DE10241572B4

DE10241572B4 - Stütz- oder Halteteil zum Einbringen in ein Knochenteil

Info

Publication number: DE10241572B4
Application number: DE2002141572
Authority: DE
Inventors: Werner Scholz
Original assignee: Individual
Current assignee: Syntellix AG
Priority date: 2002-09-07
Filing date: 2002-09-07
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2022-09-08
Also published as: DE10241572A1

Abstract

Stütz- oder Halteteil zum Einbringen in ein Knochenteil, bestehend wenigstens teilweise aus einem abbaubaren Material, insbesondere Magnesium, dadurch gekennzeichnet, daß das abbaubare Material Hohlräume aufweist, in denen ein Medikament, insbesondere ein das Knochenwachstum anregender Stoff, vorzugsweise Calziumphosphat, angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Stütz- oder Halteteil zum Einbringen in ein Knochenteil, bestehend wenigstens teilweise aus einem abbaubaren Material, insbesondere Magnesium.

Durch die Schrift "Schritt in die Zukunft", herausgegeben vom Bundesministerium für Bildung und Forschung, Referat Öffentlichkeitsarbeit, Stand November 2001, Seite 25, ist es bekannt, Implantate aus resorbierbarem Metall, insbesondere Magnesium, herzustellen. Derartige Implantate haben gegenüber metallischen Implantaten, beispielsweise Stiften, Schrauben, Platten aus Stahl oder Titan, den Vorteil, daß sie nach der Heilung beispielsweise von Brüchen später nicht entfernt werden müssen und nicht zu Entzündungen oder Fisteln neigen, da Magnesium eine natürlicher Bestandteil des Stoffwechsels ist und sich bis 1 1/2 Kilogramm allein in den Knochen eines erwachsenen Menschen befinden. Es ist beschrieben, daß ein Nachteil von Magnesium darin besteht, daß es im Körper schneller abgebaut wird, als ein Knochen zu heilen vermag.

Zur Vermeidung dieses Nachteils ist in der genannten Schrift beschrieben, das Abbauverhalten gezielt zu verzögern und zu steuern. Dies soll mit Hilfe von geringen Zugaben anderer Metalle wie Aluminium, Lithium, Calcium, Zink, Yttrium oder seltener Erden erreicht werden. Auf den Heilungsprozeß des Knochens selbst hat das Implantat keinen Einfluß.

Durch den Aufsatz "Bioaktive, schnell resorbierbare CaP-Schichten auf porösen Reintitanschichten (PROTHEBONE) mit verbesserter Osteointegration" in der Zeitschrift "materialien", interdisziplinäre Zeitschrift für Funktions-Werkstoffe im Hart- und Weichgewebe, 2. Jahrgang, Heft 2/3, Juli 2001, ist es bekannt, das Knochenwachstum durch vollständig resorbierbare Calziumphosphat(CaP)-Schichten anzuregen, um so die Heilungszeit von Knochenbrüchen oder die Einheilungszeit von Implantaten zu verkürzen. Die Resorption einer Calziumphosphat-Schicht auf einem Implantat erfolgt nicht mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Heilung eines Knochenbruchs oder Einheilung eines Implantats, so daß die Calziumphosphat-Schicht häufig schneller resorbiert ist als der Knochen nachgewachsen ist. Dieser Nachteil macht sich insbesondere bemerkbar bei der Einheilung eines Schaftes einer Hüftgelenkendoprothese in das Femur, wenn sich der Knochen im Bereich des proximalen Endes des Schaftes nach einer vorherigen Implantation zurückgebildet hat. In diesem proximalen Bereich ist bei einer erneuten Implantation der Zwischenraum zwischen dem proximalen Ende des Schaftes und dem Knochen verhältnismäßig groß, so daß eine auf den Schaft aufgebrache Schicht aus Calziumphosphat wesentlich früher resorbiert worden ist als der Knochen durch Nachwachsen den Zwischenraum zwischen dem proximalen Ende und dem Knochen ausfüllen und somit in der gewünschten Weise wieder Kräfte übertragen konnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stütz- oder Halteteil zum Einbringen in ein Knochenteil, bestehend wenigstens teilweise aus einem abbaubaren Material, insbesondere Magnesium, zu schaffen, bei dem die zum Stand der Technik beschriebenen Nachteile vermieden sind, also die Resorption des Materials des Stütz- oder Halteteils zeitlich an die Geschwindigkeit des Wachsens oder Nachwachsens von Knochen besser angepaßt ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Lehre gelöst.

Der Grundgedanke dieser Lehre besteht darin, in dem abbaubaren Material des Stütz- oder Halteteils Hohlräume anzuordnen und diese mit einem Medikament, insbesondere einem Knochenwachstum anregenden Stoff zu füllen. Mit dem von der Knochenseite her fortschreitenden Abbau des abbaubaren Materials werden also immer wieder neue Hohlräume freigelegt, so daß das darin befindliche Medikament und/oder ein das Knochenwachstum anregender Stoff freigelegt wird und so zur Wirkung kommen kann. Im besten Falle kann also der das Knochenwachstum anregende Stoff, beispielsweise Calziumphosphat, über die Zeit in einem Maße freigesetzt werden, daß das Knochenwachstum so beschleunigt wird, daß es dem Weichen des abbaubaren Materials folgt und somit Freiräume zwischen dem Stütz- oder Halteteil und dem Knochen vermieden werden. Hinzu kommt, daß das in den Hohlräumen eingebettete Medikament die jeweils freiliegende Oberfläche des abbaubaren Materials verringert und somit auch die Abbaugeschwindigkeit dieses Materials verlangsamt. Durch die Zahl, Form und Größe der Hohlräume sind mehrere Möglichkeiten zur Anpassung der Abbaugeschwindigkeit an die Geschwindigkeit der Bildung neuen Knochengewebes geschaffen.

Das abbbaubare Material kann die Form eines Stiftes, einer Schraube, einer Platte oder dergleichen haben, wie sie bisher zur zeitweisen Halterung von Knoch enteilen zueinander bei Knochenbrüchen üblich waren. Eine Nachoperation zur Entfernung solcher Teile wird vermieden, jedoch gleichzeitig erfindungsgemäß die Heilung verbessert.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stütz- oder Halteteils besteht darin, daß das Abbaumaterial wenigstens teilweise den äußeren Bereich einer in ein Knochenteil einbringbaren Endoprothese bildet. Eine solche Endoprothese setzt die Schaffung eines entsprechenden Hohlraums im Knochen voraus, wobei häufig dieser Hohlraum nicht exakt der Form des Implantats angepaßt ist. Durch die erfindungsgemäße Ausführung wird das Nachwachsen des Knochens zur Vermeidung von Spalten zwischen der geschaffenen Ausnehmung im Knochen und dem Implantat begünstigt.

Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung dieser Ausführungsform besteht darin, daß das abbaubare Material den proximalen Bereich eines in das entsprechend vorbereitete Femur einsetzbaren Schaftes einer Hüftgelenkendoprothese umschließt. In diesem Bereich hat sich häufig der Knochen nach einer vorhergehenden Implantation zurückgebildet, so daß unter Umständen nur eine sehr dünne Knochenhülse entstanden ist, die nicht in der Lage ist, in der gewünschten Weise die zu übertragenden Kräfte aufzunehmen. Bei einer erneuten Implantation ist es daher erforderlich, einerseits einen Schaft mit Abmessungen zu verwenden, der den Innenraum des Femurs insbesondere im proximalen Ende nicht völlig ausfüllt, um so einen Raum zu schaffen, in den Knochengewebe nachwachsen kann, um so den Knochen zu verstärken, andererseits jedoch diesen Raum in der Zwischenezeit durch resorbierbares Material auszufüllen und so den Schaft gegenüber der verbliebenen Knochenwandung abzustützen. Aus diesem Grunde umschließt erfindungs gemäß das abbaubare Material den proximalen Bereich des Schaftes, stützt ab und zieht sich mit nachwachsendem Knochengewebe zurück.

Dabei ist es gemäß einer Weiterbildung dieser Ausführungsform vorteilhaft, daß die äußere Ausdehnung des abbaubaren Materials größer ist als der Umfang des Schaftes im nicht umschlossenen Bereich. Im distalen Bereich kann der Schaft dabei sich selbst im Femur abstützen.

Erfindungsgemäß ist das abbaubare Material in an sich bekannter Weise Magnesium. Das abbaubare Material ist vorzugsweise porös und aus einem gesinterten Pulver gebildet. In den bei der Sinterung entstandenen Hohlräumen ist dann das Medikament, insbesondere ein das Knochenwachstum anregender Stoff eingebettet. Die Hohlräume können grundsätzlich jede beliebige Form haben, vorzugsweise auch durch Bohrungen gebildet sein.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
1 zeigt einen Längsschnitt durch den Schaft einer Hüftgelenkendeprothese in einem Femur.
2 ist identisch mit 1, zeigt den Zustand nach einem gewissen Abbau des abbaubaren Materials und
3 zeigt in gleicher Darstellung den Zustand nach völligem Abbau des abbaubaren Materials.
1 zeigt im Schnitt ein Femur 2, in das ein Schaft 4 eines Hüftgelenkimplantats eingesetzt ist. An dem proximalen Ende des Schaftes 4 befindet sich ein Zapfen 6, auf den im Endzustand eine Kugel aufgesetzt ist, die mit einer im Azetabulum eingesetzten Lagerpfanne zusammenwirkt.
Ein proximales Ende 8 des Schaftes 4 ist von einer Hülle 10 aus Magnesium umgeben, das den Bereich zwischen der Umfangsfläche des proximalen Endes 8 des Schaftes 4 und einer Innenwandung 12 des Femurs ausfüllt, so daß das proximale Ende 8 in diesem Bereich gegenüber dem Femur 2 abgestützt ist. Ein distales Ende 14 des Schaftes 4 stützt sich unmittelbar an der Innenwandung des Femurs 2 ab.
In 1 ist rechts ein vergrößerter Ausschnitt 16 der Hülle 10 schematisch gezeigt, um deutlich zu machen, daß Teilchen 18 aus Magnesium durch Sinterung miteinander verbunden sind. Aus Gründen der Vereinfachung sind die Teilchen 18 als kleine Kugeln dargestellt. In den Zwischenräumen zwischen den Teilchen 18 sind, wiederum als Kugeln schematisch dargestellt, Teilchen 20 aus Calziumphosphat eingelagert, die bei Abbau der Teilchen 18 aus Magnesium aufeinanderfolgend freigelegt werden, um so das Knochenwachstum der Innenwandung 12 des Femurs 2 anzuregen.
2 ist identisch mit 1 und unterscheidet sich von dieser dadurch, daß die Hülle 10 aus Magnesium teilweise abgebaut worden ist und sich damit zurückgezogen hat, während gleichzeitig die Innenwandung 12 des Femurs 2 nachgewachsen ist, ohne daß sich zwischenzeitlich ein Spalt gebildet hat.
3 zeigt den Endzustand, wo die Hülle 10 aus Magnesium völlig verschwunden ist und die Innenwandung 12 im Endzustand unmittelbar an dem proximalen Ende 8 des Schaftes 4 anliegt. Somit hat eine Verstärkung des Femurs im Bereich des proximalen Endes 8 des Schaftes 4 stattgefunden.

Claims

Stütz- oder Halteteil zum Einbringen in ein Knochenteil, bestehend wenigstens teilweise aus einem abbaubaren Material, insbesondere Magnesium, dadurch gekennzeichnet, daß das abbaubare Material Hohlräume aufweist, in denen ein Medikament, insbesondere ein das Knochenwachstum anregender Stoff, vorzugsweise Calziumphosphat, angeordnet ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das abbaubare Material die Form eines Stiftes, einer Schraube, einer Platte oder dergleichen hat.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das abbaubare Material wenigstens teilweise den äußeren Bereich einer in ein Knochenteil einbrinbaren Endoprothese bildet.
Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das abbaubare Material das proximale Ende eines in ein entsprechend vorbereitetes Femur (2) einsetzbaren Schaftes (4) einer Hüftgelenkendoprothese umschließt.
Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Ausdehnung des abbaubaren Materials größer ist als der Umfang des Schaftes (4) im nicht umschlossenen Bereich.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das abbaubare Material Magnesium ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das abbaubare Material porös und aus gesintertem Pulver gebildet ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume durch Bohrungen gebildet sind.