einer der o.g. Vorrichtungen ausgestattet ist und diese an den Träger 4 bzw. die Haltevorrichtung 4a des Trägers herangefahren werden um den Gelenkersatz 5 zu bearbeiten,

und/oder der Träger 4 bzw. die Haltevorrichtung 4a des Trägers ist auf einem fahrbaren Untersatz und kann an wenigstens eine der o.g. Bearbeitungsvorrichtungen bzw. Bearbeitungsstationen herangefahren werden um den Gelenkersatz 5 zu bearbeiten.

Die Vorschubvorrichtung des Trägers 4 mit dem Gelenkersatz 5, welche den Träger an die

Bearbeitungsstationen transportieren und/oder wenigstens eine Vörschubvorrichtung, welche, eine Bearbeitungsvorrichtung des Gelenkersatzes 5 transportiert, können eine Vollkreis-Bahn bzw.- Schienel 8a, eine Teilkreis-Bahn bzw.-Schienel 8b, einen Gleitschlitten auf einer Bahn, eine Linearlagerung 18g mit Schubvorrichtung oder eine Schwenklagerung 18h mit einem Halter für den Träger oder die Bearbeitungsvorrichtung aufweisen.

Außer der Knorpelschicht kann auch die Tragschicht 2 und/oder die Verbindungsschicht 3 auf wenigstens eine der o.g. Weisen bearbeitet bzw.

hergestellt werden.

In Anspruch 8 werden Material, Material struktur, und Oberflächenstruktur genannt, aus welchen die genannten Vorrichtungen bestehen, um ihre Aufgaben zu erfüllen.

In Anspruch 7 sind zusätzlich zu den zur Zellzüchtung eingesetzten Substanzen 8a Substanzen genannt, welche durch Schmiereffekte die Walküng, insbesondere einen Gleitbewegungs-Bestandteil der Walkung ermöglichen, und durch ihre Wirkungen zusätzlich zur Ausdifferenzierung und zum Wachstum des hyalinen Knorpels beitragen.

In Anspruch 8 werden auch die Materialien genannt, welche die Anforderungen an die

erfindungsgemäßen Herstellungsvorrichtungen des Gelenkersatzes 5 erfüllen und die geeigneten Materialien für die Bestandteile dieses Gelenkersatzes 5.

In Anspruch 9 werden Verfahren genannt, welche Probleme der Verbindung der Tragschicht 2 mit der Knorpelschicht 1 lösen und zur Optimierung der Verankerung des Gelenkersatzes 5 im Knochenbett 21 dienen.

Die Einbring-Stange 20 nach Anspruch 10 ist vor allem für die Implantation des biologischen

Gelenkersatzes 5 mit dem "Implantationsverfahren mit Geräten und Vorrichtungen zur Durchführung einer Implantation von Endoprothesen" (Europ. Anmeldung: 08 854 236.0-2310, US-Anmeldung, Serial-No: 12/785,656) vorgesehen.

Neben Zapfen 28 können auch Dübel nach Anspruch 11 oder Schrauben bevorzugt aus einem der Materialien aus Anspruch 8 die Verankerung des Bio-Gelenkersatzes 5 im Knochenbett 21 sichern. Eine Halte-und Einbring- Vorrichtung n ach Anspruch 12 dient zum Einbringen des Gelenkersatzes 5 in den Gelenkspalt.

Im Folgenden wird die Erfindung an Hand der in den beigefügten Figuren dargestellten

Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1

Zeigt ein Beispiel der Bildungsvorrichtung 6 des Gelenkersatzes 5, wobei auf einem porösen Träger 4 mit Haltevorrichtung 4a eine poröse Tragschicht 2 angebracht ist und ein poröser Formgeber 13 mit Halter 13c und einer Öffnung 13a zum Einführen der Knorpel-Partikel 13b mit einem Verschluß-Stab 13e (porös heißt für die Flüssigkeit bzw. Suspension der in Anspruch 7 genannte Substanzen 8a durchlässig). Der Träger 4 ist über einen zweiten Anschluß 8b an der Diffusionsvorrichtung 8 mit Hydraulik-Anlage 9e (d.h. eine hydraulischen Druck erzeugende Anlage) angeschlossen, so dass diese einen zwischen der Oberseite und Unterseite des zu bildenden Gelenkersatzes 5 wechselnden Druck erzeugen kann. Der Druck bezieht sich auf die in der Bildungsvorrichtung 6 enthaltene Flüssigkeit mit den zur Zellzüchtung eingesetzten und in Anspruch 7 genannte Substanzen 8a. Der Formgeber 13 wird über seinen Halter 13c durch die Rotationsvorrichtung 14 in Drehung versetzt, um die Verteilung der Knorpelpartikel- oder Zellen 13b zu fördern.

Fig. 2

Zeigt ein Beispiel der Bildungsvorrichtung 6 mit einem Gelenkersatz 5 aus Knorpelschicht

1, Tragschicht 2, Verbindungsschicht 3, wobei der Schalenwalker 9f aus dem anderen Gelenkteil 5a besteht. Am Halter des Walkers 9k ist eine Bewegungsvorrichtung 12 angebracht, welche den Schalenwalker 9f in drei Raumdimensions-Richtungen unter schwankenden Druck setzt. Bis auf den Formgeber entsprechen die Vorrichtungen ansonsten denjenigen in Fig 1. Fig.3

zeigt die Aufsicht auf einen Querschnitt eines Beispiels eines Druck- Walker 9a mit den Druckkammern 9b, den Zuläufen 9c zu den Druckkammern 9b, die dem zu bildenden Gelenkersatz 5 aufliegende Druckfolie 9i (=innere Kammerwand), eine Hydraulik-Anlage 9e (d.h. hydraulischen Druck erzeugend und den Druckkammern verschiedene und wechselnde Drucke zuweisend).

Hydraulik-Anlage 9e und Druckkammern 9b sind mit den in Anspruch 7 genannte Substanzen 8a gefüllt. Die Druckfolie 9i ist in diesem Beispiel porös, so dass der Druck- Walker 9a auch die Funktion der Diffusionsvorrichtung erfüllt. Die Wände der Druckkammern 9b sind bevorzugt flexibel, so dass sich die unter Druck stehenden Kammern 9bb. vergrößern und auch einen Teil der Fläche des Gelenkersatzes 5 unter Druck setzen, welcher unter einer drucklosen Kammer 9bc liegt. Die Druckkammern 8a eines Druck- Walker 9a sind bevorzugt als periphere Kammern 9bd im Peripherie-Bereich Und in wenigstens eine zentrale Kammer 9be unterteilt (siehe diesbezüglich auch Fig 4).

Fig.4

zeigt den Längsschnitt eines Beispiels eines Druck- Walker 9a mit den Druckkammern 9b, den Zuläu- fen 9c zu den Druckkammern 9b, eine Hydraulik-Anlage 9e (d.h. eine hydraulischen Druck erzeugende Anlage). Die Vorrichtung entspricht ansonsten derjenigen in Fig 3.

Fig.5

zeigt den Querschnitt eines Beispiels eines Druck- Walkers 9a mit einer einzigen Druckkammer 9b des Walkers 9a, den Zulauf 9c zur Druckkammer 9b und eine Anlage 9d, die pneumatischen Druck erzeugt. Die Förderung der Diffusion erfolgt hierbei über eine dicke, schwammartige Druckfolie 9i, die sich beim Absinken des Drucks vollsaugt und beim Druck-Erhöhen die Diffusion in den Gelenkersatz 5 fördert. Der Anschluß 8b erfolgt dabei über eine Rinne 8c am peripheren Rand der Druckfolie 9i. Fig.6

zeigt ein Beispiel eines Schalen- Walkers 9f und eine Bewegungsvorrichtung 12 mit Rotationsvorrichtung 14 in Übereinstimmung mit der Gelenkachse 15 mit einer Linearlagerung mit Schubvorrichtung 18g, mit der der Halter 12d der Kugel-Lagerung

17 im Kugelzentrum 18 des Kugelabschnitts des Gelenkersatzes 5 (=im Träger 4) bewegt und unter Druck gesetzt wird. Die Walkschale 9g ist in diesem Beispiel fest an der Bildungsvorrichtung angebracht, der Träger 4 wird durch den Druck der Bewegungsvorrichtung 12 gehalten und stützt sich ge- 5 gen eventuelles Abdrehen durch seitliche Fortsätze, die bei der Kompression der Aufliegeschicht 10 bzw. des Formgebers^" 13 am Kontaktpunkt 9h den Rändern der Walkschäle 9f anliegen und dadurch bei Bedarf den Druck begrenzen. Dadurch hat der Träger 4 die Eigenschaften und die Funktion der Walkschale 9g und umgekehrt die Walkschale 9g diejenigen des Trägers 4. Die Einstellung des Drucks erfolgt aber bevorzugt über eine Vordruck-Halterung 12a, welche hier den Halter 12d unter- 10 bricht. Im Bereich des Kontaktpunktes 9h ist die dicke, schwammartige Aufliegeschicht 10 bzw. der Formgeber 13 auf dem Gelenkersatz 5 komprimiert, was die Diffusion fördert. Die Versorgungsanlage 8d für Substanzen 8a versorgt die Vorrichtung über die Anschlüsse 8b mit den zur Zellzüchtung eingesetzten und in Anspruch 7 genannte Substanzen. In diesem'Beispiel kann die Aufliegeschicht 10 auch Formgeber 13 sein.

15

Fig.7

zeigt ein Beispiel einer Bewegungsvorrichtung 12 mit einer Fräs/Schleifvorrichtung 7 mit einer Rotationsvorrichtung 14 und einer Frästiefenhalterung 12b, welche auf dem Gleitschlitten 18c einer etwa halbkreisförmigen Teil-Kreis-Bahn-bzw.-Schiene 18b angebracht sind. Diese ist auf zwei Gleitschlit- 20 ten 18c einer Vollkreis-Bahn-Schiene 18a angebracht, wobei die Ebenen der Bahnen rechtwinklig aufeinander stehen und das Kreiszentrum beider Bahnen mit dem Kugelzentrurh 18 des Kugelabschnitts des Gelenkersatzes 5 ünd der Oberfläche des Trägers 4 übereinstimmt. Der Fräser-Schleifer 7a ist auf den Kontaktpunkt bzw. Fräs-Schleifpunkt 9h aüsgerichtet:

25 Fig.8

zeigt einen Längsschnitt durch ein Beispiel einer Bewegungsvorrichtung 12 mit einer Walkvorrichtung 9 mit Walkschale 9g und einer Vordruck-Halterung 12ä welche auf dem Arm einer Schwenklagerung 18h angebracht sind, deren Achsrichtung durch das Kugelzentrum 18 des Kugelabschnitts des Gelenkersatzes 5 und der Oberfläche des Trägers 4. Der Träger 4 ist auf einer Rotationsvorrichtung

30 14gelagert, deren Achse mit der Gelenkachse 15 des Gelenkersatzes 5 übereinstimmt. Die Achsen der Schwenklagerung 18h und der Rotationsvorrichtung 14 stehen rechtwinklig aufeinander. Die Walkschale 9g ist auf den Kontaktpunkt 9h ausgerichtet. Der Schwenkantrieb der Achse der Schwenklagerung 18h und die Rotationsführung sind Bestandteile der Bewegungsvorrichtung 12 und deren Steuervorrichtung 1 1. Die Walkschale 9g hat hier etwa die Form einer Halbkugel, da der zu walkende Ge-

35 lenkersatz eine Gelenkpfanne ist. Eine Aufliegeschicht 10 oder ein Formgeber 13 werden hier bei der Walkung angewandt. Fig.9

zeigt ein Beispiel, das bis auf die hier nicht vorhandene Aufliegeschicht 10 und die Änderung der Walkschale 9g und deren Verbindung zur Bewegungsvorrichtung 12 derjenigen in Fig.8 entspricht. Hier besteht die Walkschale 9g aus einer Hohlkugel. Der Druck der Bewegungsvorrichtung 12 wird von einer Kraftübertragungs-Stange 18k ohne gegenseitige Kopplungs- Verbindung über eine Gleitfläche 18i auf die Walkschale 9g übertragen (siehe diesbezüglich auch Anspruch 4).

Fig.9b

Zeigt ein weiters Beispiel der Kraftübertragung ohne gegenseitige Kopplungs-Verbindung durch eine Kraftübertragungs-Stange, welche eine Rollkugel 18d lagert, welche rollend den Druck auf die Walkschale 9g überträgt.

Fig.9c

Zeigt ein weiters Beispiel der Kraftübertragung ohne gegenseitige Kopplungs- Verbindung durch eine Kraftübertragungs-Stange, welche ein Rad 18f lagert, welches rollend den Druck auf die Walkschale 9g überträgt.

Fig.9d

Zeigt ein weiters Beispiel der Kraftübertragung ohne gegenseitige Kopplungs-Verbindung durch eine Kraftübertragungs-Stange, welche ein Rad 18f mit Nachlauf, d.h. mit Abstand zwischen dem Spurpunkt (dem Durchstoßpunkt der Lenkungsdrehachse durch die Fläche) und dem Radaufstandspünkt ein Rad lagert, welches rollend den Druck auf die Walkschale 9g überträgt.

Fig.9d

Zeigt ein weiters Beispiel der Kraftübertragung ohne gegenseitige Kopplungs-Verbindung durch eine Kraftübertragungs-Stange, welche einen Kugellager-Ring Rad 18e lagert, welcher den Druck auf die Walkschale 9g überträgt.

Fig.10

zeigt ein Beispiel des vollständigen biologischen Gelenkersatzes in Form einer Oberflächenersatz- Prothese des Hüftgelenks in einer Aufsicht auf einen waagrechten Schnitt von oben:

Der Hüftkopf 31 und die Hüftgelenkspfanne 32 (jeweils mit deren gefrästem für den Gelenkersatz 5 vorbereiteten Knochenbett 21 sind mit dem biologischen Gelenkersatz 5 versehen. Er besteht aus Knorpelschicht 1, Tragschicht 2, Verbindungsschicht 3. Zur besseren Fixierung auf der knöchernen Unterlage 21 sind zwei Zapfen 28 und ein Loch 22 an der Tragschicht 2 angebracht, wobei ein Bolzen 23c mit Keil 23d den Gelenkersatz im Knochenbett 21 fixiert und zusätzlich keilförmige, den Randbereich umlaufende Vorsprünge 29 den Gelenkersatz 5 fixieren. Der Hüftkopf-Gelenk-Ersatz 5 weist eine Aufnahme 19 in der Tragschicht 2 auf, in welcher eine Einbring-Stange 20 angebracht ist, die zum Einziehen bzw. Einpressen verwendet wurde und jetzt zur Fixierung auf der knöchernen Unterlage 21 dient. In diesem Beispiel geschieht dies durch ringförmige Vorsprünge 29 an der Einbring-Stange 20, welche nach dem Einziehen bzw. Einpressen an der dem Gelenk gegenüber liegenden Knochenoberfläche abgeschnitten wurde.

Fig.11

zeigt ein Beispiel einer Halte- und Einbring- Vorrichtung 24 mit Gelenkersatz-Halter 24a, Stiel 24b, Handgriff (24c). Am Randbereich 25 des Gelenkersatz-Halters 24a befindet sich ein gebördelter Rand 25a, welcher Teil des elastischen Randes 26d des Saugnapfes 26 ist. Eine Absauganlage 26b (= Unterdruck-Erzeuger) sorgt über eine Saug-Leitung 26a für den Unterdruck im Saugnapf, welcher durch ein Lufteinlassventil 26c wieder aufgehoben werden kann.

Eine Kippvorrichtung 27 beziehungsweise Schwenklagerung 27 erleichtern bzw. ermöglichen erst die Einführung des Gelenkersatzes 5 in den Gelenkspalt.

Ein Schwenkgriff für die Bedienung der Schwenklagerung ist abgebildet.

Claims

Biologischer implantierbarer Gelenkersatz Patentansprüche

1. Biologischer impläntierbärer Gelenkersatz (5);

dadurch gekennzeichnet, d ass er wenigstens aus einer der folgenden Schichten besteht:

- einer Knorpelschicht (1),

- einer Tragschicht (2) zur Stabilisierung und Befestigung am Knochen,

- einer Verbindungsschicht (3) zwischen Trägschicht (2) und Knorpelschicht (1),

und wenigstens eine dieser Schichten bei deren Herstellung auf einem, wenigstens aus einer Schicht besteh enden Träger (4) angebracht ist und einem Herstellungsverfahren unte rliegt, das wenigstens, eine Bildungsvorrichtung (6) aufweist, welche wenigstens eine der folgenden Vorrichtungen enthält: a) Eine Formvorrichtung mit einem Formgeber (13), welcher einen Teil einer Gussförm bildet, deren Form dem herzustellenden Teil des Gelenkersatzes entspricht) und die G Ssform zur Befüllung mit wenigstens einer der in Anspruch 8 genannten Zell- bzw. Gewebepartikel vorgesehen ist b) Eine Diffusionsvorrichtung (8) zur Förderung der Diffusion der zur Zellzüchtung eingesetzten und in Anspruch 7 genannten Substanzen (8a) in den zu bild enden Teil des Gelenkersatz (5), indem sie eine Vorrichtungen zur Erzeugung eines Druckunterschieds zwischen den beiden Seiten des Gelenk- ersätzes (5) aufweist, wobei der Druckunterschied bedarfsweise eine gesteuerte Schwankung aufweist und die Richtung des höheren zum niedrigeren Druck in der Bildungsvorrichtung (6) wenigstens eine der folgenden Eigenschaften aufweist: Gleiche Richtung, wechsel nde Richtung . c) Eine Walkvorrichtung (9) welche wenigstens eine der folgenden Vorrichtungen aufweist:

- eine Druckerzeugungsanlge (9d,9e),

- einen Wal ker (9a,9f),

wobei der Druck bedärfsweise wechselnd und schwankend ist und wenigstens:

- auf die gesamte Oberfläche des,,zu bildenden Gelenkersatz(5)-Teils wirkt,

- auf einen Bereich der Oberfläche,_, den Kontaktpunkt (9h), der maximale Druck wirkt,

- wenigstens auf einen Bereich, den Kontaktpunkt (9h), Druck wirkt,

und der Druck wenigstens eines Walkers (9a-9g) wenigstens auf eine der folgenden Weisen auf den herzustellenden Teil des Gelenkersatzes (5) wirkt:

- direkt über die Flüssigkeit (8a) der Bildungsvorrichtung (6), in der sich der herzustellende Teil des Gelenkersatzes (5) befindet

- direkt über die Flüssigkeit (8a) in einem Druck-Walker 9a, welcher dem herzustellenden

Teil des Gelenkersatz (5) übergestülpt ist,

- über eine komprimierbare beziehungsweise elastische Aufliegeschicht (10), die dem

herzustellenden Teil des Gelen kersatzes (5) wenigstens teilweise aufliegt - über einen Formgeber (13), welcher die Eigenschaften der Aufliegeschicht (10) aufweist

- über eine Druckkammer 9b und Druckfolie 9i eines Druck-Walkers 9a

- über wenigstens eine Fläche eines Walkers (9a-9g),

wobei die Walkvorrichtung. (9) bedarfsweise die Eigenschaften und Funktion der Diffüsio.ns- vorrichtu ng (8) und des Formgebers (13) aufweist, die Diffusionsvorrichtu ng (8) bedarfsweise wenigstens teilweise die Funktion des Druck-Walkers (9a), sowie Träger (4) und Schalenwalker (9f) bedarfsweise die Eigenschaften und die Funktion des Anderen.

d) Eine Fräs-Schleifvorrichtung (7) zur wenigstens einmaligen Form-Bearbeitung des sich bildenden Gelenkersatzes (5), deren Fräser/Schleifer (7a) die Oberfläche des herzustellenden

Gelenkersatz(5)-Teils am Kontaktpunkt (9h), d.h. dem Fräs-Schleifpunkt (9h) bearbeitet.

e) eine Bewegu ngsvorrichtung (12) mit einer Steuervorrichtung (11), welche wenigstens einen

Fräser/Schleifer (7a), einen Walker (9a,9f), relativ zum Träger (4) so bewegt, dass der Kontaktpun kt (9h) etwa über die gesamte Oberfläche des Teils des herzustellenden .Gelenkersatzes (5) geführt wird und die Bewegungsvprrichtu ng (12) eine Frästiefenhalterung (12b) aufweist, welche die Tiefe des Fräsvorgangs vorgibt bzw. eine Vordruck-Halteru ng (12a), welche den Druck des Walkers vorgibt.

2. Walkvorrichtu ng (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens einen der folgenden Besta ndteile aufweist:

- einen Druck-Walker (9), der wenigstens eine Druckkammer (9b) aufweist, welche wenigstens

^• offen

^• geschlossen ist

und deren Druck wenigstens auf einen Teil des zu bildenden Teils des Gelenkersatzes (5) wirkt, wobei wenigstens eine Druckkammer (9b) wenigstens einen Zulauf (9c) aufweist, der mit wenigstens einer der folgenden Vorrichtungen verbunden ist:

^• einer Versorgungsvorrichtung (9d) für die zum Tissue Engeneering verwendeten, in Anspruch 7 genannten Substa nzen (8a),

^• einer Anlage (9d), die pneumatischen Druck erzeugt

^• einer Hydraulik-Anlage (9e) bzw. eine hydraulischen Druck erzeugenden Anlage (9e),

- einen Schalen-Walker (9f), der wenigstens eine Walkschale (9g) aufweist, welche wenigstens teilweise etwa die Wölbung der geplanten Gelenkersatz(5)-Oberfläche aufweist, u nd diese Walkschale (9g) wenigstens einen Teil des zu bildenden Teils des Gelenkersatzes (5) unter Druck setzt, und die Walkschale (9g) bedarfsweise wenigstens aus einem der folgenden Gegenstände besteht:

^• aus Knorpel,

^• aus dem entsprechend en gegenüberliegenden Gelenkteil, und wenigstens ein Teil eines Walkers (9a-9g) wenigstens etwa eine der folgenden Formen aufweist:

- Kugel

- Oberfläche einer Halbkugel

- Kugeloberflächenabschnitt

- Kugelobeflächensegment

- Oberfläche eines Kugelrings, auch eines asymmetrischen Kugelrings

- beliebiger geometrischer Ausschnitt der Kugeloberfläche

wobei er wenigstens Schalenform aufweist, d.h. dass er bis hin zu einem massiven Kugelabschnitt und einer massiven Kugel gebil det ist.

3. Bewegungsvorrichtung (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass wenigstens ein

Bestan dteil der Bewegungsvorrichtung (12), wenigsten eine der folgenden Lagerungen aufweist:

- Achswellen-Lagerung bzw. Gelenk- Schwenk- Dreh-Lagerung,

- eine Kugel-Lagerung,

- eine Kugel-Lagerung (17) im Kugelzentrum (18) des Gelenkersatzes (5) beziehungsweise in dem mit diesem übereinstimmenden Kugelzentru m (18) der Oberfläche des Trägers (4).

- wenigstens einer Vollkreis-Bahn-bzw.-Schiene (18a) mit wenigstens einem Gleitschlitten (18c), auf welchem bedarfsweise eine Teilkreis-Ba hn-bzw.-Schiene (18b) mit wenigstens einem

Gleitschlitten (18c) angebracht ist,

- eine Teilkreis-Bahn-bzw.-Schiene 18b mit wenigstens einem Gleitschlitten (18c) auf welchem bedarfsweise eine zweite Teilkreis-Bahn-bzw.-Schiene (18b) mit wenigstens einem Gleitschlitten (18c) angebracht ist,

- Vorschub-Gleitbewegungs-Lagerung bzw. Linearlagerung

- Kurvenlagerung

- Rollenlagerung

- Spindel

wobei die Zentren der Bahn-Schienen (18a, 18b), mit den Kugelzentren (18) des Gelenkersatzes (5) bzw. dem Kugelzentrum (18) der Oberfläche des Trägers übereinstimmen und die Ebenen der Bahn-Schienen (18a, 18b) etwa rechtwinklig aufeinander stehen

und durch die Bewegungsvorrichtung Druckausübung und Gleitbewegung, jeweils aufgrund einer diesbezüglich gesteuerten Relativbewegung zwischen Träger (4) einerseits und Walker (9a-9g), Fräser/Schleifer (7a) und Formgeber (13) andererseits so gesteuert sind, dass sie wenigstens eine der Bewegungs- und Druckabläufe in Relation zur Oberfläche des herzustellenden Gelenkersatzes (5) ausführen:

- rechtwinklig zur Oberfläche, - parallel bzw. tangential zur Oberfläche,

wobei die Bewegungs- bzw. Druckabläufe bezüglich Geschwindigkeit und Druck wenigstens eine der folgenden Eigenschaften aufweisen: konstant, wechselnd, einschließlich einem Wechsel von Über- zu U nterdruck und Schwingungen,

und die Steuerung und Bewegung der Bewegungsvorrichtung (12) wenigstens eine der folgenden Vorrichtungen zur Erzeugung und Steuerung der gegenseitigen Bewegungen und Druckverhältnisse aufweist:

- mechanischer Antrieb,

- hydraulische Vorrichtung,

- pneumatische Vorrichtung,

- elektromagnetische Vorrichtung,

- elektromotorisches Gerät,

- elektronische Steuergeräte beziehungsweise Steuervorrichtungen zur Steuerung der Bewegungen der Bewegungsvorrichtung (12) in beliebig vielen Dimensio nen, etwa entsprechend denjenigen in CNC-Geräten.

4. Bildungsvorrichtu ng (6) nach Anspruch 1-3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der folgenden Teile:.

- ein Wal ker (9a, 9f),

- eine Walkschale (9g)

- eine Haltevorrichtung (4a) des Trägers (4),

- der Träger (4),

- der Formgeber (13)

- der Halter (13a) des Formgebers (13),

- die Fräs-Schleifvorrichtung (7),

- der Fräser/Schleifer (7a).

wenigstens mit

- der Bild ungsvorrichtung (6)

- der Bewegungsvorrichtung (12)

auf wenigstens ein der folgenden Weisen gekoppelt sind :

- Greifhalterung (12c) zum Fassen der o.g. Vorrichtungen durch die Bewegungsvorrichtung (12),

- Vordruck-Halterung (12a) zur Einstellung und Regelung der Druckausübung des Walkers,

- Frästiefen halterung (12b) zur Regelung der Frästiefe,

- Rotationsvorrichtung (14) um eine Achse, die etwa mit der vorgesehenen Gelenkachse (15) übereinstim mt, - Gelenk-bzw. Achswellen-, Schwenk-, Dreh-Lagerung,

- eine Kugel-Lagerung

- eine Kugel-Lagerung (17) im Kugelzentrum (18) des Trägers (4) bzw. des Gelenkersatzes (5) - Vorschub-Gleitbewegungs-Lagerung bzw. Linearlagerung

- Kurvenlagerung

- Rollenlagerung

- Spindel

- Radlagerung

- ohne gegenseitige Kopplungs-Verbindung aber mit wenigstens einer der folgenden Druck und Druckrichtung übertragenden Vorrichtungen :

^• wenigstens eine Gleitfläche 18i

^■ wenigstens eine gelagerte Rollkugel (18d)

^• Kugellager-Ring (18e)

^■ wenigstens ein in Bewegungsrichtung gelen ktes Rad (18f)

^• wenigstens ein Rad (18f) mit Nachlauf, d.h. mit Abstand zwischen dem Spurpu nkt (dem

Durchstoßpunkt der Lenkungsdrehachse durch die Fläche) und dem Radaufstandspunkt.

5. Wenigstens eine Bildungsvorrichtung (6) zur Herstellung des biologischen Gelenkersatzes (5) nach Ahspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass für die Herstellung des biologischen Gelenkersatzes (5) eine vorgegebene Reihenfolge für wenigstens zwei der folgenden Vorgänge, auch mehrfach wiederholt, eingerichtet ist, wobei diese Vorgänge bedarfsweise in getrennten Bildungsvorrichtungen erfolgen :

- Aufbringen von Knochengewebe bildenden Zellen, deren Herstellungsverfahren in Anspruch 8 genannt wird, auf den Träger (4) mit den zur Züchtung, Wachstumsanregung und Funktionsbildung erforderlichen Vorrichtungen und Geräten nach Anspruch 1 und den Substa nzen (8a), welche in Anspruch 7 genannt sind

- Walkung der Knochenschicht durch eine Walkvorrichtung (9),

- Förderung der Diffusion der in Anspruch 7 genannten Substanzen (8a) durch eine

Diffusionsvorrichtung (8) ,

- Fräsen oder Schleifen der zur Tragschicht (2) zu entwickelnden Knochenschicht mit der

Fräs-Schleifvorrichtung (7),

- Aufbringen einer Tragschicht (2), welche aus einem der in Anspruch 8 genannten Materialien besteht, auf den Träger (4),

- Aufbringen einer Verbind ungsschicht (3),

- Aufbringen von Knorpelgewebe bildenden Zellen (13b), deren Herstellung in Anspruch 8 genannt wird/auf die Tragschicht (2) oder den Träger (4), mit den zur Züchtung, Wachstumsanregung und Funktionsbildung erforderlichen Vorrichtungen, Geräten nach Anspruch 1 und den Substa nzen (8a), welche in Anspruch 7 genannt sind

- Einfüllen von Knorpel-Partikeln (13b) in eine Gussform mit Formgeber (13) bzw. in eine Vorrichtung mit Formgeber-Funktion entsprechend Anspruch 1,

- Aufbringen einer Knorpel Schicht (1) welche aus einem der in Anspruch 8 genannten Materialien besteht, auf die Tragschicht (2), Verbindungsschicht (3) oder den Träger (4),

- Walkung der Knorpelschicht (1) durch eine Walkvorrichtung (9),

Diffusionsvorrichtung (8) ,

- Fräsen oder Schleifen der Knorpelschicht (1) mit der Fräs-Schleifvorrichtung (7),

- Aufbringen der in der Bildungsvorrichtung hergestellten Knorpelschicht (1) auf die Tragschicht (2), Verbindungsschicht (3) oder den Träger (4).

6. Wenigstens eine Bildungsvorrichtung (6) nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass

wenigstens eine der folgenden Vorrichtungen :

- Formgeber (13),

- Halter (13c) des Fprmgebers (13),

- Rotationsvorrichtung (14) des Formgebers (13),

- Bewegungsvorrichtung (12) wenigstens eines Walkers (9a,9f),

- Bewegungsvorrichtung (12) des Fräsers/Schleifers (7a),

- Haltevorrichtung (4a) des Trägers (4),

- Bewegungsvorrichtung (12) des Trägers (4,)

- der Träger (4),

auf einer Positionierungsanlage(30) angebracht sind, welche den Gelenkersatz (5) wenigstens von einer der in Anspruch 1 und 5 genannten Gelenkersatz-Bearbeitungs-Vorrichtungen zu wenigstens einer der anderen transportiert und zu dieser in exakte Position bringt, wobei diese dann wenigstens einen der Anspruch 1 und 5 genannten Bearbeitungsschritte zur Bearbeitung des Gelenkersatzes (5) ausführen, wobei der Transport auf wenigstens einer der folgenden Anlagen erfolgt:

- Linear-Lagerung mit Vorschub-Vorrichtung mit wenigstens einem Vorschub,

- Schiene (30a) mit zwei Enden und mit Gleitschlitten 30b

- Geschlossene Schiene (30a), also ohne Enden,

- rotierende Kreisscheibe (30c) beziehungsweise Rotationsgestell oder Karussell, dessen

Rotationsebene in einer beliebigen Raumebene liegt,

7. Bildungsvorrichtung (6) nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens einen Bereich aufweist, in dem zusätzlich zu den bekannten zur Zellzüchtung beziehungsweise zum Tissue Engenee ring eingesetzten Substanzen wenigstens eine der folgenden Substanzen im Einsatz sind:

- wenigstens Synovialflüssigkeit, Glucosamin, Chondroitin, Hyaluronsäure, Kollagen,

Methyl-Sulfonyl-Methane (= MSM ),

- Substanz, welche die Funktion eines Gelenkschmiermittels aufweist,

- das Knorpelwachstum anregende Substanz,

- das Knochenwachstum anregende Substanz,

- Substanz, welche den Aufbau der Verbindungsschicht anregt

- Substanz, welche die Differenzierung der Zellen zum geplanten Gewebe anregt

- Antibiotikum

- Antimykotikum

- Anti-lnterleu kin-1 (ILl-Ra)

- eine Substanz, welche gegen eine Substa nz, die das Absterbe n von Zellen

auslöst, wenigstens eine d er folgenden Wirkungen aufweist:

diese blockiert, d.h. wirkungslos macht,

• diese zerstört beziehungsweise abbaut.

8. Herstellung eines Gelenkersatzes (5) nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Bestandteile:

- Knorpelschicht (1),

- Tragschicht (2),

- Verbindungsschicht (3),

- wenigste ns ein Teil eines Walkers (9a-9g),

- wenigstens eine Druckkammer (9b) des Druck-Walkers (9a,)

- eine Druckfolie (9i) eines Druck-Walkers (9a),

- eine Aufliegeschicht (10) auf dem Gelenkersatz (5),

- wenigstens eine Schicht des Trägers (4),

- eine Zwischenschicht (16) zwischen Träger (4) und Gelenkersatz (5),

- der Formgeber (13),

aus wenigstens einer der folgenden Materialien besteht, welches bedarfsweise mit einem der folgenden Verfahren hergestellt wurde:

- homologes, autologes, allogenes, heterologes Material,

- gezüchtetes homologes, autologes, allogenes oder heterologes Gewebe.

- gezüchtetes autologes Material, das zum Einwachsen in ein, auf eine zellfreie Matrix reduziertes Substrat, aufgebracht, bzw. in diese eingebracht, wurde und dieses füllt,

- durch Anregung von mesenchymalen Zellen gezüchtetes Material ,

- durch Anregung von Stammzellen gezüchtetes Material,

- mit einem sonstigen Verfahren des Tissue Engineering hergestelltes Material,

- Apatit oder Apatit-ähnlichen Mineralien bzw. Biomineralien,

- M etall

- Schaummeta ll

- Keramik, einschließlich Tricalciumphosphat bzw. Tricalciumphosphat-Kristallen

- aus Kunststoff, einschließlich Polyactid

und das Material wenigstens eine der folgenden Materialeigenschaften aufweist:

- Vollmaterial

- durchlöchertes Material , einschließlich Material mit Porenkanälen

- offen poröses, geschlossen poröses, mikroporöses, als Schwamm- Gitter- bzw.

Schaumstruktur ausgebildetes Material

- Material, das wenigstens auf einer Seite mit beliebig geformten Einkerb ungen, Löchern, Ritzen',, versehen ist, wobei die Verbindungen dieser Hohlräume zu denjenigen auf der Gegenseite unvollständig bis nicht bestehend sind,

- Material, das wenigstens auf einer Seite mit beliebig geformten Einkerbungen wie

Löchern, Ritzen und im inneren Bereich mit Hohlräumen versehen ist, wobei die

Verbindungen dieser Hohlräume untereinander unvollständig bis nicht bestehend sind,

- festes, flexibles, elastisches bzw. gummiartiges Material

und das Material wenigstens auf einer Seite wenigstens eine der folgenden Oberflächeneigenschaften aufweist:

- glatte Oberfläche

- raue Oberfläche beziehungsweise Aufrauhungen

- in beliebigem Winkel zur Oberfläche abstehende flexible borstenartige Fibrillen

- Vorsprünge beliebiger Form und geometrischer Struktur

- Rillen beliebiger Form und geometrischer Struktur

- Grate beliebiger Form und geometrischer Struktur

- Einbuchtu ngen beliebiger Form und geometrischer Struktur

- Zapfen (28) beliebiger Form und geometrischer Struktur

- schräge G rate, Leisten, Vorsprünge (29), die in der Einführ-bzw. Einpress-Richtung

geneigt und am anderen Ende steil abfallend, also verkeilend sind.

und bedarfsweise wenigstens eines der Materialien, welches eine Materialstruktur aufweist, die mit Hohlräumen ausgestattet ist, mit wenigstens einem der o.g. Materialien wenigstens teilweise gefüllt beziehungsweise die Hohlräume durch Gewebezüchtung wenigstens teilweise zugewachsen sind.

9. Herstellung eines Gelenkersatzes (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung derKnorpelschicht (1) mit der Tragschicht (2)

das Produkt wenigstens eines der folgenden Herstellungsverfahren ist:

- direktes Züchten eines der Materialien auf dem anderen,

- Verbindu ng beider Materialien, wobei wenigstens eine so gebildet ist, dass sie spontan

eine Verbindung eingeht

- das Material und die Oberfläche der Tragschicht (2) das Einwachsen bzw. die Verbindung mit dem Knorpel anregt bzw. auslöst,

- Druck-Verpressung

und wenigstens

- die Verbindungsschicht (3),

- eine Beschichtung (3a) der Tragschicht (2),

- eine Beschichtung (3a) der Knorpelschicht (1),

- eine Beschichtung (3a) des hergestellten Gelenkersatzes (5) auf wenigstens einer Seite

wenigstens aus einem der folgenden Materialien besteht:

- das Wachstum und die Verbindung anregender Stoff, Hormon,

- biologischer Stoff, der etwa die Wirkung eines Klebstoffs aufweist

- Nach Anspru ch 7 und 8 hergestelltes Verbindungsmaterial,

- biokompatibler Klebstoff,

- Antibiotikum,

- Antimykotikum,

10. Nach Anspru ch 1-9 hergestellter Gelenkersatz (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Tragschicht (2) eine Aufnahme-Halterung (19) für eine Einbring-Stange (20) aufweist, und eine Einbring-Stange

(20) , welche bei der Implantation in den Gelenkersatz (5) in das gefräste Implantations-Gelenkbett

(21) eingesetzt wird, wobei sie wenigstens eine der folgenden Funktionen für den Gelenkersatz^' (5) aufweist:

- exakte Positionierung zur Vornahme des Einsetzvorgangs,

- Einsetzen beziehungsweise Einpressen,

- Fixieren im gefrästen Implantations-Gelenkbett (21).

und dass die Einbring-Stange (20) wenigstens aus einem der in Anspru ch 8 genannten Materialien besteht.

11. Nach Anspru ch 1-9 hergestellter Gelenkersatz (5), dadurch gekennzeichnet, dass die

Tragschicht (2) wenigstens mit einem Loch (22) zum Durchstecken von Befestigungshilfsmitteln (23) versehen ist, welches für die Anwendung wenigstens eines der folgenden Befestigungshilfsmittel (23) vorgesehen ist:

- Stift (23a ), im Querschnitt auch kreisförmig, mit seitlichen Keilen (23b) im Spitzenbereich, welche bei Zügbelastung den Durchmesser an der Spitze aufweiten,

- Bolzen' (23c) mit keilförmigem, im Querschnitt auch kreisförmigen Hohlraum und überstehendem Keil (23d) an der Spitze, welcher beim Eindrücken den Bolzendurchmesser an der Spitze aufweitet,

- Dübel, wobei der Dübel beziehu ngsweise Spreizdübel bezüglich Form und Aufbau

herkömmlichen Holz- Mauerwerk- Spreiz - oder sonstigen Dübeln, auch mit Einschlag- und

Auftreibstift entspricht

- Schraube,

und diese Befestigungshilfsmittel (23) aus wenigstens einer der in Anspruch 8 genannten Materialien gebildet sind.

12. Halte- und Einbring-Vorrichtung (24) zur Implantation des biologischen Gelen kersatzes (5) riach Anspruch 1-11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Gelen kersatz-Halter (24a) zum Halten des Gelenkersatzes (5) und einen Stiel (24b) mit Handgriff (24c) aufweist, wobei die Form des Gelenkersatz-Halters (24a) wenigstens etwa einem der folgenden Kugelbestandteile entspricht:

- einem Kugelring,

- einem Kugelabschnitt,

welcher etwa der Wölbung und Größe des biologischen Gelenkersatzes (5) entspricht und die

Rückseite des Gelenkersatz-Halters (24a) etwa der gegenseitigen Gelenkkontur,

und der Gelenkersatz-Halter (24a) mit wenigstens einer der folgenden Eigenschaften ausgestattet ist:

- Biegbarkeit wenigstens im Randbereich (25),

- In Bezug zum Durchmesser elastische, gummiartige Eigenschaft wenigstens im Randbereich (25),

- bezüglich des Durchmessers einstellbarer Bereich wenigstens im Randbereich (25),

- gebördelter Rand (25a),

- Eigenschaften eines Saugnapfes (26), bedarfsweise mit einer Saug-Leitung (26a), welche an eine Absauganlage (26b) beziehungsweise an einen Unterd ruck-Erzeuger (26b) angeschlossen ist, und welcher bedarfsweise ein Lufteinlassventil (26c) enthält und das Abdichten durch die elastischen Ränder (26d) des Saugnapfes (26) erfolgt ,

und am Gelenkersatz-Halter (24a) der Stiel (24b) mit Handgriff (24c) angebracht ist, wobei der Stiel (24b) bedarfsweise mit einer Kippvorrichtung (27). mit Schwenklagerung (27) ausgestattet ist.