DE19542351C2

DE19542351C2 - Markraumstopper zum Abdichten von Knochenöffnungen

Info

Publication number: DE19542351C2
Application number: DE1995142351
Authority: DE
Inventors: Volkmar Jansson
Original assignee: JANSSON VOLKMAR PRIV DOZ DR ME
Current assignee: JANSSON VOLKMAR PRIV DOZ DR ME
Priority date: 1995-11-14
Filing date: 1995-11-14
Publication date: 1998-07-02
Anticipated expiration: 2015-11-15
Also published as: DE19542351A1

Description

In der zementierten Endoprothetik von Röhrenknochen ist die distale Abdichtung des Markraumes von großer Wichtigkeit (Soballe K, Christensen F (1988) Improved Cementation in Total Hip Replacement. Arch Orthop Trauma Surg 107 :50-53). Es soll damit verhindert werden, daß der Knochenzement tiefer als erforderlich in den Röhrenknochen eingeschoben wird. Zu dem Zweck der Abdichtung des Markraumes eines Röhrenknochens werden sogenannte Markraumstopper verwendet, wobei sowohl resorbierbare wie auch nicht resorbierbare Materialien Anwendung finden (DE 28 14 037 B2, DE 28 50 586 A1, DE 30 15 669 C2).

Ein wesentliches Problem bei der Abdichtung des Markraumes ist die individuelle Variation seines Durchmesers. Aus diesem Grund werden die Markraumstopper in verschiedenen Größen angeboten, bzw. elastisch ausgeführt, damit intraoperativ eine bessere Anpassung an die Geometrie des Knochens möglich ist. Insbesondere in der Patentschrift DE 28 14 037 B2 wird auf dieses Problem hingewiesen. Eine gute Anpassung an den Durchmesser der knöchernen Ausnehmung ist insbesondere bei den Markraumstoppern wichtig, die aus einem festen Material, wie z. B. Methylmethacrylat, gefertigt sind. Aber auch Markraumstopper, die eine gewisse Flexibilität besitzen, z. B. Markraumstopper, die aus einen Vlies oder aus weichem Polyethylen hergestellt sind, können Unterschiede der Markraumdurchmesser nur innerhalb gewisser Grenzen ausgleichen, da beim Einfüllen des Knochenzementes und beim Einschieben der Prothese relativ hohe Drucke bis zu 4 bar (Schlag G, Dingeldein E, Weiss G, Regele H, Sommoggy v. St (1976) Sind intraoperative Kreislaufkomplikationen bei Alloarthroplastik des Hüftgelenks durch Methylmethacrylat bedingt? Anaesthesist 25: 60-7) entstehen, die einen zu locker sitzenden Markraumstopper aus seiner Position drücken würden.

Eine elegante Methode, diese Probleme zu lösen wird in der Patentschrift DE 39 37 786 C2 und in DE 92 13 120 U1 beschrieben: Hier werden hohle Markraumstopper mit einem Fluid gefüllt und so eine Größenanpassung an die Knochenhöhle erzielt. Ein Problem bei der Fluideinfüllung besteht jedoch dann, daß, mit Hilfe eines einfach konstruierten Ventilmechanismus das Austreten des Fluid sicher verhindert werden muß und daß der Ventilmechanismus (z. B. aufgrund seiner Größe) die Implantation nicht behindert oder sonstige Nachteile auf die Knochenhöhle hat. Ein weiteres Problem besteht darin, daß der erzielbare Druck innerhalb des Stoppers und die damit erreichbare Reibung oft nicht ausreicht, um ein Wegrutschen des Stoppers beim Einfüllen des Knochenzementes zu verhindern.

Diese Probleme werden bei einem Markraumstopper zum Abdichten von Knochenöffnungen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Sie werden bei der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß der Markraumstopper

1. aus einem weichen Material gebaut wird,
2. einen zentralen Hohlraum aufweist,
3. in diesen Hohlraum ein Fluid unter Druck eingebracht und dort mit Hilfe eines speziellen Ventilmechanismus gehalten wird, so daß sich der Markraumstopper diesem Druck entsprechend ausdehnt und gegen die Wandung des knöchernen Markraumes gedrückt wird und diesen so abdichtet und ggf.
4. die der Knochenhöhle zugewandte Oberfläche des Markraumstoppers strukturiert ausgeführt oder aber mit Hilfkörpern versehen wird, so daß die Reibung zwischen Knochenwand und Markraumstopper vergrößert wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Durch das Aufblasen des zentralen Hohlkörpers wird ein besonders gutes Anpressen des Markraumstoppers an die Knochenwandung erreicht. Wird - wie in DE 42 19 564 A1 im Rahmen einer Membranabdichtung vorgeschlagen - lediglich der Rand des Markraumstoppers aufblasbar ausgeführt, so ist die auf den Knochen aufgepreßte Fläche äußerst gering und die damit erzielbare Abdichtung der Knochenhöhle schlechter.

Als Material muß naturgemäß ein elastisches Material gewählt werden, daß sich entsprechend dem Aufblasdruck ausdehnen kann. Als Beispiel eines nicht resorbierbaren Materials käme z. B. weiches Polyethylen in Frage. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn ein Material gewählt wird, das im Körper resorbiert (z. B. hydrolytisch oder enzymatisch abgebaut) wird. Als Beispiel eines gut geeigneten Werkstoffes aus dieser Klasse dürfte eine mit Wasser und Glycerol angemischte Gelatine sein, die aufgrund des zugemischten Glycerols eine elastische Konsistenz auf Dauer beibehält. Verschiedene Rezepturen zum Zubereiten von Gelatine finden sich in: Voigt R, Werchan Dora (1981) Zum Schmelzverhalten von Gelatinegelen. Pharmazie 36: 624-28.

Als das in den Markraumstopper unter Druck eingebrachte Fluid eignet sich z. B. eine sterile isotone Kochsalzlösung oder aber einfach Luft oder Gas. Dieses Fluid darf aus dem Markraumstopper nicht entweichen. Dazu ist ein Ventilmechanismus erforderlich, der das Fluid in dem Hohlraum des Markraumstoppers zurückhält. Dabei ist es sinnvoll, daß der Markraumstopper über den Führungsstab, der zu dem Plazieren des Stoppers erforderlich ist, gefüllt wird.

Dazu ist denkbar, daß der Markraumstopper mit Hilfe einer Nadel punktiert wird, die mit dem durchbohrten Führungsstab fest verbunden ist. Zum einen wird durch diese Nadel eine temporäre Verbindung des Stoppers mit Führungsstab hergestellt (wobei diese Verbindung noch durch die Abschlußplatte des Führungsstabes oder durch Einschieben des Führungsstabes in den Markraumstopper verbessert werden kann), zum anderen kann der Hohlraum des Stoppers durch die Nadel gefüllt werden, indem z. B. mit einer Spritze am anderen Ende des Führungsstabes ein Fluid durch den durchbohrten Führungsstab und so durch die Nadel in den Hohlraum des Markraumstoppers gepreßt wird. Bei einem sehr weichen Material und einem nicht zu großen Füllungsdruck verschließt sich das Punktionsloch nach dem Zurückziehen der Nadel von selbst, so daß keine wesentliche Menge an Fluid aus dem Stopper durch das Punktionsloch austreten kann. Bei einem härteren Material des Markraumstoppers und höheren Füllungsdrucken reicht dieser Verschluß jedoch nicht aus. Um hier eine sichere Abdichtung zu erzielen, kann an der Punktionsstelle eine Vorwölbung in das Innere des Markraumstoppers reichend angebracht werden. Durch den in dem Hohlraum aufgebauten Druck wird diese Vorwölbung zusammengepreßt, so daß der Stichkanal der Punktionsnadel zusammengedrückt wird. Da der Druck, mit dem der Stichkanal zusammengedrückt wird, mit dem Füllungsdruck des Markraumstoppers ansteigt, kann so eine sichere Abdichtung der Punktionsstelle auch bei hohen Füllungsdrucken erreicht werden.

Es ist auch möglich, auf die Punktionsnadel an dem Führungsstab zu verzichten. Dazu kann der durchbohrte Führungsstab z. B. in einer kegelförmigen Bohrung mit dem aus einem weichen Material hergestellten Markraumstopper temporär durch Formschluß verbunden sein und durch ein Loch im Markraumstopper ein Fluid in den Hohlraum durch den Führungsstab eingedrückt werden. Durch einen Ventilmechanismus wird ein Ausdringen des Fluids aus dem Stopper verhindert, wobei als Ventil wieder die in den Stopper hineinragende Nase dienen kann, die durch den Innendruck des Stoppers zusammengepreßt wird und so das dünne Loch zusammendrückt und abdichtet.

Natürlich sind auch alle anderen bekannten Ventilmechanismen denkbar, die ein Zurückströmen des Fluids aus dem Markraumstopper verhindern.

Im Folgenden soll die Erfindung durch die Abbildungen weiter erläutert werden. Es zeigt die Fig. 1

Fig. 1 einen aufgeschnittenen Markraumstopper 1 in schräger Aufsicht. Der Führungsstab 3 ist mit der Punktionsnadel 2 und der Abschlußplatte 4 fest und mit dem Markraumstopper 1 temporär durch die Punktionsnadel und Aufsitz des Markraumstoppers auf der Abschlußplatte verbunden. Die Punktionsnadel muß durch die Nase 6 gestochen sein, die als Vorwölbung in den Hohlraum 5 ragt, so daß beim Herausziehen der Nadel der Innendruck die Nase zusammendrückt und so das Punktionsloch verschließt.

Fig. 2 einen aufgeschnittenen Markraumstopper 8 in schräger Aufsicht. Der Führungsstab 7 ist mit der Punktionsnadel 9 fest und mit dem Markraumstopper 8 temporär durch die Punktionsnadel sowie durch Einschieben des Führungsstabes in die Aussparung im Markraumstopper verbunden.

Fig. 3 einen aufgeschnittenen Markraumstopper 12 in schräger Aufsicht. Der Führungsstab ist über einen Hinterschnitt - z. B. einen in den Markraumstopper hineinragenden Kegel 10 - temporär durch Formschluß mit dem Markraumstopper verbunden und kann nach Befüllen des Markraumes mit einem Fluid aus dem Hinterschnitt herausgezogen werden. Das Belüftungsloch 11, das durch die Nase 14 in den Hohlraum 13 hineinragt, wird durch den auf die Nase 14 wirkenden Innendruck im Sinne eines Ventils verschlossen.

Fig. 4 einen Markraumstopper 15 in schräger Aufsicht. Zum besseren Einbringen in die Knochenhöhle ist die Seite, die zunächst in die Knochenausnehmung hineingeschoben wird, abgerundet 16 ausgeführt. Zur besseren Haftung des Markraumstoppers an der Knocheninnenwand kann die Oberfläche des Stoppers strukturiert - z. B. mit Noppen 17 - ausgeführt werden. Anstelle der Noppen können auch Hilfskörper aus harten Material (z. B. resorbierbare Lactide oder Glycolide) eingearbeitet - z. B. in der Gußform mit eingeschmolzen- werden.

Als Beispiel eines gut geeigneten resorbierbaren Materials kann die im Beispiel 1 beschriebene Mischung gelten, die sich wie folgt zusammensetzt:
Bsp. 1 6 Teile Glycerol
4 Teile Wasser.
Diese Flüssigkeit im Gewichtsverhältnis Flssk./Gel. = 2.5 mit Schweinegelatine (300 Bloom) verrühren. Nach Anquellen und Erhitzen ist diese Masse spritzgußfähig und nach Erkalten und Aushärten von geeigneter weicher Konsistenz.

Natürlich sind auch andere Mischungsverhältnisse mit anderen Gelatinesorten und natürlich auch andere resorbierbare Materialien denkbar, die ähnlich elastische Materialeigenschaften aufweisen.

Claims

1. Markraumstopper zum Abdichten von Knochenöffnungen dadurch gekennzeichnet, daß der Markraumstopper (1, 8, 12, 15) einen zentralen Hohlraum (5, 13) und einen damit in Verbindung stehenden Ventilmechanismus aufweist, über den der Hohlraum des Stoppers mit einem Fluid unter Druck gefüllt wird und der verhindert, daß das Fluid nach dem Befüllen wieder herausströmt, wobei der Ventilmechanismus aus einer Vorwölbung (6, 14) besteht, die in den Hohlraum des Markraumstoppers hineinragt, und durch die eine Punktionsnadel (2, 9) geschoben wird, durch welche der Markraumstopper mit einem Fluid gefüllt werden kann, so daß durch den so entstehenden Innendruck in dem Hohlraum des Markraumstoppers diese Vorwölbung zusammengepreßt wird, so daß das Punktionsloch auch nach Zurückziehen der Punktionsnadel zusammengedrückt und so verschlossen wird.

2. Markraumstopper zum Abdichten von Knochenöffnungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwölbung (6, 14), die in den Hohlraum des Markraumstoppers hineinragt, eine vom Durchmesser her kleine Verbindung nach außen hat, so daß der Markraumstopper mit einem Fluid durch diese Verbindung hindurch gefüllt werden kann, wobei durch den entstehenden Innendruck in dem Hohlraum des Markraumstoppers diese Vorwölbung zusammengepreßt wird, so daß damit auch die Verbindung nach außen zusammengedrückt und der Hohlraum des Markraumstoppers verschlossen wird.

3. Markraumstopper zum Abdichten von Knochenöffnungen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Reibung zwischen dem Markraumstopper und der Knochenhöhle die Oberfläche des Markraumstoppers strukturiert ausgeführt wird oder mit Hilfe von harten und/oder resorbierbaren Zusatzkörpern (17) eine rauhe Oberfläche des Markraumstoppers geschaffen wird.