DE69922675T2

DE69922675T2 - Knochenimplantat

Info

Publication number: DE69922675T2
Application number: DE69922675T
Authority: DE
Inventors: Robert P. Toronto Carmichael; George K.B. Scarborough Sandor; Donald R. Whitby Johnson
Original assignee: Sandor George K B Scarborough
Current assignee: Sandor George K B Scarborough
Priority date: 1998-10-09
Filing date: 1999-10-07
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2019-10-08
Also published as: AU6073799A; CA2249948C; WO2000021455B1; EP1119311B1; DE69922675D1; NZ511597A; CA2249948A1; JP2002527138A; JP4245813B2; EP1119311A1; AU760524B2; ATE284652T1; WO2000021455A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Verfahren und Vorrichtungen zur rekonstruktiven Chirurgie an Säugetierknochen. Insbesondere betrifft die Erfindung die Chirurgie an Säugetierknochen zum Wiederaufbau von Knochengewebe. Eine konkrete Anwendung der Erfindung ist die Bereitstellung eines Knochenimplantats für Fälle, in denen eine Verankerung und ein Wiederaufbau des Knochens gewünscht wird, wie beispielsweise bei der rekonstruktiven Chirurgie an Kieferknochen. Die Erfindung wird hier im Kontext der Zahnprothesen besprochen, obgleich die Technik und der Mechanismus auch auf viele andere Einsatzgebiete ausgeweitet werden können.
Hintergrund der Erfindung
Osseointegration ist klinisch als der Prozess definiert, bei dem eine klinisch asymptomatische starre Fixierung von alloplastischen Materialien in einem Knochen hergestellt wird und während der funktionalen Belastung beibehalten bleibt. Dieser Prozess wird in der Schrift "A multicenter report on osseointegrated oral implants" von T. Albrektsson, The Journal of Prosthetic Dentistry, Vol. 60, Nr. 1, Seiten 75-84, 1988, besprochen. Typische Dentalimplantate bieten nach der Osseointegration im Ober- oder Unterkiefer eine stabile Verankerung für Zahnprothesen. Einer der Faktoren, die den Erfolg der Osseointegration beeinträchtigen, ist die Menge an nutzbarer Knochenverankerungssubstanz an einer bestimmten Stelle. Wenn eine Stelle nicht genügend Knochenverankerungssubstanz aufweist, so können typische Implantate möglicherweise nicht verwendet werden. Die Stelle erfordert dann alternativ eine Verstärkung. Die Notwendigkeit, Knochenvolumen zu erzeugen, kann aus verschiedenen Umständen erwachsen. Es kann sein, dass der Knochen von Geburt an unzureichend ausgebildet ist, so dass Knochengewebe aufgebaut werden muss, um die Knochenstruktur zu normalisieren. Ein Knochenverlust kann außerdem durch Trauma, Krankheit oder andere Faktoren verloren gehen. Stellen mit unzureichendem Knochenvolumen wurden darum bisher auf verschiedene Arten verstärkt:

• mit autogenem Knochen, der von einer anderen Körperregion verpflanzt wird
• mit gefriergetrocknetem allogenen Knochen von einer Knochenbank oder
• mit Knochenersatz wie beispielsweise Korallengranulat oder Hydroxyapatitkristallen.

Bei Eigenknochentransplantaten besteht kein Abstoßungs- oder Virusinfektionsrisiko, und sie stellen vitale Progenitorzellen bereit. Sie erfordern jedoch in der Regel eine Vollnarkose und sind mit einem gewissen Morbiditätsgrad verbunden, der für das betreffende Säugetier inakzeptabel sein kann, besonders wenn der Patient ein Mensch ist. Gefriergetrocknete Knochen sind ohne weiteres verfügbar, doch ihr Verhalten ist nicht vorhersagbar, weil sie keine vitalen Progenitorzellen, kein knochenmorphogenetisches Protein oder sonstige Faktoren wie beispielsweise TG beta enthalten. Außerdem besteht dabei die Gefahr einer Virenübertragung. Bei Knochenersatz bestehen ähnliche Probleme.
Darum besteht in vielen Fällen die Notwendigkeit, an einer bestimmten Körperstelle ausreichend Knochenvolumen herzustellen. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Knochenvolumen an einer bestimmten Stelle. Obgleich sich die Technik zur Vermehrung des Knochenvolumens an jeder Stelle des Körpers eignet, erwächst die Notwendigkeit eines vermehrten Knochenvolumens oft in Verbindung mit dem menschlichen Kieferknochen. Wenn Zähne durch ein Trauma verloren gegangen sind, so ist damit häufig eine Schädigung des Ober- oder Unterkieferknochens verbunden. In vielen solchen Fällen ist es zweckmäßig, Dentalimplantate zur Verankerung von Zahnprothesen zu verwenden.
Bisher wurden Knochentransplantationen – unabhängig von der Herkunft des Knochens – entweder vor oder gleichzeitig mit dem Einsetzen eines Dentalimplantats ausgeführt, wenn es notwendig ist, Gewebe des Ober- oder Unterkiefers aufzubauen. In beiden Fällen wird dabei in der Regel eine Membran, wie beispielsweise die, die unter dem Warenzeichen GORTEX verkauft wird, in einem Prozess verwendet, den man "gesteuerte Knochenregeneration" (Guided Bone Regeneration – GBR) nennt. Obgleich sich viele Ausprägungen von Knochendefekten mittels GBR verstärken lassen, wird allgemein eingeräumt, dass insbesondere vertikal verlaufende Defekte in einem Kieferknochen nur mit großen Schwierigkeiten repariert werden können. Ein Prozess mit der Bezeichnung "Distraktionsosteogenese" wurde zuerst von Codivilla im Jahr 1904 beschrieben.
Diese Technik verbreitete sich zusehends und wurde von Ilisarow ab 1951 eingehend untersucht. Siehe dazu insbesondere die folgenden Publikationen von Ilisarow, die ebenfalls die Arbeit von Codivilla beschreiben: G. A. Ilisarow, The tension-stress effect on the genesis und growth of tissues: Part I. The influence of stability of fixation and soft tissue preservation. Clinical Orthopaedics and Related Research, Nr. 238, Seiten 249-285, 1989, und G. A. Ilisarow, The tension-stress effect on the genesis und growth of tissues: Part II. The influence of the rate and frequency of distraction. Clinical Orthopaedics and Related Research, Nr. 239, Seiten 263-285, 1989. Bei diesem Prozess können das Knochenwachstum und die Heilung von Knochendefekten durch das Auseinanderziehen (oder die Distraktion) von Knochensegmenten stimuliert werden. Ilisarow entdeckte, dass eine kortikale Osteotomie oder Kortikotomie, welche die medulläre Blutversorgung des Knochens beibehält und das darüberliegende Periosteum unversehrt lässt, in Kombination mit einer langsamen Distraktion eine Knochenverlängerung ohne Knochentransplantation gestattete. Forschungsarbeiten jüngeren Datums wurden an Hunden durchgeführt. Diese Arbeiten demonstrierten, dass ein vertikaler Defekt eines residualen Alveolarkamms eines Kieferknochens korrigiert werden kann, indem man osseointegrierte schraubenförmige Dentalimplantate zur Verankerung einer Distraktionsvorrichtung verwendet. M. S. Block, A. Chang und C. Crawford, Mandibular alveolar ridge augmentation in the dog using distraction osteogenesis. The Journal of Oral and Maxillofaxial Surgery, Vol. 54, Seiten 309-314, 1996. Des Weiteren wurden schon schraubenförmige Dentalimplantate allein verwendet, um eine rechteckige Osteotomie in einem Kieferknochen von Hunden zu bessern. Siehe M. Ueda, Y. Sawaki und T. Oda, Ridge augmentation by distraction osteogenesis using osseointegrated implants, Abstract, The International Journal of Oral and Maxillofaxial Implants, Vol. 13, Nr. 2, Seiten 289-290, 1998.
Die oben genannten Verweisstellen beschreiben zwei separate und eigenständige Verfahrensweisen: erstens die Osseointegration und zweitens die Verstärkung von Knochendefekten durch Distraktionsosteogenese. Des Weiteren wird während der Bewegung des Knochens in Distraktionsrichtung – wie in diesen den Stand der Technik verkörpernden Arbeiten offenbart – das Implantat kontinuierlich in dem bewegten Knochensegment gedreht, wobei eine Integration des Implantats erst nach Beendigung der Distraktion erfolgt.
Die Verwendung von Dentalimplantaten in Kieferknochen, wenn die vorhandene Knochenstruktur nicht verstärkt zu werden braucht, ist inzwischen allgemein bekannt. Es gibt verschiedene Formen von Implantaten, die sich auf das Wachstum von Knochengewebe in dem Implantat und um das Implantat herum stützen, um eine langanhaltende mechanische Vereinigung zwischen dem Implantat und dem natürlichen Stützknochen herzustellen. Es ist allgemein bekannt, dass zwei primäre Verbindungsmechanismen eine solche Osseointegration bewirken können: die mikroskopische Verbindung zwischen dem Knochengewebe und der Oberfläche des Implantats und das makroskopische Einwachsen von Knochen in Zwischenräume des Implantats zur Herstellung einer mechanischen Ineingriffnahme. Ein solches Patent jüngeren Datums, in dem solche Implantate besprochen werden, ist das am 16. Juni 1998 erteilte US-Patent 5,766,009 mit dem Titel "Elastically Stabilized Endosseus Dental Implant".
Es gibt somit heute einen Wissensstand bezüglich der Verwendung und Integration von Dentalimplantaten. Ein Teil der Arbeiten erstreckt sich auf das Gebiet der Distraktionsosteogenese. Auf beiden Gebieten wurde unabhängig voneinander geforscht.
Obgleich US-A-5,704,939, WO-A-9.635.391, WO-A-9.901.080, WO-A-9.937.230 und WO-A-9.959.491 sich mit Knochenimplantationsvorrichtungen befassen, offenbart keine der dort besprochenen Vorrichtungen ein in einem Befestigungsteil angeordnetes Distraktionselement, das ein Abdichten während eines Distraktionsprozesses dergestalt ermöglicht, dass Fluide im Mund nicht in den Befestigungsteil eindringen, an den Gewinden in dem Distraktor entlanglaufen und schließlich zu der Stelle der Knochenregeneration vordringen.
Dementsprechend wäre es auf dem Gebiet der Orthopädie wünschenswert, über eine Vorrichtung zu verfügen, die eine Osteogenese durch Distraktion ermöglicht, um Knochengewebe an einer bestimmten Stelle wiederaufzubauen. Es wäre des Weiteren wünschenswert, über eine Distraktionsvorrichtung zu verfügen, die als Anker für eine Prothese dienen kann, nachdem die Distraktionsosteogenese beendet ist. Dies würde für den Patienten das Risiko, Beschwerden und Gesamtkosten verringern.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Einbausatz zusammensetzbarer Bauteile zur Implantation in die Knochen eines Säugetieres für den Einsatz bei der Distraktionsosteogenese bereitgestellt, umfassend:
einen Befestigungsteil, eine Fußplatte und einen Distraktor,
wobei der Befestigungsteil einen sich in Längsrichtung erstreckenden Körperabschnitt mit einem proximalen Ende und einem distalen Ende umfasst,
wobei der Körperabschnitt eine äußere Oberfläche aufweist, die für den Kontakt mit und den Einbau in Knochengewebe vorgesehen ist,
wobei der Körperabschnitt eine sich im Wesentlichen in Längsrichtung erstreckende Ausnehmung aufweist, welche sich von einer proximalen Öffnung, benachbart dem proximalen Ende zu einer distalen Öffnung, benachbart dem distalen Ende erstreckt,
wobei der Fußteil eine proximale Fläche und eine distale Fläche umfasst,
wobei der Distraktor einen im Wesentlichen stangenförmigen Körper umfasst, welcher ein distales Ende und ein proximales Ende aufweist,
und wobei das proximale Ende des Distraktors vorgesehen ist, gegen den Fußteil anzuliegen,
und erste und zweite ineinandergreifende Mittel auf dem Befestigungsteil beziehungsweise dem Distraktor zum einstellbaren Anordnen des Befestigungsteils relativ zum Distraktor,
wobei der Distraktor eine Länge aufweist, so dass das distale Ende des Distraktors sich innerhalb der Ausnehmung des Befestigungsteils befindet, wenn das proximale Ende des Distraktors gegen den Fußteil anliegt, und
wobei der Befestigungsteil eine Dichtoberfläche benachbart dem distalen Ende der Ausnehmung des Befestigungsteils zum Abdichten der Ausnehmung aufweist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Einbausatz des Weiteren einen Obturator. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält der Einbausatz einen Obturator und eine Rückhalteschraube.
Kurze Beschreibung der Figuren
1 ist eine Querschnittsansicht einer aus Einzelteilen bestehenden Baugruppe eines Dentalimplantats, das für die Erstimplantation bereit ist und gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hergestellt ist, wobei drei Einzelteile veranschaulicht sind.
2 veranschaulicht eines der Einzelteile der Baugruppe von 1.
3 veranschaulicht ein zweites Einzelteil der Baugruppe von 1.
4 veranschaulicht ein drittes Einzelteil der Baugruppe von 1.
5 veranschaulicht ein Einzelteil zur Verwendung mit den Einzelteilen der 2 und 3.
6 veranschaulicht ein weiteres Einzelteil zur Verwendung mit den Einzelteilen der 2 und 3.
7 veranschaulicht die Baugruppe von 1 nach dem Einsetzen in einen Kieferknochen.
8 veranschaulicht die Stelle des chirurgischen Verfahrens, das ausgeführt wird, nachdem die Vorrichtung wie in 7 gezeigt eingesetzt wurde.
9 veranschaulicht die zusammengesetzten Einzelteile der 2, 3 und 5 am Beginn der Distraktionsphase.
10 zeigt die Einzelteile von 9 am Ende der Distraktionsphase.
11 zeigt die Einzelteile von 10 nach dem Entfernen des Einzelteils von 5.
12 veranschaulicht die Verwendung des Einzelteils von 6 nach dem Distraktionsverfahren.
13 veranschaulicht die Verwendung der Einzelteile von 12 nach erfolgter Heilung.
Die in den Figuren veranschaulichte bevorzugte Ausführungsform ist zur Verwendung als Dentalimplantat vorgesehen, das entweder im Unter- oder im Oberkiefer eingesetzt wird. Konstruktion und Verfahren, die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bilden, können jedoch in jedem Knochen eines jeden Säugetieres verwendet werden, wo ein Wiederaufbau des Knochens unter Verwendung des Verfahrens der Distraktionsosteogenese bezweckt wird. Die Ausrichtung der Vorrichtung unterliegt demzufolge keiner Einschränkung. Bei der Beschreibung der hier veranschaulichten bevorzugten Ausführungsform werden die Begriffe "distal", "proximal" und "Distraktionsrichtung" verwendet, um die relative Ausrichtung und Bewegung der Teile anzugeben. Der Begriff "proximal" wird in Bezug auf den betreffenden Knochen verwendet, während mit dem Begriff "distal" die Oberfläche oder Richtung bezeichnet wird, die von der Knochenmitte fort weist.
1 veranschaulicht einen Querschnitt einer Baugruppe der Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung, wobei die Baugruppe in der Konfiguration zusammengebaut ist, die zur Implantation in den Kieferknochen bereit ist. Wie in 1 gezeigt, ist die Baugruppe so ausgerichtet, dass sie als für die Implantation in einen Unterkiefer bereit angesehen werden kann, und die Distraktionsrichtung ist in diesen Figuren vertikal aufwärts. Dem Fachmann leuchtet jedoch ein, dass die Distraktionsrichtung nicht vertikal zu sein braucht und – je nach den vom Chirurgen eingeschätzten Erfordernissen und der weiteren vorgesehenen Verwendung des verbleibenden Implantats – jede Richtung relativ zum zu verstärkenden Knochen einnehmen kann.
Die in 1 gezeigte Baugruppe umfasst allgemein bei 10 einen Befestigungsteil 12, eine Rückhalteschraube 14 und eine Fußplatte 16. Der Befestigungsteil 12 ist in 2 im Querschnitt gezeigt. Die Fußplatte 16 ist in 3 im Querschnitt veranschaulicht, und die Rückhalteschraube 14 ist in 4 im Querschnitt veranschaulicht.
5 veranschaulicht im Querschnitt einen Distraktor 18 zur Verwendung mit dem Befestigungsteil 12 und der Fußplatte 16.
6 veranschaulicht im Querschnitt einen Obturator 20 zur Verwendung mit dem Befestigungsteil 12.
Der Befestigungsteil 12 hat einen Körperabschnitt 30 mit einer äußeren Oberfläche 32. Der Körperabschnitt ist allgemein zylindrisch und weist eine Mittelachse 34 auf. Der Körperabschnitt 30 weist eine allgemein mittig angeordnete Ausnehmung 40 auf, die im Wesentlichen auf der Achse 34 zentriert ist. Die Ausnehmung 40 erstreckt sich im Wesentlichen durch den Körperabschnitt 30 des Befestigungsteils 12 von einer proximalen Öffnung 42 am proximalen Ende 36 zu der distalen Öffnung 44 am distalen Ende 38. Die Ausnehmung 40 enthält eine distale verjüngte Oberfläche 46, die sich von der distalen Öffnung 44 nach innen zur Achse 34 hin verjüngt. Die Ausnehmung 40 enthält des Weiteren eine proximale verjüngte Oberfläche 48, die sich von der proximalen Öffnung 42 nach außen relativ zur Achse 34 verjüngt.
Die Ausnehmung 40 des Befestigungsteils 12 enthält des Weiteren ein erstes ineinandergreifendes Mittel 50 zum einstellbaren Anordnen des Befestigungsteils 12 relativ zum Distraktor 18. Außerdem kann das erste ineinandergreifende Mittel 50 zum einstellbaren Anordnen des Befestigungsteils relativ zum Distraktor auch zum Positionieren des Befestigungsteils 12 relativ zur Rückhalteschraube 14 verwendet werden.
Wie in der bevorzugten Ausführungsform in 1 und 2 gezeigt, umfasst das erste ineinandergreifende Mittel 50 zum einstellbaren Anordnen des Befestigungsteils relativ zum Distraktor ein Schraubgewinde, das sich über einen wesentlichen Anteil der Länge der Ausnehmung 40 erstreckt.
Die Ausnehmung 40 des Befestigungsteils 12 enthält des Weiteren eine zylindrische Fläche 52, die in die sich verjüngende Fläche 48 bei einem Absatz 54 übergeht.
Der Befestigungsteil 12 hat eine proximale Fläche 56. Wie gezeigt, ist die Fläche 56 vorzugsweise planar, kann aber gewünschtenfalls auch andere Formen haben.
Die äußere Oberfläche 32 des Befestigungsteils 12 ist so beschaffen, dass sie die Osseointegration des Befestigungsteils 12 mit dem umgebenden Knochengewebe des Säugetieres fördert. Die Oberfläche kann auf verschiedene Weise dergestalt behandelt werden, dass die Osseointegration gefördert wird. Die kann durch Mikroätzung der Oberfläche oder auf sonstige Weise geschehen, wie es bei Dentalimplantaten und dergleichen nach dem Stand der Technik Anwendung üblich ist. In diesem Fall wird die Oberfläche mit einer Rippe 58 versehen, die von der Fläche 32 relativ zur Achse 34 nach außen absteht. Die Rippe 58 umfasst vorteilhafterweise eine Spirale, die sich am Körperabschnitt 30 dergestalt abwärts erstreckt, dass praktisch ein Gewinde entsteht, das sich im Wesentlichen über die gesamte Länge des Körperabschnitts 30 erstreckt. Das Gewinde stellt auf diese Weise eine mechanische Fixierung für einwachsenden Knochen bereit und sorgt für eine festere Integration des Befestigungsteils 12 mit dem Knochen.
Die Fußplatte 16 ist in Figur im Querschnitt veranschaulicht. Die Fußplatte 16 hat eine distale Fläche 60, die vorzugsweise planar ist, und eine proximale Fläche 62. Die Fußplatte ist im Wesentlichen napfförmig und ist im Wesentlichen um die Mittelachse 64 symmetrisch. Die Fußplatte 16 umfasst eine Ausnehmung 66, die mit der Achse 64 im Wesentlichen konzentrisch ist.
Die Ausnehmung 66 erstreckt sich von der distalen Fläche 60 in Längsrichtung nach innen, durchdringt aber nicht die proximale Fläche 62. Die Ausnehmung 66 hat eine Bodenfläche 68. Die Ausnehmung 66 umfasst eine Gewindefläche 70 zur Ineingriffnahme der Rückhalteschraube 14.
Die Rückhalteschraube 14 ist in 4 veranschaulicht.
Die Rückhalteschraube 14 hat einen allgemein länglichen Körper, der um eine im Wesentlichen mittig angeordnete Achse 80 herum allgemein symmetrisch ist. Die Rückhalteschraube 14 hat ein proximales Ende 82 und ein distales Ende 84. Am proximalen Ende 82 umfasst die Rückhalteschraube 14 eine Gewindefläche 86. Die Gewindefläche 86 hat Gewindegänge, die zu der Gewindefläche 70 der Fußplatte komplementär sind, dergestalt, dass die Gewindefläche 86 in der Gewindefläche 70 der Fußplatte aufgenommen wird. Außerdem enthält die Rückhalteschraube 14 einen verjüngten Abschnitt 87 benachbart der Gewindefläche 86. Der verjüngte Abschnitt 87 ist zu der verjüngten Fläche 48 des Befestigungsteils 12 komplementär verjüngt, dergestalt, dass im Gebrauch zwischen den Flächen 48 und 87 eine Abdichtung entsteht, die einen weiter unten erklärten Zweck hat. Wenn die Rückhalteschraube 14 vollständig in den Befestigungsteil 12 eingeführt ist, so steht die Gewindefläche 86 der Rückhalteschraube 14 aus der proximalen Öffnung 42 des Befestigungsteils 12 hervor.
Benachbart dem distalen Ende 84 der Rückhalteschraube 14 befindet sich ein ineinandergreifendes Mittel 90. Das ineinandergreifende Mittel 90 umfasst ein Gewinde, das sich entlang der Außenfläche der Rückhalteschraube 14 am distalen Ende 84 erstreckt. Durchmesser und Konfiguration des ineinandergreifenden Mittels 90 wirken mit dem ersten ineinandergreifenden Mittel 50 des Befestigungsteils 12 zusammen. Die Gewinde 50 und 90 umfassen somit erste und zweite ineinandergreifende Mittel auf dem Befestigungsteil 12 beziehungsweise der Rückhalteschraube 14 zum Einstellen der Position der Rückhalteschraube 14 relativ zum Befestigungsteil 12.
Am distalen Ende 84 der Rückhalteschraube 14 befindet sich eine allgemein planare Fläche 92. In der planaren Fläche befindet sich eine Aufnahmeöffnung 94, die im Wesentlichen mittig relativ zur Achse 80 angeordnet ist.
Die Aufnahmeöffnung 94 kann jede Konfiguration haben, die geeignet ist, ein Werkzeug aufzunehmen, damit die Rückhalteschraube 14 mittels eines in die Aufnahmeöffnung 94 eingesetzten Werkzeugs gedreht werden kann. Die Aufnahmeöffnung 94 kann ein einfacher Schlitz sein, in den ein Schlitzschraubendreher eingesetzt wird. Die Aufnahmeöffnung ist jedoch vorzugsweise polygonal geformt, wie beispielsweise hexagonal oder oktagonal, und das zum Drehen der Aufnahmeöffnung verwendete Werkzeug kann ein Inbusschlüssel oder dergleichen sein.
Um die in 1 gezeigte Baugruppe herzustellen, wird die Rückhalteschraube 14 in die Ausnehmung 40 des Befestigungsteils 12 eingeführt. Das Gewinde 90 greift in das Gewinde 50 ein. Dann wird ein Werkzeug in die Aufnahmeöffnung 94 eingesetzt, und die Rückhalteschraube wird relativ zum Befestigungsteil 12 gedreht. Die Drehbewegung wird fortgesetzt, bis das proximale Ende 82 die proximale Öffnung 42 passiert. Die Drehbewegung wird fortgesetzt, bis die verjüngte Fläche 87 gegen die verjüngte Fläche 48 des Befestigungsteils 12 abdichtet. An diesem Punkt stehen einige der Gewindegänge 86 der Rückhalteschraube 14 über die proximale Fläche 56 des Befestigungsteils 12 hinaus. Die Fußplatte 16 kann nun gegen die Rückhalteschraube 14 gesetzt werden. Durch Drehen der Fußplatte relativ zum Befestigungsteil 12 nimmt die Gewindefläche 70 der Fußplatte 16 die Gewindefläche 86 der Rückhalteschraube 14 in Eingriff. Die Fußplatte 16 wird relativ zur Rückhalteschraube gedreht, bis die distale Fläche 60 sich im Wesentlichen benachbart der – und vorzugsweise in Kontakt mit der – proximalen Fläche 56 des Befestigungsteils 12 befindet. Damit ist der Zusammenbau gemäß 1 beendet, wobei es keinen nennenswerten Raum zwischen der proximalen Fläche 56 des Befestigungsteils 12 und der distalen Fläche 60 der Fußplatte 16 gibt. Im zusammengebauten Zustand sind die Achsen 34, 64 und 80 aufeinander ausgerichtet.
5 veranschaulicht den Distraktor 18. Der Distraktor 18 hat einen allgemein stangenförmigen Körper und ist um eine Mittelachse 180 herum allgemein symmetrisch. Der Distraktor 18 hat ein proximales Ende 182 und ein distales Ende 184.
Benachbart dem proximalen Ende 182 des Distraktors 18 befindet sich eine Sitzfläche 188. Der Distraktor 18 umfasst einen allgemein zylindrischen Abschnitt 186, der einen Durchmesser D aufweist und sich bis neben das proximale Ende 182 des Distraktors 18 erstreckt. An dem proximalen Ende 182 enthält der Distraktor 18 eine zylindrische Fläche 187 mit einem Durchmesser, der kleiner ist als der Durchmesser D. Der geringere Durchmesser der Fläche 187 ist so bemessen, dass die zylindrische Fläche 187 in die Ausnehmung 66 der Fußplatte 16 hineinpasst, ohne mit der Gewindefläche 70 der Fußplatte in Eingriff zu gelangen. Die axiale Länge der zylindrischen Fläche 187 ist größer als die Tiefe der Ausnehmung 66, so dass die Sitzfläche 188 des Distraktors 18 an der Bodenfläche 68 der Fußplatte 16 anliegt.
Benachbart dem distalen Ende 184 des Distraktors 18 befindet sich ein zweites ineinandergreifendes Mittel 190, das ein Gewinde umfasst, das in die Außenfläche des distalen Endes 184 geschnitten ist. Die Konfiguration des Gewindes 190 ist dem Gewinde 50 des Befestigungsteils 12 komplementär. Das distale Ende 184 enthält ebenfalls eine im Wesentlichen planare Fläche 192. Die planare Fläche 192 definiert eine Aufnahmeöffnung 194.
Der Distraktor 18 enthält außerdem einen O-Ring 196. Der O-Ring kann aus Silikon hergestellt sein. Der O-Ring 196 hat einen Innendurchmesser, der nur geringfügig kleiner ist als der Durchmesser D des Distraktors 18, so dass der O-Ring dicht anliegend auf dem zylindrischen Abschnitt 186 des Distraktors 18 aufgenommen ist. In der Anfangsphase des Gebrauchs wird der O-Ring 196 auf der Fläche 186 ein wenig axial von der verkleinerten zylindrischen Fläche 187 entfernt installiert. Der Außendurchmesser des O-Rings 196 ist so groß, dass der O-Ring die zylindrische Fläche 52 und den Absatz 54 des Befestigungsteils 12 in Eingriff nimmt, wenn der Distraktor in den Befestigungsteil 12 eingeführt wird. Dadurch entsteht eine Abdichtung, die Zwecken dient, die weiter unten erklärt werden.
Im Gebrauch umfassen die ineinandergreifenden Mittel 190 des Distraktors zweite ineinandergreifende Mittel zur Ineingriffnahme des ersten ineinandergreifenden Mittels 50 des Befestigungsteils 12. Auf diese Weise nimmt das Gewinde 190 das Gewinde 50 in Eingriff, um den Befestigungsteil 12 relativ zum Distraktor 18 verstellen zu können.
6 veranschaulicht den Obturator 20. Der Obturator 20 ist im Wesentlichen um eine Achse 234 herum symmetrisch. Der Obturator enthält ein proximales Ende 236 und ein distales Ende 238. Benachbart dem proximalen Ende 236 des Obturators 20 befindet sich eine proximale verjüngte Fläche 248, die sich nach innen zur Achse 234 hin verjüngt. Der Obturator ist ein im Wesentlichen massiver Körper mit einer proximalen Fläche 242. Benachbart dem distalen Ende 238 des Obturators 20 befindet sich ein ineinandergreifendes Mittel 252. Das ineinandergreifende Mittel 252 hat die Form eines Gewindes. Die Konfiguration des Gewindes 252 ist dem Gewinde 50 des Befestigungsteils 12 komplementär.
Benachbart dem distalen Ende 238 des Obturators 20 befindet sich außerdem eine im Wesentlichen planare Fläche 260.
Die im Wesentlichen planare Fläche 260 definiert eine Aufnahmeöffnung 262 zum Aufnehmen eines Werkzeugs zum Drehen des Obturators 20.
Der Obturator 20 kann in dem Befestigungsteil 12 wie in 12 gezeigt installiert werden. Um den Obturator 20 in dem Befestigungsteil 12 zu installieren, wird der Obturator 20 durch die distale Öffnung 44 in dem Befestigungsteil 12 geschoben. Der Obturator 20 wird abwärts entlang der Ausnehmung 40 des Befestigungsteils 12 geschoben, bis das Gewinde 252 in das Gewinde 50 des Befestigungsteils 12 einzugreifen beginnt. Durch Drehen des Obturators 20 relativ zu dem Befestigungsteil 12 mittels eines in die Aufnahmeöffnung 262 eingesetzten Werkzeugs kann der Obturator 20 gedreht werden, so dass er sich in der Ausnehmung 40 abwärts bewegt. Der Obturator 20 bewegt sich axial entlang der Ausnehmung 40, bis die proximale verjüngte Fläche 248 die proximale verjüngte Fläche 48 des Befestigungsteils 12 in Eingriff nimmt. Die proximale verjüngte Fläche 48 des Befestigungsteils 12 ist vorzugsweise ein sogenannter Morsekegel. Dies ist ein Kegel mit einem effektiven Winkel von etwa 8° relativ zur Achse 34. Die entsprechende proximale verjüngte Fläche 248 des Obturators 20 wird dadurch fest gegen die verjüngte Fläche 248 gedrängt, wodurch zwischen den Flächen 48 und 248 eine vollständige Abdichtung entsteht.
Die proximale Fläche 242 des Obturators 20 ist vorzugsweise mit der proximalen Fläche 56 des Befestigungsteils 12 bündig, wenn die verjüngten Flächen 248 und 48 miteinander in Kontakt stehen. Um jedoch Toleranzen zu haben, ist es besonders bevorzugt, dass die proximale Fläche 242 sich in der proximalen Richtung über die proximale Fläche 56 des Befestigungsteils 12 hinaus erstreckt. Die Gründe dafür werden weiter unten besprochen.
7 bis 12 veranschaulichen die Verwendung der in den 1 bis 6 gezeigten Einzelteile durch einen Chirurg für den Prozess der Knochenverstärkung.
7 veranschaulicht die Baugruppe von 1 nach der Implantation im Kieferknochen eines Menschen, der eine Knochenverstärkung benötigt. In 7 ist bei 300 eine Knochenoberfläche veranschaulicht. Die gestrichelte Linie 302 veranschaulicht das gewünschte Profil des Knochens. Die Linie 304 veranschaulicht das Profil des Knochens, dem die gewünschte Dicke fehlt. Die Fläche 304 kann sich aus einer beliebigen Zahl medizinischer Leiden von der gewünschten Fläche 302 unterschieden. Der Knochen kann infolge einer Schlageinwirkung oder eines sonstigen Traumas gesplittert oder gebrochen sein, oder es kann sein, dass ein Stück des Knochens wegen einer Krankheit oder eines anderen Leidens chirurgisch entfernt werden musste, oder die gewünschte Knochenkonfiguration ist von Geburt an nicht vorhanden. Was auch immer der Grund für die Normabweichung sein mag – der Chirurg will das Knochengewebe verstärken und einen massiven Knochen mit einer Oberfläche aufbauen, die im Wesentlichen der Linie 302 in 7 entspricht. Dazu können die in 2 bis 5 gezeigten Einzelteile verwendet werden, um die gewünschte Knochenverstärkung herzustellen.
Der erste Schritt ist der Zusammenbau des Befestigungsteils 12, der Rückhalteschraube 14 und der Fußplatte 16 zu der in 1 gezeigten Konfiguration. Wie oben erklärt, steht die distale Fläche 60 der Fußplatte 16 vorzugsweise in Kontakt mit der proximalen Fläche 56 des Befestigungsteils 12. Dies kann gleich im Herstellerwerk geschehen, so dass die Baugruppe dem Chirurgen in einer sterilen Verpackung zur Verfügung gestellt werden kann und zum Einbau in eine gewünschte Öffnung bereit ist.
Der Chirurg stellt dann die gewünschte Öffnung im Knochen des Patienten her. Der Knochen kann je nach dem gewünschten Osseointegrationsmechanismus konfiguriert werden. Wenn die Osseointegration mittels der Rippe 58 in Form eines Gewindes erfolgen soll, wie an dem Befestigungsteil 12 in 2 gezeigt, so wird die Bohrung, die der Chirurg in den Knochen einbringt, in ähnlicher Weise mit einem Gewinde versehen sein, um die Rippe aufzunehmen. Nachdem die Baugruppe aus Befestigungsteil 12, Rückhalteschraube 14 und Fußplatte 16 in den Knochen eingesetzt wurde, wird eine Heilkappe 320 in das Befestigungsteil 12 eingesetzt. Die Heilkappe hat ein proximales Ende 322 und ein distales Ende 324. Benachbart dem proximalen Ende 322 der Heilkappe 320 befindet sich ein Gewinde 350. Das Gewinde 350 der Heilkappe 320 nimmt das Gewinde 50 des Befestigungsteils 12 in Eingriff.
Die Heilkappe 320 enthält zwischen dem proximalen und dem distalen Ende der Heilkappe eine sich verjungende Fläche 346. Das distale Ende 324 der Heilkappe 320 definiert eine distale Fläche 352. Die distale Fläche 352 definiert eine Aufnahmeöffnung 354. Die Aufnahmeöffnung 354 ist dafür vorgesehen, ein Werkzeug aufzunehmen, um die Heilkappe 320 relativ zum Befestigungsteil 12 zu drehen.
Dementsprechend wird, nachdem die Baugruppe aus Befestigungsteil 12, Rückhalteschraube 14 und Fußplatte 16 chirurgisch in den Knochen eingesetzt wurde, die Heilkappe 320 in die Ausnehmung 40 des Befestigungsteils 12 eingeführt. Ein Werkzeug wird in die Aufnahmeöffnung 354 eingesetzt, und die Heilkappe wird gedreht. Die Heilkappe dichtet nun die distale Öffnung 44 des Befestigungsteils 12 ab, indem die verjüngte Fläche 346 der Heilkappe in Kontakt mit der distalen verjüngten Fläche 46 des Befestigungsteils 12 gebracht wird. Die entsprechenden Schichten, die über dem Knochen liegen, und zwar die Mukosa 306 und das Periosteum 308, werden nun vom Chirurgen benachbart zu der Heilkappe angeordnet. Nachdem die Baugruppe, wie in 7 gezeigt, vollständig eingesetzt wurde, liegt die proximale Fläche 62 der Fußplatte 16 am Boden der Höhlung an, die der Chirurg im Kieferknochen hergestellt hat. Die Wunde wird dann vorübergehend verschlossen, und man lässt sie verheilen. Dann lässt man die Heilung in dem normalen Tempo, wie es für andere Dentalimplantate üblich ist, erfolgen. Es kommt dabei zur Osseointegration zwischen dem Knochen und der Außenfläche 32 des Befestigungsteils 12 sowie der proximalen Fläche 52 der Fußplatte 16. Beim Menschen dauert dieser Heilungsprozess in den meisten Fällen vier bis sechs Monate. In dieser Zeit erfolgt keine Distraktionsosteogenese.
Während des Zeitraums der Osseointegration sollen keine Körperfluide zu der chirurgischen Implantationsstelle durch den Befestigungsteil dringen. Die Ausnehmung 40 des Befestigungsteils 12 wird während dieser Heilungsphase durch die Interaktion der verjüngten Flächen 48 und 87 des Befestigungsteils 12 und der Rückhalteschraube 14 abgedichtet. Außerdem wird die Ausnehmung 40 am distalen Ende durch die verjüngte Fläche 346 der Heilkappe 320 und die verjüngte Fläche 46 des Befestigungsteils 12 abgedichtet. In ähnlicher Weise sollen keine Fluide von der Implantationsstelle zwischen die Flächen 60 und 56 der Fußplatte 16 bzw. des Befestigungsteils 12 dringen. Darum wird die Fußplatte 16 an der Gewindefläche 86 der Rückhalteschraube während des ursprünglichen Zusammenbaus im Herstellerwerk dergestalt festgezogen, dass die beiden Flächen in festem Kontakt aneinanderliegen.
Wenn der Chirurg befindet, dass es zu einer ausreichenden Osseointegration des Befestigungsteils 12 und der Fußplatte 16 gekommen ist, so kann er mit dem Prozess der Distraktionsosteogenese beginnen. Um die Distraktionsosteogenese durchführen zu können, öffnet der Chirurg nun die ursprüngliche Stelle der Implantation, um Zugang zu der Stelle zu haben, wo der Knochen verstärkt werden soll. Der Chirurg führt nun eine Kortikotomie durch, wie in 8 gezeigt. Die Linien, welche die im Knochen ausgeführten Schnitte markieren, sind in 8 mit 310 und 312 auf beiden Seiten des Implantats angedeutet. Die Linien 310 und 312 werden auf beiden Seiten des Befestigungsteils 12 seitlich verschoben, so wie es für die erforderliche Knochenverstärkung gewünscht wird. Außerdem wird ein proximaler Schnitt entlang der in 8 mit 314 bezeichneten Linie ausgeführt.
Im Anschluss an die Kortikotomie wird die Heilkappe 320 abgenommen, und die Rückhalteschraube 14 wird aus der Fußplatte 16 und dem Befestigungsteil 12 herausgedreht. Um die Schraube zu entfernen, wird ein Werkzeug in die Aufnahmeöffnung 94 der Rückhalteschraube 14 eingesetzt. Wenn die Rückhalteschraube gedreht wird, so dreht sie sich im Gewinde 50 des Befestigungsteils 12 und im Gewinde 70 der Fußplatte. Zu diesem Zweck haben die Gewinde 50 und 70 die gleiche Ganghöhe. Infolge des Osseointegrationsprozesses drehen sich der Befestigungsteil 12 und die Fußplatte 16, die zu diesem Zeitpunkt mit dem Knochen verwachsen sind, nicht mit. Die Rückhalteschraube 14 verblieb jedoch während des gesamten Heilungsprozesses im Anschluss an das ursprüngliche Implantationsverfahren an ihrem Platz. Dadurch wird gewährleistet, dass die Fußplatte 16 in Kontakt mit dem Befestigungsteil 12 bleibt und so ausgerichtet bleibt, dass die Ausnehmung 66 der Fußplatte und die Ausnehmung 40 des Befestigungsteils exakt aufeinander ausgerichtet sind.
9 veranschaulicht den Beginn des Distraktionsverfahrens. Um den Distraktionsprozess zu beginnen, wird der Distraktor 18 in den Befestigungsteil 12 eingesetzt. In die Aufnahmeöffnung 194 des Distraktors 18 wird ein Werkzeug eingesetzt. Der Distraktor 18 wird nun in die Ausnehmung 40 eingesetzt, wobei das proximale Ende 182 sich dem proximalen Ende 36 des Befestigungsteils 12 annähert. Durch Drehung des Distraktors 18 werden das Gewinde 190 und das Gewinde 50 des Befestigungsteils miteinander in Eingriff gebracht, so dass der Distraktor 18 sich in der Ausnehmung 40 nach unten bewegt. Während sich der Distraktor 18 in der Ausnehmung 40 entlang bewegt, schiebt sich das proximale Ende 182 durch die proximale Öffnung 42 des Befestigungsteils 12 in Richtung der Fußplatte 16. Der Distraktor bewegt sich weiter entlang der Ausnehmung 40 des Befestigungsteils 12, bis die Sitzfläche 188 des Distraktors an der Fußplatte 16 anliegt. Bei der bevorzugten Ausführungsform tritt das proximale Ende 182 des Distraktors 18 in die Ausnehmung 66 ein und berührt den Boden 68 der Ausnehmung der Fußplatte. Weil die Fußplatte 16 mit dem Knochen osseointegriert ist, kann sich der Distraktor 18 nicht abwärts bewegen, weil er dann an der Fußplatte anliegt, die fest in das Knochengewebe integriert ist. Ein weiteres Drehen des Distraktors hat keine Bewegung in Distraktionsrichtung zwischen dem Distraktor 18 und der Fußplatte 16 zur Folge. Weil aber das Gewinde 50 des Befestigungsteils 12 und das Gewinde 190 des Distraktors 18 miteinander in Eingriff bleiben, führt ein weiteres Drehen des Distraktors 18 relativ zur Fußplatte 16 und dem Befestigungsteil 12 dazu, dass sich der Befestigungsteil relativ zur Fußplatte 16 in distaler Richtung bewegt. Die Bewegung des Befestigungsteils 12 relativ zur Fußplatte 16 bestimmt nun die Distraktionsrichtung. Wenn der Distraktor 18 vom Herstellerwerk versandt wird, so ist der O-Ring 196 vorzugsweise bereits installiert, wie in 5 gezeigt. Der O-Ring 196 kann aber auch durch den Chirurgen installiert werden. Wenn der Distraktor 18 in dem Befestigungsteil 12 installiert ist, so liegt der O-Ring 196 an der Fläche 52 am Absatz 54 an.
Nach der Kortikotomie ist der Befestigungsteil 12 fest in ein Knochensegment integriert, das durch die Kortikotomieschnitte 310, 312 und 314 definiert ist.
Dieses Knochensegment kann sich nicht relativ zu dem umgebenden Gewebe drehen. Dadurch wird bewirkt, dass sich das Knochensegment, in das der Befestigungsteil 12 integriert ist, in Distraktionsrichtung bewegt.
Wie in den oben angesprochenen Arbeiten von Ilisarow dargestellt, ist es bekannt, dass neues Knochengewebe entlang des Einschnitts 314 und entlang der Schnitte 310 und 312 entsteht. Eine endgültige Verheilung des Knochens findet entlang der Schnitte 310 und 312 nicht statt, da sich durch das Verfahren eine Bewegung entlang dieser Schnitte vollzieht, die schneller ist als die Geschwindigkeit des Verheilens, und zur Heilung kommt es dann, wenn die Bewegung oder Distraktion beendet ist und der Knochen in einer stabilisierten Position gehalten wird.
Um die Distraktionsosteogenese durchzuführen, wird der Distraktor 18 regelmäßig um einen kleinen Betrag gedreht. Das kann bedeuten, dass der Distraktor 18 jeden Tag um einen kleinen Betrag (beispielsweise eine Umdrehung) gedreht wird, dergestalt, dass die Trennung vom Schnitt 314 jeden Tag um etwa 0,5 bis 1 mm vergrößert wird.
Der Befestigungsteil 12 und das Knochensegment, in das er eingebettet ist, werden somit um den vom Chirurgen festgelegten Gesamtbetrag in Distraktionsrichtung bewegt. Wenn sich der Befestigungsteil 12 von der Fußplatte 16 weg bewegt, können Körperfluide zwischen die Fläche 60 der Fußplatte 16 und die Fläche 56 des Befestigungsteils fließen, um neuen Knochen wachsen zu lassen. Diese Fluide sollen nicht in die Ausnehmung 40 des Befestigungsteils eindringen, da es zur Nekrose kommen kann, und es sollen keine Bakterien oder andere Fluide durch die Ausnehmung 40 abwärts zur Stelle der Knochenregenerierung sickern. Der O-Ring 196 stellt die gewünschte Abdichtung her. Die Heilkappe 320 kann ebenfalls täglich wieder aufgesetzt werden, um die Abdichtung zu unterstützen. Wenn der Befestigungsteil 12, wie in 9 zu sehen, relativ zum Distraktor 18 angehoben wird, so bleibt der O-Ring 196 mit der Fläche 52 und dem Absatz 54 des Befestigungsteils in Kontakt. Der O-Ring wird an der zylindrischen Fläche 186 des Distraktors entlanggerollt.
10 veranschaulicht das Verfahren, wenn der gewünschte Distraktionsbetrag erreicht ist. Wie in 10 zu sehen, wurde die Fläche des Knochensegments, das mit dem Befestigungsteil 12 verwachsen ist, so bewegt, dass sie ungefähr der Linie 302 in 7 entspricht. Je nach der Länge der Bewegung in Distraktionsrichtung können ein oder mehrere Distraktoren verschiedener Länge verwendet werden. Wenn ein längerer Bewegungsweg in Distraktionsrichtung relativ zur Länge des Befestigungsteils 12 gewünscht wird, so kann es zweckmäßig oder notwendig sein, mehrere Distraktoren zu verwenden. In jedem Fall passt die Länge des zylindrischen Abschnitts 186 zum benötigten Betrag der Distraktionsbewegung und -entfernung von der Fußplatte 16.
Das Verfahren der Distraktionsosteogenese wird wie in 10 gezeigt zu Ende geführt. Der nächste Schritt in dem Verfahren besteht darin, die Seitenränder des distraktierten Knochensegments verheilen zu lassen. Die Heilung vollzieht sich natürlich so lange, wie keine Bewegung zwischen dem distraktierten Segment und dem umgebenden Knochen stattfindet. Um eine ordnungsgemäße Verheilung zu fördern, wird das distraktierte Segment stabilisiert. Das kann mittels des Distraktors 18 oder durch eine äußere Stütze wie beispielsweise eine Brücke geschehen. Anschließend werden der Distraktor 18 und der O-Ring 196 entfernt, wie in 11 gezeigt. Nach dem Entfernen des Distraktors 18 bleibt ein zylindrischer Hohlraum 200 in dem neu gebildeten Knochen zurück, der während des Osteogeneseprozesses entstanden ist.
Während der Osteogenesephase umgeben Körperfluide den zylindrischen Abschnitt 186 des Distraktors 18. Natürlich soll es entlang der Fläche 186 des Distraktors 18 zu keiner Osseointegration kommen. Dementsprechend ist diese Fläche so glatt wie möglich, und der Distraktor 18 besteht aus einem Material, das vom Körper nicht abgestoßen wird, aber auch keine Osseointegration fördert. Der Distraktor kann zweckmäßigerweise aus Edelstahl bestehen.
Um eine Infektion im Knochen zu vermeiden, wird nun der Obturator 20 in den Befestigungsteil 12 eingesetzt. Im Großen und Ganzen sollte gewährleistet werden, dass Körperfluide nicht ohne weiteres in das Innere des Knochens gelangen können, der durch den Distraktionsprozess entstanden ist. Darum sollte die proximale Öffnung 42 des Befestigungsteils 12 nach Beendigung des Distraktionsverfahrens abgedichtet werden. Dazu wird ein Werkzeug in eine Aufnahmeöffnung 262 des Obturators 20 eingesetzt. Der Obturator 20 wird dann entlang der Ausnehmung 40 des Befestigungsteils bewegt, bis das Gewinde 252 des Obturators 20 in das Gewinde 50 des Befestigungsteils eingreift. Der Obturator 20 wird dann so gedreht, dass er sich entlang der Ausnehmung 40 bewegt, bis die verjüngte Fläche 248 die proximale verjüngte Fläche 48 des Befestigungsteils 12 in Eingriff nimmt. Der Morsekegel stellt nun eine dauerhafte Abdichtung her, die verhindert, dass Fluide durch die Ausnehmung 40 in den neu entstandenen Knochen dringen. Das ist in 12 gezeigt.
Im Lauf der Zeit wird der zylindrische Hohlraum 200 in dem regenerierten Knochen, der durch die Herausnahme des Distraktors 18 entstanden ist, spontan mit Knochengewebe ausgefüllt. Außerdem wird die Ausnehmung 60 der Fußplatte 16 durch Knochengewebe ausgefüllt.
Der Hohlraum 200, in dem sich zuvor der zylindrische Abschnitt 186 des Distraktors befand, ist von neu entstandenem Knochengewebe umgeben. In diesem Hohlraum bildet sich darum relativ rasch Knochengewebe. Es sollte sich jedoch kein Hohlraum in die Ausnehmung des Befestigungsteils 12 erstrecken, wenn der Obturator 20 in der Ausnehmung 40 des Befestigungsteils installiert ist. Der Obturator sollte darum so bemessen sein, dass, wenn die verjüngte Fläche 248 des Obturators die verjüngte Fläche 48 des Befestigungsteils 12 in Eingriff nimmt, sich die proximale Fläche 242 des Obturators axial von der Ausnehmung 40 nach außen erstreckt. Dadurch liegt die Fläche 242 des Obturators 20 unterhalb der Fläche 56 des Befestigungsteils 12. Damit ragt der Obturator 20 vor dem Ausfüllen des Hohlraums 200 ein wenig in den zylindrischen Hohlraum 200 hinein. Dadurch wird gewährleistet, dass es neben der distalen Öffnung 42 keinen Hohlraum gibt, der ansonsten eine Stelle für eine mögliche Nekrose sein könnte.
Nach Beendigung des Osteogeneseverfahrens kann der Befestigungsteil 12 an seinem Platz verbleiben, nachdem er fest in das Knochengewebe integriert wurde. Die Seiten des in Distraktionsrichtung bewegten Knochensegments, die ursprünglich durch die Schnitte entlang der Linien 310 und 312 entstanden waren, verheilen im Lauf der Zeit mit dem benachbarten Knochen. Der Befestigungsteil 12 verbleibt an Ort und Stelle, wo er nun als Anker für alles Denkbare verwendet werden kann. Im Fall der Verstärkung eines Kieferknochens, wie in 13 gezeigt, kann es zweckmäßig oder notwendig sein, eine Prothese 400 zu verwenden, die im Kieferknochen verankert wird. Die Prothese wird mit einem Gewinde 450 hergestellt, die das Gewinde 50 des Befestigungsteils 12 in Eingriff nehmen kann.
Das Material, aus dem die verschiedenen Einzelteile hergestellt werden, kann frei gewählt werden. In den meisten Fällen ist es vorgesehen, dass der Befestigungsteil 12 und der Obturator 20 dauerhaft im Körper verbleiben. Darum sollten sie aus Materialien hergestellt sein, die sich für die Osseointegration eignen und die vom Körper auf lange Sicht toleriert werden. Solche Materialien sind beispielsweise Titan oder Titanlegierungen.
Nach Beendigung des Osteogeneseprozesses gibt es keinen Zugang zur Fußplatte 16 mehr. Die Fußplatte 16 kann darum aus einem Material hergestellt werden, das dem des Befestigungsteils 12 ähnelt, das heißt einem Material, das die Osseointegration fördert und das langfristig vom Körper toleriert werden kann, wie beispielsweise Titan oder Titanlegierungen. Die Fußplatte kann alternativ auch aus einem Material bestehen, das vom Körper biologisch absorbiert werden kann. Solche Materialien sind beispielsweise Calciumcarbonat und Polyacryl-/Polyglycolsäurepolymer, bekannt als PGLA.
Die Rückhalteschraube 14 wird nicht in den Körper osseointegriert und kommt zum größten Teil nicht mit Körperfluiden in Berührung. Die Rückhalteschraube kann somit aus jedem Material bestehen, das vom Körper über den Zeitraum von mehreren Monaten zwischen ursprünglichen Implantation und dem Beginn des Distraktionsprozesses toleriert wird. Solche Materialien sind beispielsweise Titan, Titanlegierungen, Edelstahl und Goldlegierungen.
Zwischen dem Distraktor und dem umgebenden Knochen sollte es so wenig Integration wie möglich geben. Der Distraktor kommt jedoch mit Körperfluiden in Berührung, besonders an der Stelle der Osteogenese. Der Distraktor braucht allerdings eine gewisse strukturelle Belastbarkeit, da er praktisch die Aufbockverbindung zwischen der Fußplatte und dem Befestigungsteil bildet. Der Distraktor kann zweckmäßigerweise aus Edelstahl oder Goldlegierungen hergestellt werden.
Obgleich die Erfindung im Kontext der bevorzugten Ausführungsform besprochen wurde, ist klar, dass verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können. Insbesondere brauchen die ineinandergreifenden Mittel des Befestigungsteils und der verschiedenen Einzelteile nicht die Form eines durchgehenden Gewindes zu haben, sondern können auch andere Formen aufweisen, beispielsweise diskrete Gewindeabschnitte, Bajonett- oder Schlitzverbinder, Stifte und Löcher oder Zahnräder und Zahnstangen. Die Einzelteile können aus verschiedenen Materialien bestehen, die der Körper des Säugetieres nicht abstößt. Es können auch andere Arten von Dichtmitteln, beispielsweise Dichtungsscheiben, Serpentinendichtungen und andere Dichtungsarten, zur Abdichtung der Ausnehmung des Befestigungsteils, wie hier gezeigt, verwendet werden. Die Form der Einzelteile kann ebenfalls variiert werden. Der Schutzbereich der Erfindung ist nicht auf die im vorliegenden Text dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern wird allein durch den Schutzbereich der angehängten Ansprüche bestimmt.

Claims

Einbausatz (10) zusammensetzbarer Bauteile zur Implantation in die Knochen eines Säugetiers für den Einsatz bei der Distraktionsosteogenese, umfassend: einen Befestigungsteil (12), eine Fußplatte (16) und einen Distraktor (18), wobei der Befestigungsteil (12) einen sich in Längsrichtung erstreckenden Körperabschnitt (30) mit einem proximalen Ende (36) und einem distalen Ende (38) umfasst, wobei der Körperabschnitt (30) eine äußere Oberfläche (32) aufweist, die für den Kontakt mit und den Einbau in Knochengewebe vorgesehen ist, wobei der Körperabschnitt (30) eine sich im Wesentlichen in Längsrichtung erstreckende Ausnehmung (40) aufweist, welche sich von einer proximalen Öffnung (42), benachbart dem proximalen Ende (36) zu einer distalen Öffnung (44), benachbart dem distalen Ende (38) erstreckt, wobei der Fuflteil (16) eine proximale Fläche (62) und eine distale Fläche (60) umfasst, wobei der Distraktor (18) einen im Wesentlichen stangenförmigen Körper umfasst, welcher ein distales Ende (184) und ein proximales Ende (182) aufweist und wobei das proximale Ende (182) des Distraktors (18) vorgesehen ist, gegen den Fußteil (16) anzuliegen, und erste und zweite ineinandergreifende Mittel (50, 90, 190) auf dem Befestigungsteil (12) beziehungsweise dem Distraktor (18) zum einstellbaren Anordnen des Befestigungsteils (12) relativ zum Distraktor (18), wobei der Distraktor (18) eine Länge aufweist, so dass das distale Ende (184) des Distraktors (18) sich innerhalb der Ausnehmung (40) des Befestigungsteils (12) befindet, wenn das proximale Ende (182) des Distraktors (18) gegen den Fußteil (16) anliegt und wobei der Befestigungsteil (12) eine Dichtoberfläche (46) benachbart dem distalen Ende (38) der Ausnehmung (40) des Befestigungsteils (12) zum Abdichten der Ausnehmung (40) aufweist.
Einbausatz (10) der zusammensetzbaren Bauteile gemäß Anspruch 1, wobei der Einbausatz (10) des Weiteren eine Rückhalteschraube (14) umfasst.
Einbausatz (10) der zusammensetzbaren Bauteile gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Fußteil (16) eine Ausnehmung (66) umfasst, welche sich von der distalen Fläche (60) in den Fußteil (16) hinein erstreckt und das proximale Ende (182) des Distraktors (18) vorgesehen ist, in die Ausnehmung (66) des Fußteils (16) zu passen.
Einbausatz (10) der zusammensetzbaren Bauteile gemäß Anspruch 3, wobei die Rückhalteschraube (14) vorgesehen ist, in der Ausnehmung (40) des Befestigungsteils (12) und in der Ausnehmung (66) des Fußteils (16) aufgenommen zu werden.
Einbausatz (10) der zusammensetzbaren Bauteile gemäß Anspruch 4, wobei die Rückhalteschraube (14) ineinander greifende Mittel (90) zum Ineinandergreifen mit den ineinander greifenden Mitteln (50) des Befestigungsteils (12) zum einstellbaren Anordnen der Rückhalteschraube (14) relativ zum Befestigungsteil (12) umfasst.
Einbausatz (10) der zusammensetzbaren Bauteile gemäß Anspruch 5, wobei das erste ineinander greifende Mittel (50) des Befestigungsteils (12) ein Gewinde umfasst und das ineinander greifende Mittel (90) auf der Rückhalteschraube (14) ein erstes komplementäres Gewinde umfasst.
Einbausatz (10) der zusammensetzbaren Bauteile gemäß Anspruch 6, wobei die Rückhalteschraube (14) ein zweites Gewinde (86) umfasst, wobei die Rückhalteschraube (14) ein proximales Ende (82) und ein distales Ende (84) aufweist, wobei das zweite Gewinde (86) am proximalen Ende (82) der Schraube (14) angeordnet ist und das erste sowie das zweite Gewinde dieselbe Ganghöhe aufweisen.
Einbausatz (10) der zusammensetzbaren Bauteile gemäß Anspruch 7, wobei die Ausnehmung (66) des Fußteils (16) ein Gewinde (70) umfasst, das vorgesehen ist, das zweite Gewinde (86) der Rückhalteschraube (14) aufzunehmen.
Einbausatz (10) der zusammensetzbaren Bauteile gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei der Befestigungsteil (12) eine sich verjüngende Fläche (48) benachbart dem proximalen Ende (36) des Befestigungsteils (12) umfasst, wobei die Rückhalteschraube (14) eine sich verjüngende Fläche (87) zum Abdichten gegen die sich verjüngende Fläche (48) des Befestigungsteils (12) umfasst.
Einbausatz (10) der zusammensetzbaren Bauteile gemäß Anspruch 9, wobei die Rückhalteschraube (14) eine Länge aufweist, welche ausreicht, dass das proximale Ende (82) der Rückhalteschraube (14) sich durch die proximale Öffnung (42) des Befestigungsteils (12) erstreckt, so dass der Fußteil (16) auf die Rückhalteschraube (14) aufgeschraubt werden kann, wenn die sich verjüngende Fläche (87) der Rückhalteschraube (14) mit der sich verjüngenden Fläche (48) des Befestigungsteils (12) in Eingriff gelangt.
Einbausatz (10) der zusammensetzbaren Bauteile gemäß einem der Ansprüche 3 bis 10, wobei der Befestigungsteil (12) eine proximale Fläche (56) aufweist und die Ausnehmung (66) des Fußteils (16) ausreichend lang ist, dass der Fußteil (16) auf der Rückhalteschraube (14) zurückgehalten werden kann, wenn die Rückhalteschraube (14) gegen den Befestigungsteil (12) abgedichtet ist, wobei die distale Fläche (60) des Fußteils (16) in Kontakt mit der proximalen Fläche (56) des Befestigungsteils (12) steht.
Einbausatz (10) der zusammensetzbaren Bauteile gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, des Weiteren umfassend einen Obturator (20), welcher vorgesehen ist, in der Ausnehmung (40) des Befestigungsteils (12) aufgenommen zu werden, zum Verstopfen der Ausnehmung (40) des Befestigungsteils (12).
Einbausatz (10) der zusammensetzbaren Bauteile gemäß Anspruch 12, wobei der Obturator (20) ein ineinander greifendes Mittel (252) zum anpassbaren Anordnen des Obturators (20) relativ zum Befestigungsteil (12) umfasst.
Einbausatz (10) der zusammensetzbaren Bauteile gemäß einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei der Obturator (20) ein proximales Ende (236) und ein distales Ende (238) aufweist, wobei der Obturator (20) eine sich verjüngende Fläche (248) benachbart dem proximalen Ende (236) zum Abdichten des Befestigungsteils (12) gegen die Ausnehmung (40) aufweist.
Einbausatz (10) der zusammensetzbaren Bauteile gemäß Anspruch 14, wobei der Befestigungsteil (12) eine sich verjüngende Fläche (48) benachbart der proximalen Öffnung (42) aufweist und die sich verjüngende Fläche (248) des Obturators (20) gegen die sich verjüngende Fläche (48) des Befestigungsteils (12) abdichtet.
Einbausatz (10) der zusammensetzbaren Bauteile gemäß Anspruch 15, wobei das ineinander greifende Mittel (50) des Befestigungsteils (12) ein Gewinde ist und der Obturator (20) ein komplementäres Gewinde (252) umfasst.
Einbausatz (10) der zusammensetzbaren Bauteile gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das erste ineinander greifende Mittel (50) auf dem Befestigungsteil (12) ein Gewinde umfasst und das zweite ineinander greifende Mittel (190) auf dem Distraktor (18) ein komplementäres Gewinde umfasst.
Einbausatz (10) der zusammensetzbaren Bauteile gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Distraktor (18) einen ersten im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt (186) umfasst, welcher einen Durchmesser D aufweist, wobei der erste zylindrische Abschnitt (186) sich zu dem proximalen Ende (182) des Distraktors (18) erstreckt.
Einbausatz (10) der zusammensetzbaren Bauteile gemäß Anspruch 18, wobei der Distraktor (18) einen zweiten im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt (187) am proximalen Ende (182) des Distraktors (18) aufweist, wobei der zweite zylindrische Abschnitt (187) einen Durchmesser aufweist, welcher kleiner als der Durchmesser D ist.
Einbausatz (10) der zusammensetzbaren Bauteile gemäß Anspruch 19, wobei die Ausnehmung (66) des Fußteils (16) ein Gewinde (70) umfasst und der zweite zylindrische Abschnitt (187) des Distraktors (18) einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser des Gewindes der Ausnehmung (66) des Fußteils (16).
Einbausatz (10) der zusammensetzbaren Bauteile gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Distraktor (18) einen O-Ring (196) umfasst.
Einbausatz (10) der zusammensetzbaren Bauteile gemäß Anspruch 21, wobei der O-Ring (196) vorgesehen ist, dicht anliegend auf dem ersten im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt (186) mit dem Durchmesser D aufgenommen zu werden.
Einbausatz (10) der zusammensetzbaren Bauteile gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Ausnehmung (40) des Befestigungsteils (12) eine sich verjüngende Fläche (48) benachbart der proximalen Öffnung (42) umfasst.
Einbausatz (10) der zusammensetzbaren Bauteile gemäß Anspruch 23, wobei die Ausnehmung (40) des Befestigungsteils (12) einen im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt (52) umfasst, wobei der im Wesentlichen zylindrische Abschnitt (52) in die sich verjüngende Fläche (48) bei einem Absatz (54) übergeht.
Einbausatz (10) der zusammensetzbaren Bauteile gemäß Anspruch 24, wobei der O-Ring (196) des Distraktors (18) vorgesehen ist, gegen den Absatz (54) des im Wesentlichen zylindrischen Abschnitts (52) der Ausnehmung (40) des Befestigungsteils (12) anzuliegen, wenn der Distraktor (18) in die Ausnehmung (40) des Befestigungsteils (12) eingepasst wird.
Einbausatz (10) der zusammensetzbaren Bauteile gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Bauteile in ein Implantat zum Einschub in einen Kieferknochen eines Säugetiers zusammensetzbar sind.
Einbausatz (10) der zusammensetzbaren Bauteile gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Befestigungsteil (12) vorgesehen ist, als ein dauerhaftes Implantat im Kiefer zu dienen.
Einbausatz (10) der zusammensetzbaren Bauteile gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, des Weiteren eine Prothese umfassend, wobei die Prothese ein Gewinde zur Anbringung der Prothese auf dem Befestigungsteil (12) benachbart dem distalen Ende (38) des Befestigungsteils (12) aufweist.
Einbausatz (10) der zusammensetzbaren Bauteile gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, des Weiteren umfassend eine Heilkappe (320), wobei die Heilkappe (320) im Befestigungsteil (12) einsetzbar ist.