DE69524753T2

DE69524753T2 - Vorrichtung zum gebrauch in transplantationen von knochengewebe in einen knochenhohlraum

Info

Publication number: DE69524753T2
Application number: DE69524753T
Authority: DE
Inventors: Goesta Ullmark
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-05-16
Filing date: 1995-05-15
Publication date: 2003-02-27
Anticipated expiration: 2015-05-16
Also published as: EP0765145A1; DE69524753D1; SE509200C2; ATE210945T1; US5879355A; SE9401683D0; EP0765145B1; WO1995031159A1; SE9401683L

Description

ERFINDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zur Verwendung bei der Transplantation von Knochengewebsmaterial in eine Knochenhöhle, wobei das Gerät ein Mittel zum Verdichten des Knochengewebsmaterials in der Höhle aufweist. Ein die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 umfassendes Gerät ist in EP-A-0 555 004 offenbart.
In meinen veröffentlichten schwedischen Patentanmeldungen Nr. 92 00 501-6 und 93 00 572-6 ist ein Gerät von der Art beschrieben, auf die oben Bezug genommen wird. Ziel der Transplantation ist es, der Höhle eine gewünschte Form zu geben, wobei das die Wand der Höhle bildende Knochenmaterial eine erforderliche Dicke aufweist. In den älteren Patentanmeldungen wird als eine mögliche Anwendung die Vorbehandlung bei orthopädischen chirurgischen Operationen beschrieben, bei denen ein Teil einer Prothese in die Höhle eingeführt und in dieser befestigt werden soll. Für die Befestigung wird dann zwischen dem Teil der Prothese und der durch das Knochenmaterial gebildeten Wand der Höhle Knochenzement verwendet.
Eine besonders bevorzugte Anwendung, gemäß meinen älteren Patentanmeldungen in Schweden, betrifft die Bildung einer Höhle in Oberschenkelknochen zur Aufnahme eines Teils einer Hüftgelenkprothese. Es wurde jedoch darauf hingewiesen, daß die betreffende Erfindung auch in anderen Fällen Anwendung finden könne, bei denen beliebige Prothesen, wie z. B. Gelenkprothesen, in einen Knochen eines Individuums eingesetzt werden sollen.
Die Erfindung gemäß der vorliegenden Anmeldung wie auch die Aspekte der Erfindungen, die in meinen älteren schwedischen Patentanmeldungen behandelt werden, basieren darauf, daß ein Knochentransplantat, das aus einem Knochengewebsmaterial gebildet ist, in die Höhle eingeführt wird, wobei das Knochengewebe in dem Knochentransplantat in Form einer Mehrzahl von kleinen Teilen oder Partikeln vorliegt, d. h. in gemahlenem oder fein zerteilten Zustand. Dem Knochengewebsmaterial wird eine geeignete Konsistenz gegeben, z. B. die einer Paste oder eines Breis. Das Knochengewebsmaterial enthält dann eine geeignete Flüssigkeit. Diese Flüssigkeit kann Gewebeflüssigkeit wie z. B. Blut umfassen. Zweckmäßigerweise enthält die Flüssigkeit außerdem Wasser. Des weiteren kann die Flüssigkeit Fett enthalten, vorzugsweise in Form von lebendem Gewebe.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß die Durchführung der Verdichtung des Knochengewebsmaterials in die Höhle, welche für die Transplantation von erheblicher Bedeutung ist, Schwierigkeiten bereitet, da das Knochentransplantat Fett enthält, und da Blut dazu neigt, von der Unterseite her in das Knochentransplantat hinein zu fließen. Versucht man dann die Verdichtung des Knochenmaterials mit Hilfe des Verdichtungsmittels durchzuführen, so neigt das Transplantat dazu, sich nach oben, entlang den Seiten des Verdichtungsmittels zu verlagern, anstatt tatsächlich tiefer in die Höhle hinein verdichtet zu werden. Diese Probleme bestehen bei der Anwendung, auf die sich meine älteren Patentanmeldungen in erster Linie beziehen, nämlich bei der Bildung von Höhlen in Oberschenkelknochen für die Aufnahme von Hüftgelenksprothesen, wie auch bei der Anwendung, für die die vorliegende Erfindung in erster Linie gedacht ist, nämlich die Knochentransplantation in eine Gelenkpfanne. Es kann z. B. beabsichtigt sein, in diese Gelenkpfanne die Gelenkkugel einer Hüftgelenkprothese einzusetzen.
Wenn aufgrund von Knochenverlust eine Gelenktransplantation in eine Gelenkkapsel unter Verwendung von gemahlenem Knochentransplantat erforderlich wurde, so wurde diese bisher mit einem Verdichtungsmittel durchgeführt, das eine gleichmäßige, kugelähnliche äußere Oberfläche aufwies. Wenn die Gelenkpfanne bis zu einem erforderlichen Maße mit gemahlenem Knochentransplantat gefüllt war, so wurde das Verdichtungsmittel an das Transplantat angesetzt und in das Transplantat hineingeschlagen oder -gedrückt, wobei das Transplantat verdichtet wurde und sich an der unteren Begrenzung entsprechend der Gelenkpfanne und an der oberen Begrenzung entsprechend dem Verdichtungsmittel ausformt. Hierbei weist die verdichtende Oberfläche des Verdichtungsmittels eine Form auf, welche der Kugel entspricht, die mit der Gelenkpfanne zusammenwirken soll. Das Problem der Tendenz des Knochentransplantats, sich aus der Gelenkpfanne herauszubewegen, wurde bereits oben erwähnt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Technologie des Standes der Technik so weiterzuentwickeln, daß das Verdichtungsmittel durch seine Konstruktion in die Lage versetzt wird, eine effektive Verdichtung zu bewirken, während es die Tendenz des Knochentransplantats, in einem nicht akzeptablen Maße entlang den Seiten aus der Höhle herausgepreßt zu werden, verhindert. Es wird betont, daß das Verdichtungsmittel dazu vorgesehen ist, die Knochentransplantation in alle Arten von Höhlen, welche in Knochen vorliegen, zu ermöglichen, d. h. nicht nur in Gelenkpfannen der oben besprochenen Art. Demgemäß ist insbesondere anzumerken, daß die hier beschriebene Erfindung ihre Anwendung auch bei den in meinen schwedischen Patentanmeldungen 92 00 501-6 und 93 00 572-6 genannten Verdichtungsmitteln finden kann.
Das erfindungsgemäße Ziel wird in erster Linie dadurch erreicht, daß das Verdichtungsmittel auf seiner verdichtenden Fläche eine reliefartige Struktur für den Kontakt mit dem Knochengewebsmaterial aufweist. Zweck dieser reliefartigen Struktur ist es, das Knochentransplantat darin zu behindern, entlang der Verdichtungsoberfläche zu gleiten bzw. verlagert zu werden und die Höhle entlang des Verdichtungsmittels zu verlassen. Mit anderen Worten übt die reliefartige Struktur eine mitnehmende Wirkung auf das Knochentransplantationsmaterial aus.
Der Begriff der reliefartigen Struktur bezeichnet hier eine Struktur mit Rippen und Vertiefungen, die abwechselnd aufeinanderfolgen, um zu bewirken, daß die Verdichtungsoberfläche des Verdichtungsmittels das Transplantationsmaterial. das dem Verdichtungsmittel am nächsten ist, mitnimmt.
Besonders bevorzugt ist die zumindest teilweise Ausbildung der reliefartigen Struktur durch Nuten oder Rillen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausbildung der Erfindung weist das Verdichtungsmittel einen Wulst auf, der sich vollständig oder teilweise um die Verdichtungsoberfläche herum erstreckt, um dem Entweichen des Transplantationsmaterials aus der Höhle während der Verdichtung entgegenzuwirken.
Natürlich wird das erfindungsgemäße Verdichtungsmittel in verschiedenen Größen bereitgestellt, entsprechend der zu erzielenden Größe der Höhle, und die Größe der Höhle wird durch das Verdichtungsmittel bestimmt, davon abgesehen kann auch der Wulst des Verdichtungsmittels eine unterschiedliche Form haben, entsprechend der Form der Bereiche von Knochenmaterial, welche die Gelenkpfanne oder eine andere Höhle, die mittels eines Transplantats wiederhergestellt werden soll, umgeben.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen des Verdichtungsmittels sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen wird im folgenden eine beispielhaft aufgeführte Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Die Zeichnungen zeigen:
Fig. 1: eine Perspektivansicht des erfindungsgemäßen Verdichtungsmittels,
Fig. 2: einen Längsschnitt durch eine Glocke, welche die Verdichtungsoberfläche eines Verdichtungsmittels bildet, und
Fig. 3: eine schematische Ansicht, die das Verdichtungsmittel in Funktion darstellt, zur Verdichtung des Knochengewebsmaterials in einer Knochenhöhle.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt ein Mittel 1 zum Verdichten des Knochengewebsmaterials in der betreffenden Höhle, welches in den Zeichnungen näher dargestellt ist. In Fig. 3 ist eine Gelenkpfanne im Hüftknochen eines Patienten als Höhle 2 dargestellt. Aufgrund von Knochenverlust ist diese Gelenkpfanne übermäßig ausgeweitet und ist möglicherweise sogar stellenweise perforiert, im allgemeinen im Boden der Gelenkpfanne. Fig. 3 zeigt, wie das Knochengewebsmaterial 3 in der Höhle 2 mittels des Verdichtungsmittels 1 verdichtet werden kann, so daß das Verdichtungsmittel nach der Durchführung der Verdichtung eine Gelenkpfanne im Hüftknochen zurückläßt, die eine zufriedenstellende Wanddicke aufweist. Nach einer gewissen Zeitspanne sind das Knochenmaterial des Hüftknochens und das Transplantationsmaterial miteinander verwachsen.
Das Verdichtungsmittel 1 weist auf seiner verdichtenden Oberfläche 4 eine reliefartige Struktur für den Kontakt mit dem Knochengewebsmaterial 3 auf. Diese Reliefstruktur umfaßt Rippen 5 und Vertiefungen 6, deren Aufgabe in der Mitnahme des Transplantationsmaterials während der Durchführung der Verdichtung besteht.
Die Rippen 5 und Vertiefungen 6 sollten wenigstens teilweise so auf der Verdichtungsoberfläche 4 ausgerichtet sein, daß sie quer oder zumindest in einem Winkel zur Richtung der relativen Bewegung von Verdichtungsmittel und Knochentransplantationsmaterial während das Verdichtungsvorgangs verlaufen, um die besprochene mitnehmende Wirkung auf das Transplantationsmaterial zu erzielen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die reliefartige Struktur zumindest teilweise in Form von Nuten ausgebildet, durch welche die Rippen bzw. Vertiefungen gebildet werden. Die Nuten erstrecken sich im großen und ganzen quer zu der Richtung (Pfeil 7 in Fig. 3) der Einführung des Verdichtungsmittels in die Höhle 2.
Die Verdichtungsoberfläche 4 des Verdichtungsmittels bildet eine Erhebung. Die Nuten 5, 6 verlaufen vollständig oder teilweise um die Erhebung 4 auf deren Außenfläche herum. In der Praxis ist es bevorzugt, daß die Nuten kreisförmig auf der Verdichtungsoberfläche 4 in Ebenen verlaufen, welche sich im großen und ganzen senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Erhebung 4 und dementsprechend senkrecht zu der Richtung (Pfeil 7) der Einführung des Verdichtungsmittels in die Höhle 2 erstrecken.
Wenn das Verdichtungsmittel 1 zur Knochentransplantation in eine Gelenkpfanne dienen soll, ist eine im großen und ganzen teilsphärische Form der Erhebung bevorzugt. Insbesondere kann die Erhebung 4 den Charakter einer Halbkugel aufweisen.
Auf der Verdichtungsoberfläche 4 werden durch die Nuten Stufengebilde ausgebildet mit Stufenflächen 8, die sich weitgehend entlang der Längsachse 9 des Verdichtungsmittels erstrecken. Die Stufengebilde umfassen des weiteren Stufenflächen 10, die sich weitgehend in radialer Richtung, bezogen auf die Längsachse 9 des Verdichtungsmittels, erstrecken.
Gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung können die Stufenoberflächen 8 im großen und ganzen axial verlaufen, während sich die Stufenoberflächen 10 im großen und ganzen radial erstrecken. Abwandlungen sind jedoch innerhalb des Rahmens des Erfindungsgedankens möglich; wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, kann der Winkel zwischen den angrenzenden Stufenflächen 8 und 10 unterschiedlich sein. Durch eine derartige Variierung des Winkels kann der Mitnahmeeffekt, den das Verdichtungsmittel auf das Transplantationsmaterial ausübt, den Wünschen entsprechend angepaßt werden.
Die Verdichtungsoberfläche 4 des Verdichtungsmittels wird durch eine Glocke 11 bestimmt, welche einen inneren Hohlraum 12 aufweist. Die Glocke 11 ist mit Öffnungen 13 versehen, welche das Einströmen von Flüssigkeit aus dem umgebenden Knochengewebsmaterial durch die Glocke 11 hindurch und in den Hohlraum 12 hinein ermöglichen. Aus diesem Hohlraum 12 kann die Flüssigkeit durch die Wirkung der Schwerkraft abfließen oder, alternativ hierzu, kann eine beliebige Wasser-Saugvorrichtung eingesetzt werden, um die überschüssige Flüssigkeit abzusaugen. Das Entweichen von Flüssigkeit aus dem Transplantat bewirkt eine Verhärtung des Transplantats und vermindert die Wahrscheinlichkeit, daß das Transplantat unbeabsichtigterweise nach den Seiten abgelenkt wird.
Das Verdichtungsmittel 1 hat einen Wulst 14, der sich vollständig oder teilweise um die verdichtende Oberfläche 4 herum erstreckt, um der Verdrängung des Transplantationsmaterials aus der Höhle 2 heraus während des Verdichtens entgegenzuwirken. Wie aus den Figuren zu ersehen ist, hat der Wulst 14 den Charakter eines in radialer Richtung hervorstehenden Flansches, und er kann in Übereinstimmung mit der beabsichtigten Verwendung des Verdichtungsmittels eine unterschiedliche Länge des radialen Torsprungs aufweisen, der sich von der Verdichtungsoberfläche 4 ausgehend entlang der Peripherie derselben erstreckt.
Die Glocke 11 des Verdichtungsmittels selbst hat den Charakter einer hohlen Schüssel.
Das Verdichtungsmittel 1 weist einen Stiel 15 auf, der an der Glocke 11 im Boden des Hohlraums 12 des Verdichtungsmittels befestigt ist. Dieser Stiel 15 sollte so konstruiert sein, daß er ein Schlagen auf den Stiel ermöglicht, um das Verdichtungsmittel wirkungsvoll gegen das Knochentransplantat zu pressen.
Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verdichtungsmittels wird das Knochentransplantat zunächst in der betreffenden Höhle 2 angeordnet. Danach wird ein Verdichtungsmittel mit einer für den vorgesehenen Zweck geeigneten Form gewählt, und das Knochentransplantat wird mit Hilfe des Verdichtungsmittels bis zu einem gewünschten Grade verdichtet. Durch die reliefartige Struktur auf der verdichtenden Oberfläche 4 des Verdichtungsmittels wird die Neigung des Knochentransplantats wegzugleiten vermindert, und diese Wirkung wird durch den Wulst 14 des Verdichtungsmittels unterstützt. Da Flüssigkeit aus dem Knochentransplantat durch die Öffnungen 13, die in dem Verdichtungsmittel angeordnet sind, entweichen kann, findet eine Verhärtung des Knochentransplantationsmaterials statt, und die Neigung des Knochentransplantationsmaterials, während der Verdichtung in unbeabsichtigter Weise entlang den Seiten des Verdichtungsmittels vom Bodenbereich in der Höhle 2 wegzugleiten, wird vermindert. Wenn die erwünschte Höhle im Knochen mit Hilfe des Transplantationsmaterials gebildet worden ist, kann das Element, z. B. eine Gelenkkugel, die in der Höhle aufgenommen werden soll, angeordnet und die Operation beendet werden. Eine in dieser Weise ausgeführte Transplantation kann möglicherweise sofort über die Gelenkkugel belastet werden, z. B. mit einer Belastung, wie sie beim Laufen auftritt, es ist aber auch möglich, vor der Belastung zur Sicherheit eine gewisse Zeitspanne für das Verwachsen des Transplantationsmaterials abzuwarten.
Wie bereits angemerkt, ist der Erfindungsgedanke keineswegs auf Verdichtungsmittel beschränkt, die eine Form aufweisen, welche für die Schaffung von für Gelenkkugeln geeignete Höhlen geeignet ist. Das Verdichtungsmittel kann im Gegenteil andere Formen für die Schaffung von anderen Arten von Knochenhöhlen aufweisen. Auch sind innerhalb des Rahmens der hier beschriebenen Erfindung andere Abwandlungen möglich.

Claims

1. Ein Gerät zur Verwendung bei der Transplantation von Knochengewebsmaterial (3) in eine Knochenhöhle (2), wobei das besagte Gerät ein Mittel (1) zum Verdichten des Knochengewebsmaterials in der Höhle zum nachfolgenden Einsetzen einer Prothese in die Höhle umfaßt, und wobei das genannte Verdichtungsmittel (1) einen Stiel (15) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdichtungsmittel auf seiner verdichtenden Oberfläche (4) eine reliefartige Struktur aufweist zum Kontakt mit dem Knochengewebsmaterial, um zu bezwecken, daß während des Verdichtens der Verdrängung des Knochengewebsmaterials entlang der verdichtenden Oberfläche und dem Entweichen des Knochengewebsmaterials aus der Höhle um das verdichtende Mittel herum entgegengewirkt wird.

2. Ein Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reliefartige Struktur zumindest teilweise durch Nuten oder Rillen (5, 6) gebildet wird.

3. Ein Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Nuten oder Rillen (5, 6) im großen und ganzen quer zu der Richtung der Einführung des Verdichtungsmittels in die Höhle erstrecken.

4. Ein Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verdichtende Oberfläche (4) des Verdichtungsmittels eine Erhebung bildet.

5. Ein Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Nuten oder Rillen vollständig oder teilweise um die Erhebung herum erstrecken.

6. Ein Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebung eine im großen und ganzen teilsphärische Form hat.

7. Ein Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten oder Rillen Stufengebilde mit Stufenflächen ausbilden (8; 10), welche sich sowohl im großen und ganzen in axialer Richtung als auch im großen und ganzen in radialer Richtung erstrecken, bezogen auf die von der verdichtenden Oberfläche (4) des Verdichtungsmittels gebildete Erhebung.

8. Ein Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verdichtende Oberfläche (4) des Verdichtungsmittels (1) durch eine Glocke (11) bestimmt wird, die einen inneren Hohlraum (12) aufweist, und daß die Glocke mit Öffnungen (13) ausgestattet ist, welche das Einströmen von Flüssigkeit aus dem umgebenden Knochengewebsmaterial durch die Glocke hindurch und in den Hohlraum hinein ermöglichen.

9. Ein Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdichtungsmittel (1) einen Wulst (14) aufweist, der sich vollständig oder teilweise um eine verdichtende Oberfläche (4) herum erstreckt, um während des Verdichtens einer Verdrängung des Transplantationsmaterials aus der Höhle heraus entgegenzuwirken.

10. Ein Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stiel (15) an der Glocke (11) des Verdichtungsmittels (1) im Boden des inneren Hohlraums (12) des Verdichtungsmittels (1) befestigt ist.