DE2907013A1

DE2907013A1 - Verfahren und vorrichtung zum beguenstigen der heilung von verletzten knochenknorpeln und geweben im gesichtsbereich

Info

Publication number: DE2907013A1
Application number: DE19792907013
Authority: DE
Inventors: Joseph L Dr Med Lawrence
Original assignee: American Medical Systems LLC
Current assignee: American Medical Systems LLC
Priority date: 1978-02-24
Filing date: 1979-02-23
Publication date: 1979-08-30
Also published as: JPS5547870A; GB2026322A

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Begünstigen der Heilung von verletzten Knochenknorpeln und Geweben im Gesichtsbereich durch Anregen des natürlichen Zellenwachstums und der Heilung in Knochen- sowie Weichgewebe ohne Durchführung eines direkten Körpereingriffs, hervorgerufen durch Verletzungen, Knochenresorption, wie in der peridontalen Pathologie, und Verletzungen bzw. Wunden in diesen Bereichen beispielsweise infolge einer zahnärztlichen Operation, einer Schlag- oder Stoßbeaufschlagung in diesem Bereich, oder einer korrigierenden oder kosmetischen Operation in dem Nasenbereich. Die vorliegende Methode stellt eine eingriffsfreie Behandlung dar, um eine schnei· lere Wiederherstellung zu erzielen, und zwar durch Reduzieren von Schwellungen, die anfänglich von den Verletzungen ausgehen, und von wiederkehrenden Schwellungen, die beispielsweise nach dem Abnehmen von für die Behandlung benutzten Fixiermitteln auftreten.

Es ist bekannt, daß die Regenerierung von beschädigtem Knochen- und Weichgewebe in natürlicher Weise durch die mitotische Aktivität von periostalen und endostalen Stamm- bzw. Stielzellen (stern cells) in den unbeschädigten Bereichen auftritt, die unmittelbar an den beschädigten Bereich angrenzen. Zum Zeitpunkt der Beschädigung und vor dem Auftreten einer Wiederherstellung, entweder in natürlicher oder in induzierter Weise, hat der beschädigte Bereich ein positives elektrisches Potential. Es ist ferner bekannt, daß dann, wenn einmal die natürliche regenerative Wirkung stattfindet, ein höchst negatives Potential beobachtet wird. Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren, wonach in dem beschädigten Bereich ein höchst negatives Potential erzeugt wird, um das natürliche Zellenwachstum zu induzieren und die Zellenaktivität in dem beschädigten Bereich zu vergrößern sowie anzuregen, damit die Geschwindigkeit des Heilungsprozesses vergrössert wird. Im einzelnen wird der beschädigte Bereich mit einem gepulsten elektrischen Signal des sogenannten 'transdermalen Hörsystem¹ Typs erregt, um das erwünschte negative Potential zu erzeugen .

909835/0762

Demnach besteht die Aufgabe in der Schaffung eines verbesserten Verfahrens und einer entsprechenden Vorrichtung der genannten Art.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich ein Verfahren der genannten Art erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen von Anspruch 1 aufgeführten Merkmale aus. Eine zum Durchführen des Verfahrens geeignete Vorrichtung zeichnet sich durch die im Kennzeichen von Anspruch 6 genannten Merkmale aus. Weitere Merkmale ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.

Das Signal ist ein amplitudenmodulierter Träger, der übermoduliert (das heißt mehr als 100 %) ist, um Pulsierungseigenschaften zu erzielen. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden zwei Elektroden benutzt, die jeweils in eingriffsfreier Weise kapazi- . tiv an den Körper angekoppelt werden. Das Trägersignal ist durch Hörfrequenzen im Bereich zwischen etwa 100 und 400 Hz übermoduliert. Das pulsierende Behandlungssignal hat eine allgemein dreieckige Umhüllende und einen Pulsierungszyklus in der Größenordnung von einer Sekunde oder weniger. Die Anwendung der 'transdermalen¹ Behandlungssignale (das heißt derjenigen Signale, welche bisher transdermal bei Patienten angewendet wurden, um elektrotherapeutisch ihre Hörfähigkeit zu verbessern) führt zu einer augenscheinlichen Gleichrichtung des angelegten Signals und zu einer Erzeugung einer negativen Gleichstromladung an der Stelle der erwünschten regenerativen Aktivität.

Das angewendete transdermale Signal steuert die Schwellung bis zu dem Ausmaß, daß sie viel schneller als bei herkömmlichen Verfahren beispielsweise zur Bruchbehandlung absinkt, und es werden wieder auftretende Schwellungen vermindert, wie es oben erwähnt wurde. Diese Steuerung von wieder auftretenden Schwellungen ist sehr wichtig beispielsweise nach einer dentalen Operation, da die Mandibularverbindung steif und laufend steifer wird, wenn der Heilprozeß nicht schnell stattfindet, und zwar infolge von in die Gewebe einziehendem Faserstoff-Serum (fibrinous serum), in einer zu Fußknöchelgeweben ähnlichen Weise. Das angelegte transdermale Signal hilft dabei, diese Erscheinung zu eliminieren, da es die

909835/0762

Vasoconstrictionsaktivität an der Oberfläche des Gewebes vergrössert, die Vasodilatationsaktivität in tieferen Muskeln steigert, um eine Vergrößerung des Blutflusses zu begründen, und ruhende Zellen(dormant cells) infolge der physiologischen Depolarisation während der pathologischen Prozesse polarisiert. Durch das elektromagnetische Feld infolge des angewendeten Signals wird eine elektromagnetische übung auferlegt, wodurch jede Zelle dazu veranlaßt wird, piezoelektrische (piesoelectric) Eigenschaften zu zeigen. Auch ergibt sich eine periphere Nervenregenerierung infolge des angelegten Signals, was die obigen Prozesse beschleunigt. Wegen dieser Resultate aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich hier eine. Verminderung der Adhäsionsformation (adhesion formation), da der Patient nicht für eine längere Zeitperiode unbeweglich gemacht wird. Tatsächlich ermöglicht die vorliegende Erfindung eine Eliminierung vieler pathologischer Probleme, und sie reduziert die normale Heilungszeit um 50 %.

Es wurde in Übereinstimmung hiermit festgestellt, daß ein bestimmtes, vergleichsweise kleines, elektrisches Potential zum Verbessern der normalen Heilungszeit notwendig ist, wie es oben erörtert wurde. Tatsächlich liegt der zum Erzeugen eines deutlichen und bedeutsamen mitotischen Verhaltens erforderliche Strompegel im Bereich von etwa 2 und 20 Milliampere. In diesem Zusammenhang sind die an der behandelten Stelle angesetzten beiden Elektroden entweder beide blank, beide mit einer dielektrischen Beschichtung versehen, wie beispielsweise mit Mylar, oder eine Elektrode ist blank, während die andere Elektrode mit Mylar beschichtet ist. Mylar ist Polyäthylenterephthalat, ein Polyesterprodukt von DuPont. Der Strom mit zwei blanken Elektroden liegt im Bereich von 2-4 Milliampere. Bei einer blanken und einer beschichteten Elektrode beträgt der Strom 12-15 Milliampere, und mit zwei beschichteten Elektroden beträgt der Strom 18-20 Milliampere. Das Trägersignal in der Einheit hat eine Frequenz von 35 KHz.

Das durch das angewendete Behandlungssignal entwickelte Potential simuliert natürliche elektrische Phänomene und regt das regenera-

9 09835/0762

tive Wachstum an. Was in vielen Fällen wahrscheinlich noch viel wichtiger ist, wie es oben im Zusammenhang mit der Schwellungsverminderung erörtert wurde, ist die Tatsache, daß das an der Verletzungsstelle entwickelte Potential dazu neigt, Unfähigkeiten von Knochen- und Weichgewebe zu überwinden, passendes elektrisches Potential zu erzeugen, um die erforderliche Zellengrundlage für eine zufriedenstellende Knochenabsetzung und Weichgewebeheilung herzustellen. Beispielsweise ist es beim Wiederherstellen eines verletzten Gesichtsbereiches, in dem der Knochen schlimm zertrümmert ist, üblich, die Stücke ähnlich wie Glieder in einem Mosaikspiel zusammenzusetzen. Wenn die gesamte Verbindung unter einem Mikroskop betrachtet wird, zeigen die Bruchstellen auch nach einer ausgedehnten Zeitperiode nur zerschmetterten Knochen und eine Bildung von erneuertem Gewebe. Irgendeine Zunahme der Geschwindigkeit, mit der sich neue Knochenzellen bilden, reduziert das ständige Problem einer durch Verwerfungen begründeten unpassenden Verbindung. Das erfindungsgemäße Verfahren begründet eine schnelle Knochenabsetzung im Vergleich zu dem natürlichen Heilungsprozeß.

Erfindungsgemäß wird das passende elektrische Potential an der Verletzungsstelle durch kapazitives Ankoppeln des Ausgangs einer •transdermalen Hörtherapie¹ Vorrichtung erzeugt, beispielsweise des Typs, wie er detaillierter in dem britischen Patent 1 248 799 beschrieben ist, worauf hiermit Bezug genommen wird. Das von dieser Vorrichtung erzeugte .Behandlungssignal besitzt ein Trägersignal normalerweise mit einer Hörfrequenz von etwa zwischen 15 und 60 KHz, wobei dieses Trägersignal mehr als 100 % amplitudenmoduliert ist, und zwar mit einem laufend gewobbelten reinen Niederfrequenzton von etwa 100-400 Hz. Das Trägersignal ändert seine Frequenz als Funktion der Körperkapazität, und es liegt deshalb eine automatische Änderung auf einer kontinuierlichen Basis vor, so daß das Elektrodensystem ständig mit dem Körper eine kontinuierliche Serienresonanz aufrechterhält. Das ausgewählte Behandlungssignal wird an den verletzten Bereich des Patienten angekoppelt, beispielsweise indem die Elektroden an entgegengesetzten Seiten des zu behandelnden Bereiches angeordnet oder an den zu behandelnden Bereich angrenzend positioniert werden. - 7 - j

909835/0762

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung.

Es zeigen:

Figur 1 - in einer schematischen Darstellung den Kopf eines Patienten, wobei die Elektrodenpositionierung gezeigt ist, um das erfindungsgemäße Verfahren für eine Behandlung eines verletzten Bereiches in dem maxillaren und/oder mandibularen Bogenbereich einzusetzen, und

Figur 2 - in einer schematischen Darstellung die Anordnung der Elektroden für die Behandlung eines verletzten Bereiches in der Nähe der Nase.

Gemäß den Zeichnungen, in denen ähnliche Bezugszeichen einander entsprechende Teile bezeichnen, sind an dem Kopf 10 eines zu behandelnden Patienten Elektroden 14b, 16b angesetzt, die in einer nicht umgehenden Weise über die Kiefer- und Kinnbögen bzw. -bereiche des zu behandelnden Patienten verlaufen. Die Elektroden 14b, 16b können aus einem flexiblen bzw. biegsamen Metall- oder metallischem Tuch bzw. Gewebe bestehen. Darüber hinaus kann es sich um blankes Metall handeln, und eine oder beide Elektroden können mit einer dielektrischen Beschichtung versehen sein, wie beispielsweise aus Mylar, was oben erwähnt wurde. Die Dicke der Beschichtung kann 0,0064 (0,25 mil) betragen. Gemäß der Darstellung sind die Elektroden 14b, 16b durch ein elastisches Verbindungsglied 22b am Kopf gehalten. Die Elektrode 14b ist über einen geeigneten Leiter 18 mit dem Ausgang einer Quelle 12 verbunden, die ein 'transdermales Hörsignal' erzeugt und von dem Typ ist, wie er in dem britischen Patent 1 248 799 beschrieben ist. Die Elektrode 16b ist in der gleichen Weise über einen Leiter 20 mit der Quelle 12 verbunden. Das von der Quelle 12 angelegte Behandlungssignal ist ein Trägersignal, das von einem gewobbelten Niederfrequenz-Hörton moduliert ist, wie es oben erörtert wurde.

In Figur 2 ist eine Nasenbehandlungsvorrichtung mit gegenüberliegenden Elektroden 14, 16 dargestellt, die an beiden Seiten einer Nase 26 des Patienten 10 angeordnet sind. Die Elektroden 14, 16 sind durch ein gebogenes dielektrisches Grundglied 24 verbunden,

909835/07 6 2

das an die Kontur bzw. den Umriß der Nase angepaßt ist. Ein elastisches Band 22 oder ein anderer Aufbau wird benutzt, um durch Umschließen des Kopfes die Elektroden an Ort und Stelle zu halten. Wie bei der Darstellung aus Figur 1 sind die Elektroden 14, 16 über entsprechende Leiter 18, 20 mit einer Quelle 12 für das Behandlungssignal verbunden. Wie es oben erläutert wurde, bestehen die Elektroden 14, 16 aus einem metallischen, leitenden Material, das ausreichend flexibel bzw. biegsam oder nachgiebig ist, um sich an die Konturen des zu behandelnden Bereiches anpassen zu können.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird das transdermale Behandlungssignal an gesundes Gewebe angelegt, das an die Verletzungsstelle angrenzt, um an dieser durch das angelegte Signal ein höchst negatives Potential zu entwickeln. Hierdurch soll eine Stimulation bzw. Anregung von Gewebezellen sowie Blutzellen und eine Vergrößerung des Blutflusses begründet werden, was wiederum zu nützlichen piezoelektrischen Eigenschaften führt, um so eine Kontraktion und Expansion der lebenden Zellen zu begründen. Eine solche Anwendung führt nicht nur zu einer Verminderung der Schwellung und des Schmerzes an der verletzten Stelle, sondern es erfolgt auch ein schnellerer Ablauf des Heilungsprozesses aufgrund dieser Verminderung. Das angewendete negative Potential ermöglicht es, daß die Zellen ein normaleres physiologisches Verhalten erfahren, einschließlich ihres Verhaltens bezüglich der Sauerstoffaffinität, der Enzyme und anderer Nährerfordernisse, in Verbindung mit einem ausgeglicheneren und verbesserten Natriumkaliumaustausch .

Eine entsprechende weitere nützliche Anwendung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf das Heilen von Weichgewebegeschwüren und auf dentale Einlagen bzw. Implantate. Bei dentalen Einlageanwendungen ist der Zielgedanke die schnelle Absetzung von neuem Knochen in den Spalten zwischen dem dentalen Implantat sowie den Innenwandungen einer leeren Zahnhöhle oder in einem zur Aufnahme eines Implantats zubereiteten Kanal. Der neu abgesetzte Knochen sorgt selbstverständlich für eine orts-

909835/0762

mäßige Sicherung der Einlage bzw. des Implantats, und zwar trotz Beanspruchungen von aufgebrachten vertikalen und seitlichen Kräften, die während des Kauens vorhanden sind. Bisher waren zahnärztliche Einlagen bzw. dentale Implantate vielfach zu einem Ausfallen verurteilt, da diese Kräfte entzündliche Prozesse begründeten und zu Brüchen des das Implantat umgebenden Knochens führten, wodurch sich die Einlage lockerte.

Bei periodontalen Anwendungen ist ein pyorrhetischer Zustand die Bildung einer eitrigen Entzündung der Zahnhöhlen, was gewöhnlich wiederum zu einem Lockern und schließlich einem Verlust führt. Nach einer Korrektur durch Entfernen von Absetzungen in den Zahn-, höhlen hat hier die Anwendung des 'transdermalen Signals' nach der vorliegenden Erfindung die Wirkung einer Verminderung der Beweglichkeit der Zähne in den Zahnhöhlen, wodurch die Verlustgefahr vermindert wird.

Im Zusammenhang mit der Orthodontie bzw. der Zahnregulierung begründen die Zerstörung von Knochenzellen an einer Seite der bewegten Zähne und der sich ergebende Leerbereich an der entgegengesetzten Seite eine beträchtliche Zahl von Fehlern selbst nach einer langen Anwendung von Klammern. In diesem Zusammenhang vermag die Erfindung die Zeit zu reduzieren, innerhalb derer Klammern getragen werden müssen. Außerdem wird die Anzahl von Fehlern bzw. Ausfällen infolge einer unvollständigen Bildung von neuem Knochen in dem an die bewegten Zähne angrenzenden Bereich vermindert.

Im Zusammenhang mit der Rhinoplastik bzw. der künstlichen Nasenbildung für Wiederherstellungs-, Korrektur- oder kosmetische Zwecke xcLrd im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Reduzierung von Schwellung und Schmerz an einer sehr frühen Stufe erreicht.

Die vorstehende Beschreibung und die Beispiele der praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienen lediglich zur Erläuterung und sollen in keiner Weise beschränken. Dem Fachmann ist es klar, daß die genannten vorteilhaften Parameter auf

- 10 -

909835/07St

die erläuterte spezifische Behandlung anwendbar sind und im Rahmen der Erfindung verändert werden können. Beispielsweise kann das Trägersignal im Bereich von 15 bis 60 KHz liegen, und die modulierenden Töne können von 100 bis 4000 Hz reichen. Veränderungen innerhalb dieser Bereiche hängen von verschiedenen Paktoren ab, einschließlich der Art und Größe der zu behandelnden Stelle, der Stärke bzw. des Grades der Verletzung und der allgemeinen Gesundheit des Patienten. Es ist selbstverständlich darauf hinzuweisen, daß das bedeutendste Merkmal des vorliegenden Verfahrens die eingriffsfreie Behandlung ist, daß die benutzten Elektroden jeweils kapazitiv an den Körper angekoppelt werden und daß das Elektrodensystem laufend sowie automatisch eine Serienresonanz mit dem Körper aufrechterhält.

909835/0762

Leerseite

Claims

G 51 787 -su

American Medical Systems, 115 Fifth Avenue, New York, New York (USA)

Verfahren und Vorrichtung zum Begünstigen der Heilung von verletzten Knochenknorpeln und Geweben im Gesichtsbereich

Patentansprüche

Verfahren zum Begünstigen der Heilung von verletzten Knochenknorpeln und Geweben im Gesichtsbereich durch Anregen des natürlichen Zellenwachstums und der Heilung in Knochen- sowie Weichgewebe ohne Durchführung eines direkten Körpereingriffs, dadurch gekennzeichnet, daß ein Behandlungssignal mit einem Wechselstromträger erzeugt wird, daß die Amplitude dieses Signals über 100 % laufend mit einem Niederfrequenz-Hörsignal moduliert wird, daß das Behandlungssignal an einen Bereich eines zu behandelnden lebenden Körpers kapazitiv angekoppelt wird, daß der Ankopplungsschritt in eingriffsfreier Weise durch eine äußere Körperanwendung durchgeführt wird, daß ständig und automatisch eine Serienresonanz mit dem Körper aufrechterhalten wird und daß in dem Körperbereich eine negative Ladung erzeugt wird, um in dem Knochen- und Weichgewebe normale Zellenwachstumsprozesse anzuregen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägersignal eine Frequenz von 45 KHz hat und daß die Signalumhüllende ein Pulsierungsintervall von etwa einer Sekunde aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Niederfrequenz-Hörsignal laufend gewobbelt und gepulst wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankopplungsschritt mit einem erzeugten Strom

909835/0762

durchgeführt wird, der im Bereich zwischen etwa 2 und 20 Milliampere liegt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Niederfrequenz-Hörsignal eine Frequenz im Bereich zwischen etwa 100 und 400 Hz erteilt wird.
6. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Quelle (12) zum Erzeugen eines Wechselstromträger-Behandlungssignals, dessen Amplitude über 100 % mit einem Niederfrequenz-Hörsignal moduliert ist, durch Mittel (14, 16; 14b, 16b) zum kapazitiven Ankoppeln des Behandlungssignals an einen Bereich eines zu behandelnden lebenden Körpers, indem die Ankopplungsmittel ohne direkten Körpereingriff äußerlich ansetzbar sind, wobei sie mit dem Körper ständig sowie automatisch eine Serienresonanz aufrechterhalten und zum Anregen normaler Zellenwachstumsprozesse in dem Knochen- sowie Weichgewebe eine negative Ladung in dem Körperbereich erzeugen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (12) ein Trägersignal mit einer Frequenz von 45 KHz erzeugt, dessen Signalumhüllende ein Pulsierungsintervall von etwa einer Sekunde hat.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (12) das Niederfrequenz-Hörsignal ständig wobbelt und pulst.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (12) für den Ankopplungsschritt einen Strom im Bereich zwischen etwa 2 und 20 Milliampere erzeugt.
10. ,Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (12) mit einem Niederfrequenz-Hörsignal arbeitet, das eine Frequenz im Bereich zwischen etwa 100 und 400 Hz hat.

909335/0762