DE60115215T2

DE60115215T2 - Pfropfen zum füllen von knochendefekten

Info

Publication number: DE60115215T2
Application number: DE60115215T
Authority: DE
Inventors: L. Michael BOYER; C. David PAUL; B. Thomas HIGGINS; M. Christopher ANGELUCCI; D. Dominique MESSERLI; I. Kenneth KOBAYASHI
Original assignee: Synthes USA LLC
Current assignee: Synthes USA LLC
Priority date: 2000-03-22
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2021-03-23
Also published as: WO2001070136A2; WO2001070136A3; EP1265555B1; AU2001249368A1; CA2403683A1; ATE310471T1; EP1265555A2; DE60115215D1; WO2001070136A9

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Implantat für orthopädische Anwendungen. Genauer gesagt betrifft die Erfindung Pfropfen zum Füllen von leeren Stellen im Knochengewebe.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Knochentransplantate sind ein wichtiges und akzeptiertes Mittel zur Behandlung von Knochenbrüchen und -defekten geworden. Allein in den Vereinigten Staaten von Amerika werden jährlich etwa eine halbe Million Eingriffe zur Knochentransplantation durchgeführt, die auf eine ganze Reihe unterschiedlicher medizinischer Eingriffe für Komplikationen wie Brüche gerichtet sind, die mit Knochenverlust einhergehen, Verletzungen oder andere Umstände, bei denen eine Immobilisierung durch Fusion notwendig ist (wie bei der Wirbelsäule oder den Gelenken) und weitere Knochendefekte, die durch Verletzung, Infektion oder Krankheit vorliegen können. Die Knochentransplantation umfasst die operative Transplantation von Knochenstücken im Körper und erfolgt im Allgemeinen durch die Verwendung von Transplantationsmaterial, das aus einem Menschen gewonnen wird. Dies ist hauptsächlich durch die begrenzte Anwendbarkeit von Xenotransplantaten bedingt, Transplantaten von anderen Arten.
Orthopädische Autotransplantate oder körpereigene Transplantate umfassen einen Ausgangsknochen, der von der gleichen Person stammt, bei der die Transplantation vorgenommen wird. Damit wird bei dieser Art Transplantat Knochenmaterial von einer Stelle eines Körpers an eine andere Stelle desselben Körpers gebracht und weist diese Art den Vorteil auf, dass sehr geringe immunologische Komplikationen entstehen. Es ist nicht immer möglich oder gar erwünscht, ein Autotransplantat zu verwenden. Die Gewinnung von Knochenmaterial aus dem Körper eines Patienten erfordert üblicherweise eine Operation getrennt von dem Einpflanzungseingriff. Außerdem neigt die Entfernung von Material, die häufig mit der Verwendung gesunden Materials aus dem Beckenbereich oder den Rippen einhergeht, dazu, zusätzliche Beschwerden beim Patienten während der Rehabilitation hervorzurufen, insbesondere an der Stelle des entfernten Materials. Es wurden auch Transplantate aus synthetischen Werkstoffen entwickelt, jedoch begrenzt die schwierige Nachahmung der Eigenschaften von Knochen die Wirksamkeit dieser Implantate.
Als Ergebnis der Schwierigkeiten, die durch Autotransplantate und künstlich hergestellte Transplantate bedingt sind, umfassen viele orthopädische Maßnahmen wahlweise die Verwendung von Homotransplantaten, Knochentransplantaten von anderen Menschen (üblicherweise Leichen). Die Knochentransplantate werden zum Beispiel in einem Knochen des Transplantatempfängers angeordnet und dienen als Grundlage zur Unterstützung des Wachstums neuen Knochengewebes aus dem Knochen des Transplantatempfängers. Die Transplantate werden geformt, damit sie eine Form annehmen, die für die Einsetzung im Bereich des Bruches oder des Defekts geeignet ist, und erfordern häufig eine Befestigung an diesem Bereich, zum Beispiel mit Schrauben oder Stiften. Aufgrund der Verfügbarkeit von artgleichem Transplantationsausgangsmaterial und der breiten Akzeptanz dieses Materials in der Ärzteschaft wird die Verwendung artgleicher Transplantatgewebe auf dem Gebiet der Muskel-Skelett-Chirurgie sicher zunehmen.
Insbesondere weisen die verschiedenen Knochen des Körpers wie Femur (Oberschenkel), Tibia und Fibula (Bein), Numerus (Oberarm), Radius und Ulna (Unterarm) Geometrien auf, die sich beträchtlich unterscheiden. Außerdem unterscheiden sich die Längen dieser Knochen; zum Beispiel kann die Länge bei einem Erwachsenen zwischen 47 Zentimetern (Femur) und 26 Zentimetern (Radius) schwanken. Außerdem unterscheidet sich die Form des Querschnitts jeder Knochenart beträchtlich, wie auch die Form eines bestimmten Knochens über seine Länge. Während ein Femur eine im Allgemeinen abgerundete äußere Form aufweist, weist eine Tibia eine im Algemeinen dreieckige äußere Form auf. Auch die Wandstärke unterscheidet sich in verschiedenen Bereichen des Querschnitts jedes Knochens. Damit kann die Verwendung eines bestimmten Knochens zur Herstellung eines Implantatbestandteils von den Abmessungen und der Geometrie des Knochens abhängen.
Durch die maschinelle Bearbeitung von Knochen können jedoch Implantatbestandteile mit genormten Abmessungen hergestellt werden.
Knochen sind als mineralisierte Gewebe, die reich an Kollagen sind, aus etwa vierzig Prozent organischem Material (hauptsächlich Kollagen) zusammengesetzt, wobei der Rest anorganisches Material ist (hauptsächlich eine Zusammensetzung beinahe wie Hydroxylapatit, die 3Ca₃(PO₄)₂·Ca(OH)₂ ähnelt). Vom Aufbau her nimmt das Kollagen eine Fibrillenanordnung an, wobei Hydroxylapatitkristalle entlang der Länge der Fibrille angeordnet sind, und die einzelnen Fibrillen parallel zueinander angeordnet sind und Fasern bilden. Je nach Art des Knochens sind die Fibrillen entweder miteinander verflochten oder in Lamellen angeordnet, die senkrecht zueinander angeordnet sind.
Es gibt wenig Zweifel darüber, dass Knochengewebe eine schwierige Ausgestaltung aufweisen und es gibt wesentliche Änderungen der Eigenschaften von Knochengeweben hinsichtlich der Art des Knochens (d.h. Bein, Arm, Wirbel) sowie der Gesamtstruktur jeder Art. Zum Beispiel weisen Bein- und Armknochen, wenn sie in Längsrichtung getestet werden, ein Elastizitätsmodul von etwa 17 bis 19 GPa auf, während Wirbelgewebe ein Elastizitätsmodul von kleiner 1 GPa aufweist. Die Zugfestigkeit von Bein- und Armknochen schwankt zwischen etwa 120 MPa und etwa 150 MPa, während die Wirbel eine Zugfestigkeit von kleiner 4 MPa aufweisen. Insbesondere unterscheidet sich die Druckfestigkeit von Knochen, wobei Femur und Numerus jeweils eine maximale Druckfestigkeit von etwa 167 MPa beziehungsweise 132 MPa aufweisen. Die Wirbel weisen wiederum ein weitaus geringere Druckfestigkeit von nicht mehr als etwa 10 MPa auf.
In Bezug auf die Gesamtstruktur eines bestimmten Knochens verändern sich die mechanischen Eigenschaften über den Knochen. Zum Beispiel weist ein Langknochen (Beinknochen) wie der Femur sowohl die Kompakta als auch die Spongiosa auf. Der kortikale Knochen, der kompakte und dichte Knochen, der die Markhöhle umgibt, ist im Allgemeinen massiv und trägt daher in größeren Knochen die meiste Belastung. Der spongiöse Knochen, der schwammartige innere Knochen, ist im Allgemeinen porös und biegsam und im Vergleich zum kortikalen Knochen nur etwa ein Drittel bis zu einem Viertel so dicht, ein Zehntel bis zu einem Zwanzigstel so steif, jedoch fünf Mal so biegsam. Während der spongiöse Knochen eine Zugfestigkeit von etwa 10 bis 20 MPa und eine Dichte von etwa 0,7 aufweist, weist der kortikale Knochen eine Zugfestigkeit von etwa 100 bis 200 MPa und eine Dichte von etwa 2 auf. Außerdem beträgt die Dehnung bis zum Bruch von spongiösem Knochen etwa 5 bis 7%, während kortikaler Knochen nur 1 bis 3% Dehnung vor dem Bruch aushalten kann. Es sollte auch festgehalten werden, dass sich diese mechanischen Eigenschaften aufgrund von zahlreichen Umständen wie jeder chemischen Behandlung, die an dem Knochenmaterial vorgenommen wird, und der Art der Lagerung nach der Entfernung, jedoch vor der Einpflanzung (d.h. Trocknen des Knochens) verschlechtern können.
Insbesondere gliedern sich Implantate aus spongiösem Knochen aufgrund der besseren osteokonduktiven Eigenschaft spongiösen Knochens im Vergleich zu kortikalem Knochen einfacher in den umgebenden Knochen des Transplantatempfängers ein. Außerdem ist bekannt, dass spongiöser Knochen aus unterschiedlichen Bereichen des Körpers eine Reihe von Porositäten aufweist. Zum Beispiel weist spongiöser Knochen im Darmbeinkamm eine andere Porosität auf als der spongiöse Knochen im Femurkopf. Damit kann die Ausgestaltung eines Implantats unter Verwendung von spongiösem Knochen abgestimmt werden, damit insbesondere Material einer gewünschten Porosität enthalten ist.
Es ist bei der Berücksichtigung der Ausgestaltung von Implantaten unentbehrlich, die Unterschiede der Arten und Eigenschaften von Knochen anzuerkennen. Chirurgen arbeiten häufig mit Knochen unter Verwendung ähnlicher Werkzeuge, wie sie im Zimmermannshandwerk vorgefunden werden würden, die der Verwendung im Operationssaal angepasst sind. Dies lässt darauf schließen, dass Knochen einige Eigenschaften aufweisen, die manchen Holzarten ähneln, zum Beispiel, dass sie leicht gesägt und gebohrt werden können. Insbesondere sind jedoch viele Unterschiede gegenüber Holz, beispielsweise die Schleifeigenschaft von Hydroxylapatit und die geringe Reaktion auf eine örtliche Erwärmung während der maschinellen Bearbeitung von Knochen. Die Verbindung aus Zug- und Druckfestigkeit, die bei Knochen vorgefunden wird, die sich aus den Eigenschaften von Kollagen und Hydroxylapatit ergibt, wird daher treffender mit der Zug- und Druckfestigkeit von Stahlbeton verglichen, bedingt durch Stahl und Zement. Während Holz in beträchtlichen Mengen leicht verfügbar ist, ist Knochenmaterial außerdem ein äußerst begrenzter Rohstoff, der äußerst wirtschaftlich verwendet werden muss.
Es sind verschiedene Arten von Knochentransplantaten bekannt. Zum Beispiel umfasst ein Abstandsstück für Wirbel, wie es in der US-Patentschrift 5,989,289 (Coates et al.) offenbart ist, einen Körper, der aus einer Knochenzusammensetzung wie kortikalem Knochen gebildet ist. Das Abstandsstück weist Wände auf, die eine Kammer definieren, die derart bemessen ist, dass eine Knochen bildende Zusammensetzung aufgenommen wird um das Knochenwachstum zu erleichtern.
Die US-Patentschrift 5,899,939 (Boyce et al.) offenbart ein aus Knochen entstammendes Implantat für Last tragende Anwendungen. Das Implantat weist eine oder mehrere Schichten aus vollständig mineralisiertem oder teilweise demineralisiertem kortikalem Knochen auf und wahlweise eine oder mehrere Schichten aus einem anderen Material. Die Schichten, die das Implantat bilden, werden zu einer einheitlichen Struktur zusammengesetzt, zum Beispiel indem Schichten miteinander Rand an Rand auf eine Art verbunden werden, die einer Beplankung entspricht.
WO 97/25945 betrifft einen diaphysealen kortikalen Dübel, der durch die Gewinnung eines Pfropfens aus einem Schaft verschiedener Langknochen bereitgestellt wird. Der Dübel weist einen innerhalb des Marks liegenden Kanal auf, der mit verschiedenen Knochen bildenden Materialien bepackt werden kann.
Durch den im medizinischen Bereich schnell zunehmenden Bedarf an Vorrichtungen, die Knochenmaterial enthalten, stellt der gewaltige Bedarf an dem Gewebematerial selbst, insbesondere von artgleichem Transplantatgewebematerial, eine beträchtliche Herausforderung für die Branche dar, die das Material liefert. Bedingt durch die Größe und Form der Knochen, aus denen das Material gewonnen wird, und den Begrenzungen der Abmessung einer bestimmten Knochenart hinsichtlich der natürlich vorkommenden Länge und Dicke (d.h. kortikal oder spongiös) besteht ein Bedarf an einem Mittel, durch das einzelne Knochenbruchstücke miteinander verbunden werden können um größere, eine Einheit bildende Implantate zu bilden, die für die Verwendung in Bereichen größerer Brüche oder Defekte besser geeignet sind. Zum Beispiel ist die Größe kortikaler Knochenbruchstücke, die für die Wiederherstellung eines Bruchs oder einer defekten Stelle benötigt werden, häufig nicht in ausreichend dicker Form vorhanden. Obwohl mehrere Bruchstücke zusammen die Anforderungen an Größe und Form erfüllen können, stellten mehrere wichtige Bedenken eine praktische Begrenzung für die Umsetzung dieses Gedankens dar. Es gibt eine beträchtliche Unsicherheit, was die strukturelle Unversehrtheit angeht, die durch Bruchstücke bereitgestellt wird, die angrenzend aneinander angeordnet sind ohne Verklebung oder ein anderes Mittel der Sicherung der Bruchstücke aneinander. Darüber hinaus gibt es Bedenken wegen der Möglichkeit, dass ein Bruchstück aus seiner Lage rutschen kann, was zur Wanderung des Bruchstücks und einer möglichen weiteren Beschädigung im oder in der Nähe des Einpflanzungsbereichs führt.
Außerdem können aufgrund der Geometrie von Knochen wie dem Femur und der Tibia als Folge von Größenbeschränkungen nicht ohne weiteres alle Abschnitte der Knochen verwendet werden. Damit werden Implantate nach dem Stand der Technik, insbesondere Homotransplantate, mit unwirtschaftlicher Verwendung von Ausgangsknochen hergestellt.
Es gibt einen Bedarf an neuen, grundlegenden Herangehensweisen an die Arbeit mit und die Verarbeitung von Geweben, insbesondere von artgleichem Transplantatmaterial, insbesondere hinsichtlich der maschinellen Bearbeitung, dem Zusammenpassen und Zusammensetzen von Knochenbruchstücken. Insbesondere gibt es einen Bedarf an einem Implantat, durch das eine wirtschaftlichere Verwendung des Ausgangsmaterials möglich ist. Insbesondere besteht ein Bedarf an einem Implantat, das ein einheitliches Implantat mit zwei oder mehreren Knochenbruchstücken ist, die ineinander greifen um eine mechanisch wirksame, haltbare Einheit zu bilden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Pfropfen zum Füllen eines leeren Bereichs in anatomischen Knochen bereitgestellt, umfassend:
einen Körper mit einem oberen Ende, einem unteren Ende und einer äußeren Oberfläche, welche zwischen dem oberen und dem unteren Ende angeordnet ist; und
eine erste Kappe, die einen Verschlussabschnitt umfasst, welcher mit einem Ende des Körpers mechanisch verschließbar ist und derart konfiguriert und bemessen ist, um in dem Körper drehbar aufgenommen zu werden,
wobei der Verschlussabschnitt sich im Wesentlichen über eine Seite der ersten Kappe erstreckt, und
wobei der Körper und die erste Kappe im Wesentlichen aus Knochen gebildet sind, welcher ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus kortikalem und spongiösem Knochen.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Pfropfen zum Füllen einer leeren Stelle im Knochengewebe. Der Pfropfen umfasst einen Körper und mindestens eine Endkappe, die miteinander verbunden sind. Der Körper kann eine Hülse mit einem oberen Ende, einem unteren Ende, einer inneren Oberfläche und einer äußeren Oberfläche sein. Es kann auch ein Einsatz vorgesehen sein, welcher derart konfiguriert und bemessen ist um in der Hülse aufgenommen zu werden. Der Einsatz kann aus spongiösem Knochen gebildet sein, der ein Fluid darin konzentriert aufweisen kann. Der Einsatz kann mechanischem Druck ausgesetzt worden sein, um das Fluid zu konzentrieren, der durch Aspiration erzeugt worden sein kann. Das Fluid kann auch durch Einweichen konzentriert worden sein.
Bei einigen Ausführungsformen ist der Einsatz an wenigstens einer von Hülse und erster Kappe mit wenigstens einem Befestigungsmittel gesichert, das ausgewählt ist aus Schraube, Schlüssel, Stift, Zapfen, Niete, Splint, Nagel, Dorn, Bolzen, Knopf, Heftklammer, Nabe, Klemme, Klammer, Dübel, Pflock, Haken, Anker, Schnur, Band, Falz und Keil. Von der Hülse, der Endkappe, dem Einsatz und dem Befestigungsmittel kann wenigstens eins aus teilweise demineralisiertem oder demineralisiertem Knochen gebildet sein und von der Hülse, der Endkappe, dem Einsatz und dem Befestigungsmittel können wenigstens zwei mittels eines Haftmittels aneinander gebunden sein. Von der Hülse, der Endkappe, dem Einsatz und dem Befestigungsmittel kann wenigstens eins wenigstens partiell dehydratisiert sein um lose in eine umgebende Berührungsfläche hinein zu passen. Von der Hülse, der Endkappe und dem Einsatz kann wenigstens eins ferner Ausrichtungsmarkierungen umfassen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Hülse mit wenigstens einem von Knochensplittern, Knochenpartikeln, Knochenfasern, Knochenwachstumsmaterialien, Hydroxylapatit, Metall, resorbierbarem Material, Polymer, Keramik und Knochenzement bepackt sein.
Bei einigen Ausführungsformen kann die Hülse auch wenigstens ein Durchgangsloch umfassen, welches sich von der inneren Oberfläche zu der äußeren Oberfläche erstreckt, und kann die Hülse zylindrisch sein. Außerdem kann die Hülse wenigstens eine Vertiefung umfassen, welche sich von der äußeren Oberfläche zur inneren Oberfläche hin erstreckt. Ferner kann die Hülse mehrere integral mit ihr gebildete Finger umfassen.
Der Körper und die wenigstens eine Endkappe des Pfropfens können aus Knochen gebildet sein, wobei die Hülse und die Endkappe aus kortikalem Knochen gebildet sind.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen Pfropfen zum Füllen eines leeren Bereichs in anatomischen Knochen. Der Pfropfen umfasst einen Körper mit einem oberen Ende, einem unteren Ende und einer äußeren Oberfläche, welche zwischen dem oberen und dem unteren Ende angeordnet ist. Außerdem umfasst der Pfropfen wenigstens eine Kappe, die an einem Ende des Körpers angeordnet ist, wobei der Körper und die wenigstens eine Kappe aus Knochen gebildet sind. Bei einigen Ausführungsformen sind der Körper und die Kappe als eine Einheit gebildet. Der Körper und die Kappe können aus einem Abschnitt eines Langknochens gebildet sein, der quer zur Längsachse des Langknochens entnommen ist, wobei der Körper ein Durchgangsloch umfasst, das durch einen Kanal im Langknochen gebildet wird. Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Körper aus spongiösem Knochen gebildet sein und die Kappe kann aus kortikalem Knochen gebildet sein.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Füllen einer leeren Stelle in einem Knochen, umfassend: Einsetzen einer Füllvorrichtung in einen Abschnitt der leeren Stelle, wobei die Füllvorrichtung wenigstens eins von Knochensplittern, Knochenpartikeln, Knochenfasern, Knochenwachstumsmaterialien, Hydroxylapatit, Metall, resorbierbarem Material, Polymer, Keramik und Knochenzement umfasst; und Anbringen einer Kappe an die leere Stelle zur Versiegelung der Füllvorrichtung darin.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Bevorzugte Merkmale der vorliegenden Erfindung sind in den zugehörigen Zeichnungen offenbart, wobei ähnliche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten ähnliche Elemente bezeichnen und wobei:
1A und 1B perspektivische Darstellungen von Ausführungsformen von Pfropfen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;
1C bis 1G perspektivische in Einzelteile aufgelöste Darstellungen von Beispielpfropfen zeigen;
1H eine perspektivische Darstellung eines weiteren Pfropfens zeigt;
1I bis 1J perspektivische in Einzelteile aufgelöste Darstellungen von weiteren Pfropfen zeigen;
2A bis 2H perspektivische Darstellungen von Ausführungsformen von Kappen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;
3A eine Seitenansicht einer Hülse für einen Pfropfen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
3B einen Querschnitt der Hülse von 3A durch die Linie IIIB-IIIB zeigt;
3C einen Querschnitt der Hülse von 3A durch die Linie IIIC-IIIC zeigt;
3D eine perspektivische Darstellung einer Kappe gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
3E eine Unteransicht der Kappe von 3D zeigt;
3F eine Seitenansicht der Kappe von 3D zeigt;
3G eine perspektivische Darstellung der Hülse von 3A zeigt;
3H bis 3J die Anbringung der Kappe von 3D an der Hülse von 3G zeigt;
3K und 3L perspektivische Darstellungen von Füllvorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;
3M eine Seitenansicht eines Pfropfens gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Füllvorrichtung aus einem Femurkopf zeigt;
3N eine weitere Ausführungsform einer Hülse für einen Pfropfen gemäß der vorliegenden Erfindung mit Gewinde zeigt;
4A bis 4C eine Draufsicht, Seitenansicht beziehungsweise eine weitere Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer Kappe gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;
4D eine Seitenansicht der Kappe von 4A zeigt, die in einer Hülse eines Pfropfens gemäß der vorliegenden Erfindung angebracht ist;
4E einen Querschnitt der Kappe von 4A durch die Linie IVE-IVE zeigt;
4F eine Unteransicht einer Kappe mit einem Verschlussabschnitt mit gezahnten Kanten gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
4G eine perspektivische Darstellung einer Hülse mit Aussparungen auf der äußeren Oberfläche für einen Pfropfen zeigt, der gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet ist;
5A eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer Hülse für einen Pfropfen mit Fingern gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
5B einen Querschnitt der Hülse von 5A durch die Linie VB-VB zeigt;
5C einen Querschnitt der Hülse von 5A durch die Linie VC-VC zeigt;
5D und 5E eine Draufsicht beziehungsweise Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer Kappe für einen Pfropfen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
6A eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Pfropfens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
6B eine perspektivische in Einzelteile aufgelöste Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Pfropfens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
7A und 7B die Formung eines spongiösen Pfropfens zwischen einem Paar von Formwerkzeugen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
8A eine Seitenansicht eines weiteren Pfropfens zeigt;
8B eine Seitenansicht des Pfropfens von 8A zeigt;
9A eine Seitenansicht eines weiteren Pfropfens zeigt;
9B eine Seitenansicht des Pfropfens von 9A zeigt;
10A eine Seitenansicht eines weiteren Pfropfens zeigt;
10B eine Seitenansicht des Pfropfens von 10A zeigt;
11A eine Seitenansicht eines weiteren Pfropfens zeigt;
11B eine Seitenansicht des Pfropfens von 11A zeigt;
12 eine Seitenansicht von noch einem weiteren Pfropfen zeigt;
13 eine Seitenansicht eines weiteren Pfropfens im Querschnitt zeigt;
14A eine Seitenansicht eines weiteren Pfropfens im Querschnitt zeigt;
14B eine Seitenansicht des Pfropfens von 14A zeigt;
15A eine Seitenansicht eines weiteren Pfropfens im Querschnitt zeigt;
15B eine Seitenansicht des Pfropfens von 15A zeigt;
16 bis 25 Seitenansichten weiterer Ausführungsformen von Pfropfen im Querschnitt zeigen;
26 und 27 perspektivische in Einzelteile aufgelöste Darstellungen von weiteren Pfropfen zeigen;
28 und 29 perspektivische Darstellungen von einfügbaren Bestandteilen zur Verwendung bei Pfropfen zeigen.
30A eine Seitenansicht eines weiteren Pfropfens im Querschnitt zeigt;
30B eine perspektivische Darstellung der Hülse von 30A zeigt;
30C und 30D eine Seitenansicht beziehungsweise Unteransicht der Endkappe von 30A zeigt;
31A und 31B die Formung eines Pfropfens aus einem Querschnitt eines Knochens zeigen, der quer zur Längsachse eines Knochen entnommen wurde; und
32A und 32B Teilquerschnitte eines Langknochens beziehungsweise eines Wirbelkörpers zeigen, in die ein Knochenpfropfen eingesetzt ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es können gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung alle Strukturen aus einer großen Vielfalt verschiedener Implantatstrukturen hergestellt werden, insbesondere artgleiche, körpereigene und/oder artfremde Implantatstrukturen. Während hier eine repräsentative Auswahl von Implantatstrukturen offenbart und dargestellt ist, ist eine weitere Offenbarung in der vorläufigen US-Patentanmeldung 60/191,099 zu finden, die am 22. März 2000 eingereicht wurde.
Wie sie in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung verwendet sind, werden die Worte passend, zusammenpassend, ineinander greifend, schließend, verriegelnd, ineinander passend und verflochten alle allgemein verwendet um die Verbindung von Knochenabschnitten oder -stücken miteinander zu beschreiben. Damit sind diese Worte nicht auf die Verwendung einer bestimmten Art der Verbindung beschränkt. Damit kann zum Beispiel das Einpressen eines Knochenabschnitts in einen Hohlraum, der in einem weiteren Knochenabschnitt gebildet ist, unter Verwendung von jedem beliebigen der zuvor erwähnten Begriffe beschrieben werden. Außerdem ist durch die vorliegende Erfindung die Verwendung jeder beliebigen mechanischen Vorrichtung zum Verbinden von zwei oder mehr einzelnen Teilen eines Gegenstands oder einer Struktur möglich, obwohl verschiedene bevorzugte mechanische Befestigungsverfahren beschrieben sind. Diese mechanischen Vorrichtungen umfassen Folgendes, sind jedoch nicht beschränkt auf: Schrauben, Schlüssel, Stifte, Zapfen, Nieten, Splinte, Nägel, Dorne, Bolzen, Knöpfe, Heftklammern, Naben, Klemmen, Klammern, Dübel, Pflöcke, Haken, Anker, Schnüre, Bänder und Falze. Es können auch Haftmittel oder weitere chemische Mittel zum Verbinden von zwei einzelnen Teilen allein oder in Verbindung mit den mechanischen Vorrichtungen verwendet werden. Damit können die Mittel, die hier zum Befestigen von Knochenabschnitten aneinander beschrieben sind, soweit erforderlich zum Beispiel mit den zuvor erwähnten mechanischen Vorrichtungen, Haftvorrichtungen oder chemischen Mitteln ersetzt werden. Außerdem ist die vorliegende Erfindung, obwohl bestimmte Verbindungsarten offenbart sind, auf die Herstellung von Implantaten gerichtet, die unter Verwendung weiterer Verbindungen verbunden werden können.
Während die vorliegende Erfindung vorzugsweise auf die Herstellung von Implantaten aus artgleichem Transplantationsmaterial gerichtet ist, kann die vorliegende Erfindung auch auf Implantate angewendet werden, bei denen andere Materialien eingesetzt werden, die Folgendes umfassen, jedoch nicht beschränkt sind auf: Xenotransplantate, Autotransplantate, Metalle, Legierungen, Keramik, Polymere, Verbundwerkstoffe und eingekapselte Fluida oder Gele. Außerdem können die Implantate, die hier offenbart sind, aus Materialien mit unterschiedlicher Porosität gebildet werden, wie durch zusammengesetzte Knochenabschnitte aus verschiedenen Knochen oder verschiedenen Gewebearten mit unterschiedlicher Porosität.
Die Implantate, die hier offenbart sind, können auch aus Knochenmaterial mit unterschiedlichem Mineralgehalt gebildet werden. Zum Beispiel kann spongiöser oder kortikaler Knochen im natürlichen, teilweise demineralisierten oder demineralisierten Zustand vorliegen. Üblicherweise wird die Demineralisierung durch verschiedene chemische Verfahren erreicht, einschließlich der Verwendung einer Säure wie Salzsäure, Chelatbildnern, Elektrolyse oder einer anderen Behandlung. Durch die Demineralisierungsbehandlung werden die Mineralien entfernt, die im natürlichen Knochen enthalten sind, wobei Kollagenfasern mit Knochenwachstumsfaktoren einschließlich dem Bone Morphogenetic Protein (BMP) zurückbleiben. Die Veränderung der mechanischen Eigenschaften von Knochenabschnitten kann durch Demineralisierung erreicht werden. Vorteilhafterweise werden durch die Verwendung eines Demineralisierungsmittels an einem natürlichen Knochen die Eigenschaften des Knochens von einer steifen Struktur zu einer verhältnismäßig biegsamen Struktur umgewandelt, wenn er hydratisiert ist. Einige Abschnitte der zusammenpassenden Knochenbestandteile können demineralisiert oder teilweise demineralisiert werden, damit sie besser zusammenpassen. Zum Beispiel kann eine Gewebeform zwei Knochenbestandteile umfassen, die Abschnitte aufweisen, die über eine Presspassung miteinander verbunden sind. Die Presspassung kann weiter verfestigt werden, wenn der Oberflächenbereich einer oder mehrerer Bestandteile demineralisiert oder teilweise demineralisiert ist, sodass er biegsam ist und weist im hydratisierten Zustand eine gewisse Elastizität und/oder Formbarkeit auf.
Obwohl viele der Ausführungsformen, die hier beschrieben sind, Knochenbestandteile zeigen, die rechtwinklig angeordnet sind, oder Verbindungen, die rechte Winkel aufweisen, können außerdem bei Implantaten der vorliegenden Entwicklung wahlweise Winkel verwendet werden, die größer oder kleiner als neunzig Grad sind.
Die Bestandteile, die für die Herstellung von Implantaten der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können alle aus kortikalem Knochen, alle aus spongiösem Knochen gebildet sein oder eine Verbindung aus Bestandteilen sein, die aus kortikalem und spongiösem Knochen gebildet sind. Das miteinander Verbinden der Bestandteile kann durch verschiedene Mittel erreicht werden, die Folgendes umfassen, jedoch nicht beschränkt sind auf: Verstiftung, Verbinden mit einem geeigneten Knochenhaftmittel oder chemischen Mitteln, Einpressen, in Eingriff bringen mithilfe eines Gewindes (zum Beispiel durch schraubenförmiges Einschrauben eines Bestandteils in einen anderen), Einsetzen eines spitz zulaufenden Bestandteils in einen Bestandteil mit einer passenden inneren Oberfläche, Drehverschluss oder weitere Verschlussmittel, wie sie bei weiteren Ausführungsformen beschrieben sind. Obwohl durch die vorliegende Entwicklung vorzugsweise die Herstellung von Implantaten ausschließlich aus Knochenmaterial möglich ist, wird auch erwartet, dass ein oder mehrere Bestandteile, die zur Herstellung der Implantate verwendet werden, aus einem Nichtknochenwerkstoff wie einem Kunststoff oder einem anderen Werkstoff gebildet werden können. Obwohl die Implantate, die hier beschrieben sind, üblicherweise als hauptsächlich aus Knochen gebildet beschrieben sind, können damit die Implantate wahlweise vollständig oder teilweise aus anderen Werkstoffen wie Hydroxylapatit, Metall, resorbierbarem Material, Polymer und Keramik gebildet sein und können außerdem Knochensplittern, Knochenpartikel, Knochenfasern, Knochenwachstumsmaterialien und Knochenzement enthalten. Obwohl hier massive, zylindrische hülsenähnliche Strukturen beschrieben sind, können die Hülsen wahlweise auch Öffnungen enthalten, die sich von der inneren zur äußeren Oberfläche erstrecken, oder Aussparungen, die in der äußeren Oberfläche gebildet sind, die sich nicht durch die innere Oberfläche erstrecken. Es können Geometrien wie kreisförmige Vertiefungen, Grübchen, die aus einer Kugelform gebildet sind, Rautenformen oder rechteckige Formen verwendet werden.
Knochen, die zur Bildung von Implantaten der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen Radius, Numerus, Tibia, Femur, Fibula oder Ulna, obwohl auch andere Knochen verwendet werden können.
Der Feuchtigkeitsgehalt der Knochenabschnitte kann auch verändert werden um vorteilhafterweise einen verbesserten Verschluss zu ermöglichen. Knochenbestandteile können anfänglich folgendermaßen mit einem Feuchtigkeitsgehalt versehen sein: (1) Knochen im natürlichen Zustand frisch aus dem Spender ohne Tiefkühlen, (2) Knochen im gefrorenen Zustand, üblicherweise bei –40°C, mit erhaltenem Feuchtigkeitsgehalt, (3) Knochen, bei dem die Feuchtigkeit entfernt wurde, wie ein gefriergetrockneter Knochen, und (4) Knochen im hydratisierten Zustand, zum Beispiel, wenn er in Wasser eingetaucht wurde. Unter Verwendung der Ausdehnungs- und Zusammenziehungseigenschaften, die während des Erwärmens und Kühlens des Knochenmaterials erreicht werden können, und die gleichzeitige Feuchtigkeitsaufnahme zusammen mit der Quellung bei manchen Knochenmaterialien wird ein wahlweises Verfahren ermöglicht eine feste Presspassung zu erhalten.
Mit Bezug auf 1A bis 1J sind Gewebeformen in Form von Pfropfen gezeigt, die zum Einpflanzen geeignet sind. Pfropfen können unter Verwendung eines Kernbohr- oder Trepansystems erzeugt oder können maschinell oder anders aus Knochen gebildet werden. Zum Beispiel kann unter Verwendung eines Trepansystems, im Wesentlichen ein Dübelschneider, der bei Geweben eingesetzt wird, ein zylindrischer Pfropfen am lebenden Organismus aus einem Gewebe wie einem Wirbelkörper oder einem Gewebe von einer anderen Stelle wie der Hüfte herausgeschnitten werden. Dieses Material kann als Autotransplantat verwendet werden, das als Pfropfen zum Füllen eines Defekts im Körper oder stattdessen als Strebe dienen kann, die in ein anderes Implantat eingesetzt wird, das aus Knochen gebildet ist, um zusätzliche Festigkeit zu bieten. Ein ähnlich bemessener Pfropfen aus artgleichem Transplantationsmaterial kann zum Füllen des Lochs verwendet werden, das durch das Entfernen des körpereigenen Transplantationsmaterials entstanden ist. Die Pfropfen, die bei der vorliegenden Erfindung betrachtet werden, können jedoch auch aus artgleichem oder artfremdem Knochentransplantationsmaterial hergestellt werden oder Verbindungen von körpereigenem, artgleichem und artfremdem Knochentransplantationsmaterial sein. Die Pfropfen können auch aus spongiösem Knochen, kortikalem Knochen oder Verbindungen davon gebildet werden und die Auswahl dieser Materialien kann auf der Grundlage der Werkstoffeigenschaften einer bestimmen Knochenart erfolgen. Zum Beispiel steht spongiöser Knochen in einer Bandbreite von Porositäten zur Verfügung, je nach der Stelle im Körper, von der der Knochen entnommen wurde. Äußerst poröser spongiöser Knochen kann aus verschiedenen Bereichen wie dem Darmbeinkamm entnommen werden, während weniger poröser Knochen aus Bereichen wie einem Gelenkknorren des Schienbeins entnommen werden kann. Somit können die Werkstoffeigenschaften – insbesondere die Porosität – der Pfropfen ausgewählt werden, damit sie den Erfordernissen einer bestimmten Anwendung entsprechen. Außerdem können die Pfropfen der vorliegenden Erfindung entweder teilweise oder vollständig unter Verwendung von Nichtknochenwerkstoffen wie Metallen, Legierungen, Keramik, Polymeren, Verbundwerkstoffen und eingekapselten Fluida oder Gelen gebildet werden.
Mit Bezug auf die verschiedenen Ausführungsformen von Pfropfen gemäß der vorliegenden Erfindung sollte festgehalten werden, dass die Pfropfen, die hier offenbart sind, einen einheitlichen Aufbau aufweisen oder aus mehreren Stücken gebildet sein können, die miteinander verbunden werden. Obwohl in den Figuren Querschnitte von Pfropfen oder Pfropfen dargestellt sein können, die aus mehreren Stücken gebildet sind um eine bestimmte Struktur zu erzeugen, sollte somit festgehalten werden, dass die Strukturen stattdessen einteilig sein können. Außerdem können, obwohl die Pfropfen hier im Allgemeinen als aus Knochen oder zumindest teilweise aus Knochen gebildet beschrieben sind, die Pfropfen noch dazu vollständig aus Nichtknochenwerkstoffen wie Metallen oder Keramik gebildet sein. Obwohl hier Abmessungen für Pfropfen angegeben sind, sollte auch festgehalten werden, dass auch viel kleinere Pfropfen sowie viel größere Pfropfen berücksichtigt werden, die sich nach den allgemeinen Strukturen richten, die hier beschrieben sind.
Wie in 1A gezeigt ist, umfasst ein zylindrischer Pfropfen 10 gemäß der vorliegenden Erfindung einen Mittelbereich 12 und die Endkappen 14, 16. Vorzugsweise ist der Mittelbereich 12 aus spongiösem Knochenmaterial gebildet, während die Kappen 14, 16 aus kortikalem Knochenmaterial gebildet sind. Kortikales Knochenmaterial wird aufgrund seiner hervorragenden mechanischen Festigkeit und niedrigeren Porosität im Vergleich zu spongiösem Knochenmaterial an den Enden des Pfropfens 10 angeordnet. Bei wahlweisen Ausführungsformen können der Mittelbereich 12 und die Endkappen 14, 16 aus anderen Knochenarten und/oder aus Nichtknochenwerkstoffen gebildet sein um einer bestimmten Anforderung zu genügen.
Weitere Pfropfen sind in 1B bis 1J dargestellt. Der Pfropfen 20 umfasst einen Körper 22 und die einzelne Endkappe 24. Der Pfropfen 30 ist aus den beiden Knochenabschnitten 32, 34 gebildet, die miteinander verbunden sind. Entlang der Länge des Pfropfens 20 kann die Riffelung 36 vorgesehen sein und an einem Kopf 39 kann ein Schlüsselloch 38 vorgesehen sein. Das Schlüsselloch 38 ist vorzugsweise derart bemessen, dass es einen Schraubendreher oder eine andere geeignete Vorrichtung aufnimmt, um die Anbringung des Pfropfens 30 in einem Bereich des Körpers zu erleichtern. Wahlweise Formen des Schlüssellochs 38 umfassen Aussparungen, die in Form eines Kreuzes, eines Sechskants, Sterns, einer Vertiefung oder eines Kleeblatts vorliegen. Bei einer weiteren Ausführungsform kann ein spitz zulaufender, kegelförmiger Pfropfen 40 aus Knochenmaterial gebildet sein. Der Pfropfen 40 kann aus einem einzelnen Knochenstück gebildet sein oder kann aus zwei oder mehr Knochenstücken gebildet sein, die miteinander verbunden sind, wie es zum Beispiel bei den Abschnitten 42, 44 gezeigt ist. Auf ähnliche Weise kann ein geschossförmiger Pfropfen mit einer stumpfen Spitze 52 aus den Knochenabschnitten 54, 56 gebildet werden.
Ein Pfropfen 60, wie er in 1F dargestellt ist, ist aus den Knochenabschnitten 62, 64 gebildet, die miteinander verbunden sind, und umfasst weiterhin das Gewinde 66, das maschinell auf den Pfropfen aufgebracht wurde. Ein Pfropfen 70, der ebenfalls zum Beispiel aus den beiden Knochenabschnitten 72, 74 gebildet ist, umfasst Vorsprünge wie die Spitzen oder Zähne 76, die um den Umfang des Pfropfens herum angeordnet sind und eine ungewünschte Bewegung verhindern sollen. Wahlweise könnte ein Pfropfen 70 aus einem einzigen Knochenstück oder einem anderen Werkstoff wie Metall oder Keramik gebildet sein.
Ein Pfropfen 80 mit einem übergroßen Kopf 82 und einem Schaft 84 ist in 1H dargestellt. Wie zuvor in Bezug auf Ausführungsformen mit Endkappen besprochen wurde, kann der Kopf 82 aus kortikalem Knochen gebildet sein, während der Schaft 84 aus spongiösem Knochen gebildet sein kann. Obwohl der Pfropfen 80 maschinell aus einem Knochenstück hergestellt werden kann, können der Kopf 82 und der Schaft 84 einzelne Knochenstücke sein, die miteinander verbunden sind. Auf ähnliche Weise kann der Pfropfen 80 Nichtknochenwerkstoffe enthalten. Weitere Ausgestaltungen von Pfropfen umfassen einen Pfropfen 90, der aus den beiden Knochenabschnitten 92, 94 gebildet ist, die entlang einer Längsachse miteinander verbunden sind, die sich durch die freien Enden der Abschnitte erstreckt, und den Pfropfen 100, der aus den Knochenabschnitten 102, 104 gebildet ist, die an einem freien Ende jedes Abschnittes miteinander verbunden sind. Wahlweise Ausführungsformen, die bei der vorliegenden Erfindung betrachtet werden, umfassen Pfropfen, die aus unsymmetrischen Knochenabschnitten gebildet sind, Pfropfen, die aus einem Knochenstück gebildet sind, und Pfropfen, die aus mehr als zwei Knochenstücken gebildet sind, wobei die Abschnitte unter Verwendung von Verbindungen, Befestigungsmitteln oder weiteren Verfahren miteinander verbunden sind, die zuvor beschrieben sind. Außerdem können die Pfropfen unter Verwendung von Metal, resorbierbarem Material, Kunststoff oder Keramik sowie den verschiedenen Knochenarten mit unterschiedlicher Porosität gebildet sein, wie zuvor beschrieben wurde. Der Pfropfen kann Abschnitte aus kortikalem Knochen, spongiösem Knochen, Metallen, Keramik oder anderen Werkstoffen umfassen.
Es ist in manchen Fällen wünschenswert, nicht einen ganzen Defekt oder einen ganzen leeren Bereich in einem Knochen mit einem einzigen Pfropfen zu füllen. So kann beispielsweise anderes Material wie Knochensplitter, ein Brei aus Knochenpartikeln, Knochenfasern, Stoffe, die das Knochenwachstum auslösen, Knochenzement oder Polymere in den Defekt oder die leere Stelle eingebracht werden und darin unter Verwendung einer Kappe verschlossen werden. In 2A bis 2H sind verschiedene Formen von Kappen dargestellt, die für diesen Zweck geeignet sind. Die Kappen können unter Verwendung von artgleichem Transplantationsgewebe hergestellt werden. Bei wahlweisen Ausführungsformen können die Kappen unter Verwendung von Metall, resorbierbarem Material, Kunststoff, Keramik, körpereigenem oder artfremdem Transplantationsmaterial gebildet sein. Die Kappe 110, die in 2A gezeigt ist, umfasst einen abgerundeten Kopf 112 und einen Körper 114, der in eine leere Stelle im Knochen eingepresst werden kann, während die Kappe 120 einen flachen Kopf 122 und einen Körper 124 umfasst. Die Kappe 130, die in 2C dargestellt ist, umfasst eine Kappe 132, den Körper 134 und die Vorsprünge 136, die eine ungewünschte Bewegung verhindern sollen, während die Kappe 140 einen Kopf 142, den Körper 144 und den Bundbereich 146 umfasst, der eine ähnliche Aufgabe wie Zähne hat, die um den Umfang verteilt sind. Eine weitere Kappe der vorliegenden Erfindung, die Kappe 150, umfasst einen Kopf 152 und einen spitz zulaufenden Körper 154. Es kann ebenfalls ein Durchgangsloch 156 vorgesehen sein, damit beispielsweise eine Nadel Zugang zu der leeren Stelle erhalten kann, die durch die Kappe verschlossen ist. Durch dieses Loch können, nachdem die Kappe angebracht wurde, Stoffe zugeführt werden oder kann die Kappe ausgedehnt werden, indem zum Beispiel ein Bestandteil darin eingebracht wird.
Die Kappe 160, die in 2F dargestellt ist, umfasst einen flachen, kreisförmigen Kopf 162 und einen im Allgemeinen rechteckigen Körper 164. Die Seiten des Körpers 164 treffen zusammen und bilden die vier abgerundeten Abschnitte 166 in Längsrichtung. Wenn die Kappe 160 in eine entsprechend bemessene leere Stelle eingebracht wird, stellen die vier abgerundeten Abschnitte 166 vier Berührungsbereiche mit den Wänden der leeren Stelle bereit. Dieser Aufbau erleichtert das Einpressen in die leere Stelle; eine Presspassung eines Kappenkörpers, der so geformt ist, dass er sich an die Wände eines Defekts anpasst, ist aufgrund des festen Sitzes, den die Passung selbst von Natur aus aufweist, schwer herzustellen. Durch eine weniger feste Passung, wie sie zum Beispiel durch den Körper 164 bereitgestellt wird, kann eine Presspassung leichter hergestellt werden. Obwohl eine Presspassung mit den vier abgerundeten Berührungsabschnitten 166 beschrieben wurde, wird auch die Verwendung von Presspassungen mit einer anderen Anzahl von Berührungspunkten berücksichtigt.
In 2G und 2H sind verschiedene weitere Kappen dargestellt. Die Kappe 170 umfasst einen Kopf 172 und einen Körper 174 mit dem Gewinde 176. Die Kappe 180 umfasst einen Kopf 182 und einen Körper 184. Ein Schlitz 186 erstreckt sich etwa in der Mitte durch den Kopf 182 und den Körper 184. Durch den Schlitz 186 kann die Kappe 180 zusammengedrückt werden, wenn sie in eine leere Stelle eingebracht wird; nach dem Einbringen kann sich die Kappe wieder ausdehnen, damit sie enger an den Wänden der leeren Stelle anliegt. Die Kappe 180 kann auch in eine leere Stelle eingebracht und unter Verwendung eines Keils oder eines Stifts, der danach in den Schlitz 186 eingefügt wird, ausgedehnt werden.
Mit Bezug auf 3A bis 3C ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Pfropfens gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Pfropfen 200 umfasst eine Hülse 202 mit den offenen, freien Enden 204, 206. Die Löcher 208 erstrecken sich von der Außenwand 210 zur Innenwand 212. Vorzugsweise sind die Löcher 208 um den Umfang des Pfropfens 200 in Reihen um parallele Ebenen zueinander angeordnet. An einem freien Ende 204 ist ein Spalt 214 angeordnet und in die innere Oberfläche 212 in der Nähe des freien Endes 204 ist eine Umfangsfurche 216 geschnitten. In Längsrichtung ist um die Mitte des Pfropfens 200 eine zentrale Achse 218 angeordnet und vorzugsweise ist der Innendurchmesser D₁ beziehungsweise der Außendurchmesser D₂ des Pfropfens 200 im Wesentlichen gleich bleibend, kann jedoch spitz zulaufend sein. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Löcher 208 um einen im Allgemeinen gleich bleibenden Winkel θ₁ hinsichtlich jedes anderen versetzt, gemessen von der Mitte 220, die entlang der Achse 218 definiert ist.
Vorzugsweise liegt der Winkel θ₁ zwischen etwa 35° und etwa 55° und besser bei etwa 45°. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Pfropfen 200 einen Innendurchmesser D₁ von zwischen etwa 1,2 cm und 1,4 cm, einen Außendurchmesser D₂ von zwischen etwa 1,5 cm und 1,7 cm und eine Länge L₁ von zwischen etwa 1,6 cm und 2,0 cm auf. Der Innendurchmesser D₁, der Außendurchmesser D₂ und die Länge L₁ betragen besser etwa 1,3 cm, 1,6 cm beziehungsweise 1,9 cm. Die Löcher 208 sind vorzugsweise kreisförmig und weisen einen Durchmesser von zwischen etwa 0,2 cm und etwa 0,5 cm auf und besser von etwa 0,35 cm. Bei wahlweisen Ausführungsformen können die Löcher 208 andere Formen aufweisen, zum Beispiel elliptische oder längliche Formen; die Anzahl der Löcher 208 sowie die Ausrichtung der Löcher 208 zueinander können verändert werden.
Wie in 3D bis 3F gezeigt ist, umfasst eine Kappe 222, die für die Verbindung mit der Hülse 202 geeignet ist, eine obere Fläche 224 und eine untere Fläche 226. Ein Verschlussabschnitt 228 ist vorzugsweise integral auf der unteren Fläche 226 gebildet und umfasst den engen Abschnitt 230 beziehungsweise den breiten Abschnitt 232, die symmetrisch um die zentrale Linie 233 sind. Die äußeren Kanten des engen 230 und des weiten Abschnitts 232 sind vorzugsweise entlang dem Umfang eines Kreises um den Punkt 234 entlang der zentralen Achse 236 der Kappe 222 angeordnet, wobei der Durchmesser des Kreises kleiner ist als der des Außendurchmessers D₂ der Hülse 202. Wie es in 3F gezeigt ist, umfasst der Verschlussabschnitt 228 der Kappe 222 insbesondere eine Lippe 236 und eine wand 238. Vorzugsweise ist der Außendurchmesser D₄ der Kappe 222 etwa genauso groß wie der Außendurchmesser D₂ der Hülse 202, weist die Lippe 236 der Kappe 222 einen Außendurchmesser D₃ auf, der derart bemessen ist, dass sie in die Furche 216 in der Hülse 202 passt und sich darin dreht, während die Wand 238 einen Außendurchmesser D₂ aufweist, der derart bemessen ist, dass er in die Nähe der inneren Oberfläche 212 der Hülse 202 passt und sich dort dreht. Außerdem verjüngt sich der Verschlussabschnitt 228 vorzugsweise von dem weiten Abschnitt 232 zu dem engen Abschnitt 230 entlang einem Krümmungsradius R₁ von zwischen etwa 0,5 cm und 1,1 cm und besser 0,8 cm. Vorzugsweise beträgt die Gesamtdicke L₂ der Kappe 222 zwischen etwa 0,2 cm und etwa 0,5 cm.
Mit Bezug auf 3G bis 3J ist das freie Ende 204 der Hülse 202 vorzugsweise unter Verwendung einer Kappe 222 verschlossen. Die Kappe 222 wird mit der Hülse 202 verbunden, indem zuerst die Kappe 222 mit dem weiten Abschnitt 232 des Verschlussabschnitts 228 mittig angeordnet in dem freien Ende 204 der Hülse 202 angeordnet wird und der enge Abschnitt 230 des Verschlussabschnitts 228 im Spalt 214 der Hülse 202 angeordnet wird. In dieser Lage ist die zentrale Linie 233 der Kappe 222 an der zentralen Linie 240 ausgerichtet, die sich entlang einem Durchmesser der Hülse 202, mittig durch den Spalt 214 erstreckt. Befindet sich die Lippe 236 der Kappe 222 in der Furche 216 der Hülse 202, wird die Kappe 222 sicher mit der Hülse 202 verbunden, indem die Kappe 222 in Richtung von Pfeil A gedreht wird, sodass die Linien 233, 240 der Kappe 222 beziehungsweise der Hülse 202 nicht länger auf einer Linie liegen. Bei einigen Ausführungsformen ist die Furche 216 unterbrochen, damit eine Sperre (nicht gezeigt) entsteht, zum Beispiel im Bereich 242, wodurch eine weitere Drehung der Kappe 222 verhindert wird.
Ist die Kappe 222 auf der Hülse 202 angebracht, umfasst der Pfropfen 200 eine Kammer 244 mit einem offenen Ende. Diese Kammer 244 kann mit Material wie Knochensplittern, einem Brei aus Knochenpartikeln, Knochenfasern, Stoffen, die das Knochenwachstum auslösen, Hydroxylapatit, Polymeren wie Polymethylmethacrylat, Keramik, Knochenzement oder weiteren Materialien bepackt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Hülse 202 und die Kappe 222 aus kortikalem Knochen gebildet und die Kammer 244 ist mit einem Zylinder 246 bepackt, der vorzugsweise aus spongiösem Knochen gebildet ist und vor dem Anbringen der Kappe 222 eingebracht wird. Wahlweise können andere Werkstoffe wie poröse Keramik verwendet werden. Die Löcher 208 erleichtern die Aufnahme des Pfropfens 200 in das umgebende Knochengewebe, indem das Einwachsen wie auch der Zugang zu Materialien ermöglicht wird, die in der Kammer 244 enthalten sind. Wenn ein massiver Zylinder 246, der einen Durchmesser von etwa D₁ aufweist, in die Kammer 244 eingebracht wird, kann durch eine Umfangslippe 245 verhindert werden, dass der Zylinder durch das freie Ende 206 entfernt wird. Damit ist an dem freien Ende 206 keine Endkappe notwendig um den Zylinder 246 zu halten. Der kortikale Knochen kann aus dem dünnen kortikalen Knochen in der Nähe der Enden von Langknochen wie dem Humerus oder der Tibia oder aus anderen Bereichen gewonnen werden. Eine Hülse 202 und die Kappe 222, die aus kortikalem Knochen gebildet sind, verleihen dem Pfropfen 200 eine strukturelle Unversehrtheit und vorteilhafterweise kann der kortikale Knochen maschinell ohne weiteres mit wiederholbaren Abmessungen und wünschenswerten Toleranzen bearbeitet werden. Bei einer wahlweisen Ausführungsform kann der Zylinder 246 aus einem spongiösen Körperhauptabschnitt 248 und einer kortikalen Endkappe 250 gebildet sein, wobei die kortikale Endkappe 250 derart in einem freien Ende der Hülse 202 angeordnet ist, dass beide freien Enden zum Zweck einer zusätzlichen strukturellen Unversehrtheit durch kortikalen Knochen verschlossen sind. Bei einer weiteren wahlweisen Ausführungsform kann der Zylinder 246 als Pfropfen verwendet werden. Obwohl der Zylinder 246 als einteiliger Bestandteil dargestellt ist, kann der Zylinder 246 wahlweise aus zwei oder mehr Abschnitten gebildet sein, indem der Zylinder 246 zum Beispiel entlang der Linien 247, 248 unterteilt wird. Ein unterteilter Zylinder 246 kann lose in eine Hülse passen, wobei sich durch die Unterteilung die Zylinderabschnitte ausdehnen oder die Hülse zusammenziehen kann, ohne dass die Bestandteile merklich beansprucht werden.
Wenn der Pfropfen 200 in eine leere Stelle des Körpers eingebracht wird, wird vorzugsweise zuerst das offene freie Ende 206 eingebracht, sodass die kortikale Kappe 222 nach außen zeigt. Es können weitere Werkstoffe verwendet werden um den Pfropfen 200 zu bilden, zum Beispiel Metalle oder Keramik. Um das Einbringen des Pfropfens 200 zu erleichtern, weist die umlaufende Kante 252 in der Nähe des freien Endes 206 vorzugsweise eine Abschrägung auf, die dabei hilft den Pfropfen 200 in die leere Stelle zu führen.
Bei einer wahlweisen Ausführungsform umfasst ein Pfropfen 260 eine zylindrische, kortikale Ummantelung 262 und eine Füllvorrichtung 264. Vorzugsweise wird die Füllvorrichtung 264 aus einem Femurkopf gewonnen und umfasst damit von Natur aus die eine Einheit bildenden spongiösen 266 beziehungsweise kortikalen Knochenabschnitte 268. Die natürliche Anordnung des kortikalen Knochenabschnitts 268 ist am freien Ende 270 gebogen oder auf andere Weise veränderlich und es ist kein flaches freies Ende 270 notwendig, um für eine ausreichende strukturelle Unversehrtheit zu sorgen. Bei einer Ausführungsform kann die Füllvorrichtung 264 aus einem Femurkopf gewonnen werden, obwohl es schwierig ist einen natürlichen, gleichmäßig dicken kortikalen Knochenabschnitt 268 zu erhalten. Vorzugsweise wird der Abstand L₃ von einem freien Ende der kortikalen Ummantelung 262 bis zu einem Loch 272 derart gewählt, dass der kortikale Knochenabschnitt 268 keine Löcher 272 schneidet und die Füllvorrichtung 264 kann dann verhindern, dass Blut oder andere Fluida aus dem Pfropfen oder der leeren Stelle freigesetzt werden, in die er eingebracht wird. Wahlweise kann eine kortikale Kappe in der Nähe des freien Endes 270 angeordnet werden; der kortikale Knochenabschnitt 268 der Füllvorrichtung 264 kann als redundante kortikale Abdichtung für den Pfropfen 260 dienen, falls sich die Kappe lösen sollte.
Eine weitere wahlweise Ausführungsform eines Pfropfens 280 umfasst eine Ummantelung oder Hülse 282 mit den Löchern 284 und dem Gewinde 286 auf der äußeren Oberfläche 288. Der Pfropfen 280 ist damit derart konfiguriert, dass er mit einem Gewinde in einer leeren Stelle des Körpers im Knochengewebe aufgenommen ist. Es kann auch ein Gewinde auf der inneren Oberfläche des Pfropfens 280 vorgesehen sein.
In 4A bis 4C ist eine weitere Ausführungsform einer kortikalen Kappe dargestellt, die für die vorliegende Erfindung geeignet ist. Die Kappe 290 umfasst eine obere Fläche 292 und eine untere Fläche 294. Ein Verschlussabschnitt 296 bildet vorzugsweise eine Einheit mit der unteren Fläche 294 und ist symmetrisch um die zentralen Linien 298, 300. Die äußeren Kanten 302, 304 des Verschlussabschnitts 296 sind vorzugsweise entlang dem Umfang eines Kreises um den Punkt 306 entlang der zentralen Achse 308 der Kappe 290 angeordnet. Wie es in 4C dargestellt ist, umfasst der Verschlussabschnitt 296 der Kappe 290 eine Lippe 310 und eine Wand 312. Wie mit Bezug auf die Kappe 222 besprochen wurde, ist die Lippe 310 der Kappe 290 derart bemessen, dass sie in die Furche 216 in der Hülse 202 passt und sich darin dreht, während die Wand 312 derart bemessen ist, dass sie in die Nähe der inneren Oberfläche 212 der Hülse 202 passt und sich dort dreht. Eine Kappe 290 kann mit einer Hülse 202 verbunden werden, vorzugsweise durch Einschnappen der Lippe 310 der Kappe 290 in die Furche 216 der Hülse 202, wie es in 4D und 4E gezeigt ist. Durch das Einschnappen der Kappe 290 in die Hülse 202 besteht keine Notwendigkeit mehr für einen Spalt 214 in der Hülse 202. Das gesamte Muster der Hülse 202 kann verändert werden und in 3A und 4D sind verschiedene Lochmuster gezeigt. Wahlweise Ausführungsformen der Kappe 290 können Auszackungen, eine Riffelung, Riefen oder wellenförmige Elemente auf den Kanten 302, 304 des Verschlussabschnitts 296 aufweisen, wie die Rippen 307, die in 4F dargestellt sind. Wahlweise können diese Rippen in einer Ebene ausgerichtet sein, die senkrecht zur Linie 308 liegt, und sich nach der Krümmung der Kanten 302, 304 richten, wie es in 4B gezeigt ist. Die Rippen 307 können verwendet werden um die Toleranzen zwischen den Kanten 302, 304 und den aufnehmenden Flächen auf einer Hülse zu verringern. Außerdem kann die Furche in einer Hülse zum Aufnehmen von Kanten 302, 304 mit ähnlichen wellenförmigen Elementen für eine formschlüssige Verbindung versehen sein.
In 4G ist eine wahlweise Hülse 314 zur Verwendung bei einem Pfropfen gezeigt. Die Hülse 314 umfasst die Aussparungen 315, die in der äußeren Oberfläche 316 gebildet sind. Die Aussparungen 315 erstrecken sich nicht durch die innere Oberfläche 317. Obwohl die Aussparungen 316 in Form von kreisförmigen Vertiefungen dargestellt sind, können sie andere Formen wie Grübchen, die aus einer Kugelform gebildet sind, Rautenformen oder rechteckige Formen aufweisen.
Eine weitere Ausführungsform eines Pfropfens ist in 5A bis 5C dargestellt. Der Pfropfen 320 umfasst eine Hülse 322 mit den Löchern 324 und den länglichen Spalten 326, die sich vom freien Ende 328 zum freien Ende 330 erstrecken. Durch die Anordnung der Spalte 326 werden die Finger 327 gebildet. Vorteilhafterweise sorgen die Finger 327 für Beweglichkeit am freien Ende 328, wodurch eine Kappe leichter am freien Ende 328 über einen Schnappverschluss angebracht werden kann. Vorzugsweise sind die Löcher 324 in ausgerichteten Gruppen angeordnet, zum Beispiel entlang der Linie 332. Es ist eine Umfangsfurche 334 vorgesehen, damit eine Kappe leichter mit der Hülse 322 verbunden werden kann, wie zuvor beschrieben ist. Vorzugsweise sind die Löcher 324 und die Furchen 326 in einem im Allgemeinen gleich bleibenden Winkelabstand θ₂ hinsichtlich jedes beziehungsweise jeder anderen angeordnet, gemessen von der Mitte der Hülse 322 in dem Punkt 336. Vorzugsweise liegt der Winkel θ₂ zwischen etwa 35° und etwa 55° und besser bei etwa 45°. Eine weitere Kappe, die besonders für die Verwendung bei dem Pfropfen 320 geeignet ist, ist die Kappe 338, die in 5D und 5E dargestellt ist. Die Kappe 338 umfasst eine obere Fläche 340 und eine untere Fläche 342. Ein Verschlussabschnitt 344 bildet vorzugsweise eine Einheit mit der unteren Fläche 342 und ist kreisförmig. Die äußere Kante 346 des Verschlussabschnitts 344 ist entlang dem Umfang eines Kreises um den Punkt 348 angeordnet, der im Schnittpunkt der Durchmesser 350, 352 gebildet ist. Mit Bezug auf 5E umfasst der Verschlussabschnitt 344 der Kappe 338 eine Lippe 354 und eine Wand 356. Wie mit Bezug auf andere Ausführungsformen von Kappen besprochen wurde, ist die Lippe 354 der Kappe 338 derart bemessen, dass sie in die Furche 334 in der Hülse 322 passt, während die Wand 356 derart bemessen ist, dass sie in die Nähe der inneren Oberfläche der Hülse 322 passt.
Kappen, auf die hier Bezug genommen wird, können unter Verwendung einer Vielzahl von anderen Strukturen mit Hülsen verbunden werden, einschließlich eines Gewindes, Rippen, Zähne, Verjüngungen und gerändelter Flächen. Außerdem wird auch die Verwendung von Klebverbindungen berücksichtigt.
Obwohl für die Verbindung von Kappen mit Hülsen kreisförmige, längliche und unregelmäßige Vorsprünge offenbart wurden, werden auch andere Anordnungen von Vorsprüngen berücksichtigt, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Zum Beispiel kann ein Vorsprung mit einer dreieckigen oder rechteckigen Form verwendet werden, um drei beziehungsweise vier Berührungspunkte mit den Innenwänden einer Hülse bereitzustellen. Ein kreuzförmiger Vorsprung würde ebenfalls vier Berührungsbereiche bereitstellen. Bei einer Ausführungsform ist ein rechteckiger Vorsprung mit einer Länge vorgesehen, die um einen Faktor von drei größer ist als die Breite.
Mit Bezug auf den Aufbau der Hülsen werden auch mehrteilige Hülsen berücksichtigt. Zum Beispiel kann eine Hülse 370, wie es in 6A dargestellt ist, aus den zwei Knochenabschnitten 372, 374 gebildet sein, die miteinander verbunden sind, und an einem Ende unter Verwendung einer Kappe 376 verschlossen sein. Eine weitere Hülse 380 ist in 6B dargestellt und umfasst einen Schlitz 382, der sich vom freien Ende 384 zum freien Ende 386 erstreckt. Der Schlitz 382 ist derart bemessen, dass sich die Hülse 380 biegen kann und Größenunterschiede zwischen dem Innendurchmesser der Hülse 380 und dem Außendurchmesser der Füllvorrichtung anpasst, wenn eine zylindrische Füllvorrichtung in den hohlen Bereich 388 eingebracht wird. Die Enden 384, 386 können unter Verwendung von Kappen verschlossen werden, wie es zuvor besprochen wurde, zum Beispiel mit einer Kappe 390. Die Kappe 390 kann wahlweise mit einem Schlitz versehen werden, der sich von einem Mittelpunkt zum Außendurchmesser der Kappe erstreckt. Die Hülse 380 kann auch zusammengedrückt werden, wenn sie in eine leere Stelle eingebracht wird, zum Beispiel einen Wirbelkörper; nach dem Einbringen kann sich die Hülse 380 wieder ausdehnen, damit sie enger an den Wänden der leeren Stelle anliegt. Die Hülse 380 kann auch in eine leere Stelle eingebracht und unter Verwendung eines Keils oder eines Stifts, der danach in den Schlitz 382 eingefügt wird, ausgedehnt werden.
In Bezug auf spongiöse Füllvorrichtungen für Hülsen oder Pfropfen, die aus spongiösem Knochen gebildet sind, kann der spongiöse Knochen unter Verwendung von Formwerkzeugen in eine gewünschte Form gebracht werden, wie es in 7A und 7B gezeigt ist. Dieses Herstellungsverfahren stellt eine Wahlmöglichkeit zum Drehen oder Fräsen dar, was bei spongiösem Knochen schwieriger als Pressformen sein kann. Ein Abschnitt eines spongiösen Knochens 400 wird zwischen einem Paar der Formwerkzeuge 402, 404 angeordnet, die bestimmte geometrische Merkmale wie die Einkerbungen 406, Vorsprünge oder andere Formen aufweisen. Sobald die Formwerkzeuge 402, 404 zusammengebracht sind, sodass die Flächen 408, 410 einander berühren, wird ein übergroßer Knochenabschnitt 400 zusammengedrückt und in die Form der Formwerkzeuge geformt. Wie in 7B gezeigt ist, führt das Zusammendrücken eines Knochenabschnitts 400, der anfänglich glatt und zylindrisch ist, in den Formwerkzeugen 402, 404 zur Ausbildung der Rippen 412 um den Umfang des Knochenabschnitts 400 durch die Verdichtung der Abschnitte des Knochenabschnitts 400 in den Einkerbungen 406. Damit kann die maschinelle Bearbeitung dieser Füllvorrichtungen aus spongiösem Knochen vermieden werden.
Vorteilhafterweise können Pfropfen, die aus spongiösem Knochen gebildet sind, an Spritzen oder Ansaugvorrichtungen befestigt werden und können Blut oder andere Fluida wie Stoffe, die das Knochenwachstum auslösen, in den Pfropfen hineingesaugt werden. Durch den Einsatz eines mechanisch aufgebrachten Drucks, wie bei Aspirationsvorrichtungen, ist es möglich, ein höheres Maß der Fluideinsaugung und/oder -konzentration zu erreichen, als sonst ohne weiteres erreicht werden kann, wenn Knochen in diesen Fluida eingeweicht wird, ohne dass durch eine Vorrichtung Druck aufgebracht wird. Bei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die hohle Bereiche umfassen, kann ein Knochenbestandteil aus spongiösem Knochen, der unter Verwendung des zuvor erwähnten Verfahrens gebildet ist, darin eingebracht werden.
In 8 bis 15 sind weitere Pfropfen in Form von Dübeln dargestellt. Pfropfen, die als Hülsen beschrieben und dargestellt sind, können wahlweise als massive Pfropfen mit den äußeren Umrissen gebildet sein, die in den Figuren gezeigt sind. Bei den bevorzugten Ausführungsformen sind die Pfropfen im Allgemeinen zylindrisch. Mit Bezug auf 8A umfasst ein Pfropfen 500 eine Hülse oder den massiven Abschnitt 510, der aus einem einzelnen Knochenstück gebildet ist. In der Nähe des freien Endes 506 sind die gefurchten Bereiche 504 vorgesehen und umfassen vorzugsweise die winkligen Kanten 510, die in einem Winkel θ₃ zur äußeren Oberfläche 512 angeordnet ist. Vorzugsweise liegt der Winkel θ₃ zwischen etwa 20° und etwa 40° und besser bei etwa 30°. Vorzugsweise weist der Pfropfen 500 eine Gesamtlänge L₃ von zwischen etwa 1,7 cm bis etwa 2,3 cm und besser etwa 2,0 cm auf, während der Außendurchmesser D₅ zwischen etwa 1,4 cm und etwa 1,8 cm und besser bei etwa 1,6 cm liegt. Bei einer Ausführungsform ist der Pfropfen 500 aus Knochen gebildet, der aus einem Gelenkknorren entnommen ist. Damit kann der Knochen in der Nähe des freien Endes 508 kortikal sein, während der Rest des Pfropfens 500 aus spongiösem Knochen gebildet ist. Wie es in der Seitenansicht von 8B gezeigt ist, weist das freie Ende 506 des Hülsenabschnitts 510 eine kreisförmige Wand 514 mit einer Abschrägung 511 auf, damit der Pfropfen 500 leichter in eine leere Stelle eingebracht werden kann. Auf ähnliche Weise ist ein Pfropfen 520, der in 9A und 9B gezeigt ist, aus einer Hülse oder dem massiven Abschnitt 522 mit den Rillen 524 gebildet, die um die äußere Oberfläche 526 des Abschnitts 522 in der Nähe eines freien Endes 528 angeordnet sind, wie es teilweise in der Durchsicht angegeben ist. Wenn die Pfropfen 500, 520 als Hülsen ausgebildet sind, werden darin die mittigen Kammern 516 beziehungsweise 529 gebildet. Weitere Formen von Rillen für ähnlich bemessene Pfropfen sind in 10 bis 11 gezeigt. Die Pfropfen 530, 540 umfassen die Rillen 532 beziehungsweise 542. Seitenansichten von den Enden 534, 544 der Pfropfen 530 beziehungsweise 540 aus sind in 10B und 11B dargestellt.
Der Pfropfen 550, der in 12 in der Seitenansicht dargestellt ist, umfasst eine Hülse 552 mit einem abgeschrägten Ende 554. Wie in 13 im Querschnitt dargestellt ist, umfasst ein im Allgemeinen zylindrischer Pfropfen 560 die kortikalen Endkappen 562, 564, die an den Enden einer spongiösen Hülse 566 angeordnet sind. Die Endkappe 564 umfasst die abgeschrägten Kanten 568. Es ist auch eine mittige Kammer 570 gebildet, die mit einem zylindrischen Element 572 gefüllt werden kann, das in Form eines Stifts aus kortikalem Knochen zur Verbesserung der strukturellen Unversehrtheit gebildet ist. Vorzugsweise wird das Element 572 in die Hülse 566 und die Endkappen 562, 564 eingepresst. Auf ähnliche Weise umfasst der Pfropfen 580, wie es in 14A und 14B dargestellt ist, eine übergroße Endkappe 582, während in 15A und 15B ein Pfropfen 590 mit einer übergroßen Endkappe 592 dargestellt ist. Die Bestandteile der Pfropfen 560, 580, 590 können unter Verwendung einer Riffelung, von Schlüsseln, Stiften oder anderen Elementen zusammengehalten werden, wie zuvor in Bezug auf andere Ausführungsformen beschrieben wurde.
Weitere im Allgemeinen zylindrische Pfropfen sind im Querschnitt in 16 bis 25 gezeigt. Mit Bezug auf 16 umfasst der Pfropfen 600 eine kortikale Hülse 602 mit den Durchgangslöchern 604, die kortikalen Endkappen 606, 608 und eine Kammer 609, in dem eine spongiöse mittige Füllvorrichtung 610 darin angeordnet ist. Bei einer wahlweisen Ausführungsform kann der Pfropfen 600 mit anderen Materialien wie Knochensplittern gefüllt werden, da die Endkappen 606, 608 eine Kammer 609 bilden. Die Endkappen 606, 608 können in die Hülse 602 eingepresst oder über einen Schnappverschluss eingebracht werden. Der Pfropfen 620 umfasst, wie in 17 gezeigt ist, eine kortikale Kappe 622 und einen spongiösen Körper 624, die gemeinsam eine mittige, im Wesentlichen gerade zylindrische Kammer 626 bilden. Der Pfropfen 630, der in 18 gezeigt ist, umfasst eine kortikale Kappe 632 mit einem mittigen Durchgangsloch 634, das an einer spongiösen Hülse 636 mit einem mittigen Durchgangsloch 638 ausgerichtet ist. Die Löcher 634, 638 sind derart ausgerichtet, dass sich ein angemessen bemessener Stift 639 dort hindurch erstreckt. Bei einigen Ausführungsformen bilden die Löcher 634, 638 ein spitz zulaufendes Loch, sodass eine im Allgemeinen kegelstumpfförmige Kammer zur Aufnahme einer ähnlich geformten Füllvorrichtung wie einer Füllvorrichtung aus spongiösem Knochen gebildet wird.
Wie es in 19 dargestellt ist, umfasst ein Pfropfen 640 eine kortikale Hülse 642 mit einem im Wesentlichen geraden zylindrischen spongiösen Einsatz 644; die Hülse 642 ist an einem Ende mit einer kortikalen Endkappe 646 verschlossen. Der Pfropfen 650 umfasst eine kortikale Endkappe 652, die mit einem Gewinde in einem spongiösen Körper 654 aufgenommen ist. An der Seite 658 gegenüber der Endkappe 652 ist eine Abschrägung 656 vorgesehen, die steuernd zum Einbringen des Pfropfens 650 in eine leere Stelle beiträgt. Ein Pfropfen 660 umfasst eine kortikale Endkappe 662 und einen spongiösen Körper 664. Ein kortikaler Einsatz 666 erstreckt sich durch die Endkappe 552 und teilweise durch den Körper 664. Der Einsatz 666 ist am Körper 664 mit einem Stift 668 befestigt, der sich durch den Körper 664 und den Einsatz 666 erstreckt. Der Stift 668 ist so dargestellt, dass er sich im Allgemeinen senkrecht zur Ebene der Seite erstreckt. Bei der Ausführungsform, die in 22 dargestellt ist, umfasst der Pfropfen 670 eine Kappe 672, die entlang der äußeren Oberfläche 676 beziehungsweise der inneren Oberfläche 678 gegen die Hülse 674 gepresst ist. Wahlweise kann die Kappe 672 mit einem Stift 679, der sich sowohl durch die Kappe 672 als auch durch die Hülse 674 erstreckt, an der richtigen Stelle gehalten werden. Außerdem umfasst ein Pfropfen 680, wie es in 23 dargestellt ist, eine kortikale Kappe 682, die in der Hülse 684 durch einen spongiösen Einsatz 686 gesichert ist. Die Bestandteile 682, 686 können stattdessen eine Einheit bilden und zum Beispiel durch maschinelle Bearbeitung eines Knochenabschnitts gebildet sein, der aus einem Femurkopf gewonnen wurde, wie zuvor in Bezug auf den Pfropfen 260 beschrieben wurde. Ein Stift 688 beschränkt zusätzlich die Bewegung des spongiösen Einsatzes 686. Bei noch einer weiteren Ausführungsform ist eine Hülse 692 des Pfropfens 690 mit einem schwalbenschwanzförmigen Durchgangsspalt 694 an einem Ende versehen, sodass eine Kappe 696 mit der Hülse 692 verbunden werden kann, indem der Schwalbenschwanzabschnitt 698 von einem Ende des Spalts in den Spalt 694 geschoben wird. Ein Pfropfen 700 kann auch gebildet werden, indem eine kortikale Kappe 702 auf einen spongiösen Körper 704 gepresst oder lose angebracht wird und zusätzlich die Kappe 702 mit dem Körper 704 über einen Stift 706 verbunden wird, wie es in 25 gezeigt ist.
Mit Bezug auf 26 umfasst der Pfropfen 710 einen Körper 712 mit einem Vorsprung 714, der die Spalten 716 aufweist. Wenn eine Kappe 718 mit einem mittigen Loch 720 um den Vorsprung 714 angeordnet wird, kann sich der Vorsprung zusammenziehen, sodass die Breite der Spalten 716 abnimmt, wodurch die Kappe 718 fester auf einen übergroßen Vorsprung 714 passt.
Ein weiterer Pfropfen 730 ist in der perspektivischen in Einzelteile aufgelöste Darstellung in 27 gezeigt. Die Endkappen 732, 734, die Unterlegscheiben ähneln, umfassen das mittige Loch 736 beziehungsweise 738 zur Aufnahme eines mittigen Elements 740. Vorzugsweise sind die Endkappen 732, 734 und das mittige Element 740 aus kortikalem Knochen gebildet. Das Element 740 verläuft auch durch ein mittiges Loch im Körper 742 und erstreckt sich derart über jedes freie Ende 744, 746 davon, dass die Löcher 736, 738 Abschnitte des Elements 740 aufnehmen. Vorzugsweise umfasst das Element 740 zur Erleichterung der Verbindung Sicherungselemente an den freien Enden 746, 748. Diese Elemente können eine Verjüngung, Rippen, Gewinde, Sägezähne, Bunde oder Rändelungen umfassen. Bei einer Ausführungsform, die in 28 als perspektivische Explosionsdarstellung gezeigt ist, umfasst ein Element 750, das zur Verwendung bei dem Pfropfen 730 geeignet ist, einen geschlitzten Abschnitt 752 und einen einfügbaren keilförmigen Abschnitt 754. Der Stab 750 wird zu Beginn in einem Loch der Endkappe wie dem Loch 736 angeordnet, ohne den keilförmigen Abschnitt 754. Der Stab 750 wird an der Endkappe 732 an der richtigen Stelle gesichert, indem der keilförmige Abschnitt 754 in den Spalt 752 eingefügt und damit der wirksame Durchmesser des Stabs 750 vergrößert wird, sodass in dem Loch 736 eine Presspassung hergestellt wird. Auf ähnliche Weise kann eine Presspassung unter Verwendung eines Elements 760 mit einem bauchigen Ende 762 hergestellt werden, wie es in der perspektivischen Darstellung von 29 gezeigt ist. Wird das bauchige Endes 762 zum Beispiel in ein Loch 736 eingefügt, wird eine Passung bereitgestellt, sodass das Element 760 mit der Endkappe 732 verbunden werden kann. Dieses Element 760 kann die Form eines Druckknopfs aufweisen.
Noch ein weiterer Pfropfen 770 ist in 30A bis 30D dargestellt. Wie in der Seitenansicht von 30A im Querschnitt gezeigt ist, umfasst der Pfropfen 770 die Endkappe 772, die spitz zulaufende Hülse 774 und den spitz zulaufenden Einsatz 776, der derart bemessen ist, dass er in die Hülse 774 passt. Ein Paar L-förmiger Aussparungen 776 ist in der Nähe des Endes 778 angeordnet, wie es in der perspektivischen Darstellung von 30B gezeigt ist. Wie es in der Seitenansicht in 30C und der Unteransicht in 30D gezeigt ist, umfasst die Endkappe 772 den Kopf 780 und den Schaft 782. Ein Paar der gegenüberliegenden Vorsprünge 784 ist auf dem Schaft 782 angeordnet. Die Vorsprünge 784 liegen so auf dem Schaft 782 und sind so bemessen, dass die Endkappe 772 in das Ende 778 der Hülse 774 eingesetzt werden kann, wobei die Vorsprünge 784 in die L-förmigen Aussparungen 776 passen. Um die Endkappe 772 an der Hülse 774 zu befestigen, wird die Endkappe 772 so gedreht, dass die Vorsprünge 784 an die Kanten 786 der Aussparungen 776 anstoßen.
Mit Bezug auf 31A ist ein Abschnitt 800 eines Langknochens wie dem Humerus gezeigt. Obwohl die besondere Form der Innenseite und Außenseite des Knochens beispielhaft als im Allgemeinen zylindrisch dargestellt ist, kann sich ein Pfropfen, der aus dem Abschnitt 800 gebildet ist, teilweise nach der natürlichen äußeren und inneren Form des Abschnitts 800 richten. Der Knochen 800 umfasst einen Kanal 802. Ein im Allgemeinen zylindrischer Pfropfen 804, der quer zur Längsachse eines Knochens entnommen ist, kann aus dem Knochenabschnitt 800 entfernt und zur Bildung eines Pfropfens 806 verwendet werden. Der Pfropfen 806 umfasst die freien Enden 808, 810. Wenn sie anfänglich aus dem Knochenabschnitt 800 entfernt werden, sind die beiden freien Enden 808, 810 verschlossen. Es kann ein Hohlraum 811 in ein freies Ende 808, 810 gebohrt werden. Vorzugsweise liegt der Hohlraum 811 um die Achse 812, die im Allgemeinen senkrecht zur Achse 814 des Durchgangslochs 816 ist, das durch den Kanal 802 gebildet ist. Damit ist der Hohlraum 811 durch ein offenes freies Ende 808 und das geschlossene freie Ende 810 begrenzt, wodurch eine Hülse gebildet wird. Der Pfropfen 806 kann mit Materialien wie Knochensplittern, Knochenpartikeln, Knochenfasern, Knochenwachstumsmaterialien, Hydroxylapatit, Metall, resorbierbarem Material, Polymer, Keramik und Knochenzement gefüllt sein. Vorzugsweise sind die Öffnungen 818 im Pfropfen 806 gebildet. Es kann auch eine Kappe (nicht gezeigt) am freien Ende 808 befestigt sein. Vorzugsweise ist die Ausrichtungsmarkierungen 820 vorgesehen, zum Beispiel eine Linie, die sich vom freien Ende 808 zum freien Ende 810 und über das Durchgangsloch 816 erstreckt. Das freie Ende 810, das verschlossen ist, kann ebenfalls Markierungen enthalten. Diese Markierungen können die Anordnung des Pfropfens 806 durch einen Chirurgen erleichtern, insbesondere in Bezug auf die Lage des Durchgangslochs 816 in der leeren Stelle des Körpers, die gefüllt werden soll. Außerdem sollte festgehalten werden, dass durch einen Schnitt durch die Linie XXIB-XXIB eine Endkappe wie die Kappe 718 entsteht, die in 26 dargestellt ist.
Die Pfropfen, die in der vorliegenden Erfindung offenbart sind, können derart bemessen sein, dass sie einer bestimmten Anforderung genügen und können in Knochengewebsbereichen eingesetzt werden. Die beispielhafte Verwendung der Pfropfen, die hier beschrieben sind, ist in 32A und 32B gezeigt. Zum Beispiel kann ein Pfropfen 200 bei einem Knochen wie einem Langknochen 900 verwendet werden. Außerdem kann ein Pfropfen 200 bei einem Wirbelkörper 910 eingesetzt werden. Die Pfropfen 200 werden verwendet um Lücken zu füllen, die im Langknochen 900 und dem Wirbelkörper 910 durch Verletzungen, Krankheiten, Missbildungen oder andere Umstände bestehen oder erzeugt werden können. Der Pfropfen kann auch verwendet werden um Löcher in gesundem Knochengewebe zu füllen, die operativ erzeugt werden, wenn gesundes Gewebe entfernt wird um in andere Knochenbereiche des Körpers transplantiert zu werden.
Die Ausführungsformen von Pfropfen, die hier offenbart sind, können Bestandteile umfassen, die zu Beginn mit einem ersten Feuchtigkeitsgehalt versehen sind, dann jedoch zugelassen wird, dass sie eine neue Anordnung mit einem zweiten Feuchtigkeitsgehalt annehmen. Zum Beispiel wird bei der Ausführungsform, die in 4E gezeigt ist, bei einer Hülse 202 eine Kappe 290 verwendet. Die Kappe 290 kann bei der Lippe 310 einen ersten Außendurchmesser aufweisen. Gefriertrocknen der Kappe 290 führt zum Schrumpfen, sodass die Lippe 310 eine Anordnung mit einem zweiten Außendurchmesser annimmt, der kleiner ist als der erste Außendurchmesser. Wenn die Kappe 290 rehydratisiert oder mit einem Quellungsmittel behandelt wird, kann die Lippe 310 der Kappe 290 wieder eine Anordnung mit dem ersten Außendurchmesser annehmen. Der Pfropfen 200 kann zu Beginn mit einer gefriergetrockneten Kappe 290 versehen sein, die in einem anderen Knochenabschnitt wie der Hülse 202 angeordnet ist, sodass eine lose Presspassung erreicht wird und durch eine anschließende Rehydratisierung der Kappe 290 an Ort und Stelle ist eine festere Presspassung möglich. Insbesondere kann die Wirkung des Schrumpfens und der Ausdehnung bei Knochenbestandteilen eingesetzt werden, die sowohl einen Außen- als auch einen Innendurchmesser aufweisen, wie die Hülse 202.
Zum Beispiel kann die Hülse 202 zu Beginn mit einem ersten Außendurchmesser und einem ersten Innendurchmesser versehen und anschließend gefriergetrocknet werden, sodass die Hülse 202 eine Anordnung mit einem zweiten Außendurchmesser annimmt, der kleiner ist als der erste Außendurchmesser, während er einen zweiten Innendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der erste Innendurchmesser. Wenn die Hülse 202 rehydratisiert oder mit einem Quellungsmittel behandelt wird, kann die Hülse 202 wieder eine Anordnung mit dem ersten Außendurchmesser und einem ersten Innendurchmesser annehmen. Damit kann die Hülse 202 zuerst im dehydratisierten Zustand bereitgestellt sein, damit sie lose in eine Lücke passt, und nach dem Einbringen rehydratisiert werden um eine festere Presspassung zwischen der Hülse und seiner Umgebung im Körper bereitzustellen. Durch den Einsatz dieser Eigenschaften kann auch eine größere Veränderung der Maßtoleranz zwischen Knochenabschnitten während der Herstellung ermöglicht werden, während am Ende immer noch eine fest zusammengebaute Einheit erreicht werden kann. Außerdem werden Vorsprünge auf Knochenabschnitten kleiner, wenn sie dehydratisiert werden, dehnen sich jedoch aus, wenn sie rehydratisiert werden; im Gegensatz dazu werden Aussparungen in Knochenabschnitten kleiner, wenn sie hydratisiert werden, aber größer, wenn sie dehydratisiert werden. Außerdem können Temperaturänderungen eingesetzt werden, damit bessere Presspassungen hergestellt werden können.
Auf der äußeren Oberfläche der Hülse können Ausrichtungsmarkierungen 285 wie eine Linie entlang der Hülse 280 vorgesehen werden, wie in 3N gezeigt ist. Vorzugsweise ist die Markierungen 285 ein Aufdruck, d.h. mit Tinte, obwohl die Markierungen 285 stattdessen in Form von Oberflächenriefen oder eines Vorsprungs auf der Oberfläche vorgesehen sein können. Außer den Hülsen können auch die Kappen mit Markierungen versehen werden, die dabei helfen, die Kappen zusammen mit allen Bestandteilen, die damit verbunden sind, nach dem Einbringen in eine Lücke des Körpers richtig auszurichten. Die Markierungen können auch verwendet werden um einen Pfropfen mit einer bestimmten Anordnung des Körpers oder der Hülsenlöcher richtig auszurichten um die Freisetzung oder das Freilegen von Stoffen zu erleichtern oder zu lenken, die darin enthalten sind.
Markierungen, die für die vorliegende Erfindung geeignet sind, umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf Markierungen wie Linien, Pfeile, Beschriftungen und Symbole.
Bei der vorliegenden Entwicklung können verschiedene Verbindungsarten verwendet werden, einschließlich Verbindungen, durch die eine gelenkige Verbindung möglich ist, beispielsweise ein Kugelgelenk, und insbesondere Verbindungen, durch die ein fester Verschluss zwischen zwei Bestandteilen möglich ist um die Relativbewegung zwischen den Bestandteilen zu verhindern. Vorzugsweise können Zapfenverbindungen verwendet werden um Bestandteile des Pfropfens miteinander zu verbinden. Weitere Verbindungsanordnungen wie Eckverbindungen einschließlich Nut- und Federverbindungen, gefalzte Verbindungen, verzahnte Verbindungen und Schwalbenschwanzverbindungen sind für die vorliegende Erfindung ebenfalls geeignet.
Die Verwendung einfügbarer Sicherungselemente wie Schlüsseln, Zapfen, Stiften, Keilen oder anderen geeigneter Bestandteilen bei Verbindungen, die dabei helfen, Knochenbestandteile aneinander zu sichern, ist ebenfalls ein wirksames Verfahren um eine dauerhafte Verbindung bereitzustellen. Zum Beispiel können Schlüssel in gekerbte oder gefurchte Bereiche in Pfropfenbestandteilen eingebracht werden, wobei sie als Sicherungselement zwischen zwei oder mehreren Pfropfenbestandteilen dienen. Größen, die bei der Verwendung von einfügbaren Sicherungselementen wie Schlüsseln verändert werden können, umfassen den Anwendungswinkel, den Abstand der Elemente und die Dicke der Elemente.
Obwohl zuvor verschiedene Beschreibungen der vorliegenden Erfindung offenbart wurden, sollte es sich verstehen, dass die verschiedenen Merkmale allein oder in jeder Verbindung davon verwendet werden können. Die verschiedenen Arten von Verbindungen und Verknüpfungen können bei Pfropfen verschiedener Größe oder Anordnung verwendet werden, sodass die Erfindung nicht nur auf die besonders bevorzugten Ausführungsformen zu beschränken ist, die in den Zeichnungen dargestellt sind.
Ferner sollte es sich verstehen, dass dem Fachmann für das Gebiet zu dem die Erfindung gehört, Veränderungen und Abwandlungen im Schutzumfang der Erfindung einfallen. Zum Beispiel können mehrere, verschieden geformte und bemessene Pfropfen zum Zusammenpassen oder miteinander Verbinden entworfen werden um einen mehrteiligen Pfropfen zu bilden, der dem erwünschten Zweck dient. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist entsprechend definiert, wie es in den angehängten Ansprüchen dargelegt ist.

Claims

Pfropfen (200) zum Füllen eines leeren Bereichs in anatomischen Knochen, umfassend: einen Körper mit einem oberen Ende (204), einem unteren Ende (206) und einer äußeren Oberfläche, welche zwischen dem oberen und dem unteren Ende (204, 206) angeordnet ist; und eine erste Kappe (222), wobei der Körper und die erste Kappe (222) im Wesentlichen aus Knochen gebildet sind, welcher ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus kortikalem und spongiösem Knochen, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kappe (222) einen Verschlussabschnitt (228) umfasst, welcher mit einem Ende des Körpers mechanisch verschließbar ist und derart konfiguriert und bemessen ist, um in dem Körper drehbar aufgenommen zu werden; wobei der Verschlussabschnitt (228) sich im Wesentlichen über eine Seite der ersten Kappe (222) erstreckt.
Pfropfen (200) nach Anspruch 1, wobei der Körper eine Hülse (202) und eine innere Oberfläche umfasst.
Pfropfen (200) nach Anspruch 2, ferner umfassend einen Einsatz, welcher derart konfiguriert und bemessen ist, um in der Hülse (202) aufgenommen zu werden.
Pfropfen (200) nach Anspruch 3, wobei der Einsatz aus spongiösem Knochen gebildet ist.
Pfropfen (200) nach Anspruch 4, wobei der spongiöse Knochen ein Fluid darin konzentriert aufweist.
Pfropfen (200) nach Anspruch 5, wobei der Einsatz mechanischem Druck ausgesetzt worden ist, um das Fluid zu konzentrieren.
Pfropfen (200) nach Anspruch 6, wobei der mechanische Druck durch Aspiration erzeugt worden ist.
Pfropfen (200) nach Anspruch 5, wobei das Fluid durch Einweichen konzentriert worden ist.
Pfropfen (200) nach Anspruch 4, wobei der Einsatz an wenigstens einer von Hülse (202) und erster Kappe (222) mit wenigstens einem Befestigungsmittel gesichert ist.
Pfropfen (200) nach Anspruch 9, wobei das wenigstens eine Befestigungsmittel ausgewählt ist aus Schraube, Schlüssel, Stift, Zapfen, Niete, Splint, Nagel, Dorn, Bolzen, Knopf, Heftklammer, Nabe, Klemme, Klammer, Dübel, Pflock, Haken, Anker, Schnur, Band, Falz und Keil.
Pfropfen (200) nach Anspruch 10, wobei von der Hülse (202), der ersten Kappe (222), dem Einsatz und dem Befestigungsmittel wenigstens eins aus teilweise demineralisiertem oder demineralisiertem Knochen gebildet ist.
Pfropfen (200) nach Anspruch 9, wobei von der Hülse (202), der ersten Kappe (222), dem Einsatz und dem Befestigungsmittel wenigstens zwei mittels eines Haftmittels aneinander gebunden sind.
Pfropfen (200) nach Anspruch 9, wobei von der Hülse (202), der ersten Kappe (222), dem Einsatz und dem Befestigungsmittel wenigstens eins wenigstens partiell dehydratisiert ist, um lose in eine umgebende Berührungsfläche hinein zu passen.
Pfropfen (200) nach Anspruch 4, wobei von der Hülse (202), der ersten Kappe (222) und dem Einsatz wenigstens eins ferner Ausrichtungsmarkierungen umfasst.
Pfropfen (200) nach Anspruch 2, wobei die Hülse (202) mit wenigstens einem von Knochensplittern, Knochenpartikeln, Knochenfasern, Knochenwachstumsmaterialien, Hydroxyapatit, Metall, resorbierbarem Material, Polymer, Keramik und Knochenzement bepackt ist.
Pfropfen (200) nach Anspruch 15, wobei die Hülse (202) ferner wenigstens ein Durchgangsloch (208) umfasst, welches sich von der inneren Oberfläche zu der äußeren Oberfläche erstreckt.
Pfropfen (200) nach Anspruch 16, wobei die Hülse (202) zylindrisch ist.
Pfropfen (200) nach Anspruch 15, wobei die Hülse (202) ferner wenigstens eine Vertiefung umfasst, welche sich von der äußeren Oberfläche zur inneren Oberfläche hin erstreckt.
Pfropfen (200) nach Anspruch 2, wobei die Hülse (202) ferner mehrere integral mit ihr gebildete Finger (327) umfasst.
Pfropfen (200) nach Anspruch 2, wobei die Hülse (202) und die erste Kappe (222) im Wesentlichen aus kortikalem Knochen gebildet sind.
Pfropfen (200) nach Anspruch 2, wobei der Körper aus spongiösem Knochen gebildet ist und die erste Kappe aus kortikalem Knochen gebildet ist.
Pfropfen (200) nach Anspruch 2, wobei das obere oder das untere Ende (204, 206) des Körpers offen ist.
Pfropfen (200) nach Anspruch 1, ferner umfassend eine zweite Kappe, welche an einem anderen Ende angeordnet ist als die erste Kappe.
Pfropfen (200) nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Hülse (202), umfassend das obere Ende (204), das untere Ende (206), eine innere Oberfläche, die äußere Oberfläche, welche zwischen dem oberen und dem unteren Ende (204, 206) angeordnet ist, eine Furche (216), welche an der inneren Oberfläche in der Nähe eines der Enden (204, 206) angeordnet ist, und mehrere Durchgangslöcher (208), welche sich von der inneren Oberfläche zur äußeren Oberfläche erstrecken; wobei die erste Kappe (222) einander entgegengesetzte Flächen (224, 226) umfasst, der Verschlussabschnitt (228) derart konfiguriert und bemessen ist, um in der Furche (216) aufgenommen zu werden; und wobei eine der Flächen (224, 226) der ersten Kappe (222) an eines der Enden der Hülse (202) anstößt.
Pfropfen (200) nach Anspruch 24, wobei die Hülse (202) und die erste Kappe (222) im Wesentlichen aus kortikalem Knochen gebildet sind.
Pfropfen (200) nach Anspruch 24, wobei die Hülse (202) aus spongiösem Knochen und die erste Kappe (222) aus kortikalem Knochen gebildet ist.
Pfropfen (200) nach Anspruch 24, wobei das obere Ende oder das untere Ende (204, 206) des Körpers offen ist.
Pfropfen (200) nach Anspruch 24, wobei die Hülse (202) ferner auf ihrer äußeren Oberfläche ein Gewinde (286) umfasst.
Pfropfen (200) nach Anspruch 24, wobei die Hülse (202) ferner einen Spalt (214) umfasst, welcher die Furche (216) schneidet.
Pfropfen (200) nach Anspruch 29, wobei der Spalt (214) eine Breite mit einer derarten Größe aufweist, dass der Durchtritt eines Abschnitts des Verschlussabschnitts (228) der Kappe ermöglicht ist.
Pfropfen (200) nach Anspruch 24, wobei die äußere Oberfläche der Hülse (202) im Wesentlichen zylindrisch ist.
Pfropfen (200) nach Anspruch 24, wobei die äußere Oberfläche der Hülse (202) im Wesentlichen gebogen ist.
Pfropfen (200) nach Anspruch 29, wobei die Hülse (202) ferner eine zentrale Achse und eine Umfangslippe (236) umfasst, welche sich zur zentralen Achse hin erstreckt.
Pfropfen (200) nach Anspruch 33, wobei die Umfangslippe (236) nahe einem Ende der Hülse (202) angeordnet ist.
Pfropfen (500) nach Anspruch 24, wobei die Hülse (202) ferner eine Abschrägung (511) nahe einem Ende der Hülse (510) umfasst.
Pfropfen (200) nach Anspruch 24, wobei der Verschlussabschnitt (228) integral mit der ersten Kappe (222) gebildet ist.
Pfropfen (200) nach Anspruch 24, wobei der Verschlussabschnitt (228) eine im Wesentlichen gebogene äußere Kante umfasst.
Pfropfen (200) nach Anspruch 24, wobei der Verschlussabschnitt (228) eine im Wesentlichen kreisförmige äußere Kante umfasst.
Pfropfen (200) nach Anspruch 24, wobei der Verschlussabschnitt (296) eine mit Wellen versehene äußere Kante umfasst.
Pfropfen (200) nach Anspruch 39, wobei die Wellen eine gezahnte Kante bilden.
Pfropfen (200) nach Anspruch 24, wobei der Verschlussabschnitt (228) im Wesentlichen symmetrisch um eine zentrale Linie ist und sich von einem weiten Abschnitt (232) zu einem engen Abschnitt (230) verjüngt.
Pfropfen (200) nach Anspruch 41, wobei der Verschlussabschnitt (228) sich von dem weiten Abschnitt (232) zu dem engen Abschnitt (230) entlang einem Krümmungsradius von zwischen 0,5 cm und 1,1 cm verjüngt.
Pfropfen (200) nach Anspruch 41, wobei äußere Kanten von dem weiten und dem engen Abschnitt (230, 232) im wesentlichen entlang dem Umfang eines Kreises angeordnet sind.
Pfropfen (200) nach Anspruch 24, wobei der Verschlussabschnitt (228) an einer der Flächen (224, 226) der ersten Kappe (222) angeordnet ist.
Pfropfen (200) nach Anspruch 24, wobei die erste Kappe (222) ferner einen ersten Außendurchmesser umfasst und die Hülse (202) ferner einen zweiten Außendurchmesser umfasst, wobei der erste und der zweite Außendurchmesser gleich sind.
Pfropfen (320) nach Anspruch 24, wobei die Hülse ferner mehrere mit ihr integral gebildete Finger (327) umfasst.
Pfropfen (200) nach Anspruch 24, ferner umfassend eine zweite Kappe, welche an einem anderen Ende angeordnet ist als die erste Kappe (222).
Pfropfen (200) nach Anspruch 24, wobei die Hülse (202) ferner eine Sperre zum Begrenzen der Drehung des Verschlussabschnitts (228) der ersten Kappe (222) umfasst, wenn er in der Furche (216) angeordnet ist.
Pfropfen (200) nach Anspruch 48, wobei die Sperre die Furche (216) unterbricht.
Pfropfen (200) nach Anspruch 24, wobei die Furche (216) sich ringsum die innere Oberfläche der Hülse (202) erstreckt.
Pfropfen (200) nach Anspruch 24, ferner umfassend einen Einsatz, welcher aus Knochen gebildet ist und derart konfiguriert und bemessen ist, um in der Hülse (202) aufgenommen zu werden.
Pfropfen (600) nach Anspruch 24, wobei die Durchgangslöcher (604) in mehreren Reihen angeordnet sind.
Pfropfen (600) nach Anspruch 52, wobei die Reihen in im Allgemeinen parallelen Ebenen angeordnet sind.
Pfropfen (600) nach Anspruch 52, wobei die Durchgangslöcher (604) in einem im Allgemeinen konstanten Winkelabstand hinsichtlich jedes anderen angeordnet sind, gemessen von einer zentralen Achse der Hülse.