DE2910627A1 - Implant which can be used as replacement for spongy bones - is built up from tolerated fibres which are implanted in bone cut=out - Google Patents

Abstract

A network which is stable in structure, and space-filling is constructed from threads or fibres which will not be rejected by the body, and can be implanted as a replacement for spongy bones. The threads or fibres may be of metals, metal alloys, ceramics, carbon and/or synthetics. At their crossing points the threads are joined by welds, etc. A shaped object may be produced from the network by pressing or embossing and immediately after cutting or dividing, forms the implant. The network may be shaped into a wedge, square, disc, etc. or a core with an envelope. The process develops implantation techniques so that after a short time the defective bone structure can stand the stresses encountered during normal use.

Description

Translated fromGerman

Implantat als Ersatz für spongiös aufgebaute Implant as a replacement for cancellous build-up

Knochen Die Erfindung bezieht sich auf ein Implantat als Ersatz fürspongiös aufgebaute Knochen des menschlichen Knochengerüstes. Solche Knochen sindz. B. die Hand- und Fußwurzelknochen, die den Wachstumsfügen benachbarten Abschnitteder Röhrenknochen, die Wirbelkörper, das Becken, die Schulterblätter und große Teiledes Schädels und des Brustkorbes. Bone The invention relates to an implant as a replacement forcancellous bones of the human skeleton. Such bones arez. B. the carpal and tarsal bones, the sections adjacent to the growth joiningthe long bones, vertebrae, pelvis, shoulder blades and large partsof the skull and the rib cage.

Bei Knochendefekten, Brüchen, Stauchungsbrüchen oder erforderlichwerdenden Versteifungen in Knochengelenken, wo bisher spongiöser Knochen zu ersetzenwar, geschieht dies bisher durch Verpflanzung (Transplantation) von Knochen, wobeiaber die Tragfähigkeit des verpflanzten Knochens über lange Zeit nicht erwartetwerden kann, denn der entnommene Knochen verliert durch den Verpflanzungsvorgangseine Knochenzellen infolge der Trennung vom Blutkreislauf, und nur der mineralischeknöcherne Bestandteil verbleibt am Ort der Einpflanzung als ein körpereigenes Gerüst,welches aber nicht tragfähig ist und erst mit der Zeit durch Einsprossen von Bindegewebezu einer neuen Knochenbildung führt. Dieser Vorgang, nämlich die Einorganisierungeines Knochentransplantats in sein knöchernes Lager benötigt - bis zum Erreicheneines voll tragfähigen Knochenslange Zeit, und zwar etwa 1 Jahr.In the case of bone defects, fractures, compression fractures or requiredstiffening in bone joints, where previously cancellous bone had to be replacedwas, so far this has been done by grafting (transplantation) of bones, wherebybut the load-bearing capacity of the transplanted bone is not expected for a long timecan be, because the removed bone is lost during the transplant processits bone cells as a result of separation from the bloodstream, and only the mineral onesthe bony component remains at the place of implantation as an endogenous framework,which, however, is not sustainable and only over time due to the sprouting of connective tissueleads to new bone formation. This process, namely the incorporationof a bone graft is needed in its bony bed - until it is reachedof a fully stable bonea long time, about 1 year.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Implantate für spongiös aufgebautezu ersetzende Knochen oder defekte Knochenteile des menschlichen Knochengerüstesso auszubilden, daß der Knochengerüstteil schon nach kurzer Zeit wieder voll belastbarbzw. funktionsfähig ist.The object of the invention is to provide implants for spongy structuresBones to be replaced or defective bone parts of the human skeletonto be trained in such a way that the skeletal part can be fully loaded again after a short timeor is functional.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch ein Implantat gelöst,welches sich durch ein aus körperverträglichen Fäden oder Fasern räumlich aufgebautes,formstabiles Netzwerk kennzeichnet, welches vorzugsweise durchgehend offenzelligebzw offenporige Struktur aufweist.This object is achieved according to the invention by an implant,which is made up of body-compatible threads or fibers,dimensionally stable network characterizes, which is preferably continuously open-cellor has an open-pore structure.

Wird nach dieser Lösung ein Spongiosadefekt mit einem Körper aus demformstabilen Netzwerk ausgefüllt, --welches aus körperverträglichen Fasern oderFäden, insbesondere aus Metallen oder Metallegierungen aufgebaut ist, so wird damitsofort die primäre Stabilität gewährleistet und daß Einsprossen von Bindegewebein das Netzwerk des Implantates mit anschließender Umbildung in Knochen ermöglicht.If after this solution a cancellous bone defect with a body from thedimensionally stable network, - which is made of body-compatible fibers orThreads, in particular made of metals or metal alloys, so isimmediately ensures primary stability and prevents connective tissue from sproutingin the network of the implant with subsequent remodeling in bone.

Dieses spongiöse Implantat verbleibt auf Dauer in seinem Knochenlagerund wird mit der Zeit von Knochen umwachsen.This cancellous implant remains permanently in its bone bedand in time it will grow with bones.

Neben Fäden oder Fasern aus Metallen oder Metallegierungen könnenin gegebenen Fällen auch solche aus Keramikmaterial, Kohle und/oderKunststoffenzur Anwendung kommen.In addition to threads or fibers made of metals or metal alloys,in given cases also those made of ceramic material, carbon and / orPlasticscome into use.

Um nach der Erfindung die Form des Netzwerkkörpers zu stabilisierenbzw. zu versteifen, können die Fäden oder Fasern an den Kreuzungsstellen z.B. durchVerschweißen oder auf chemischem Wege verbunden werden. Das Implantat aus dem Netzwerkkann durch Prägen oder Pressen in die gewünschte und erforderliche Form gebrachtwerden oder dadurch, daß eìn Zuschneiden oder Zerteilen aus einem größeren Netzwerkkörpererfolgt.In order to stabilize the shape of the network body according to the inventionor to stiffen the threads or fibers at the crossing points, for exampleWelding or chemically connected. The implant from the networkcan be brought into the desired and required shape by embossing or pressingor by cutting or dividing from a larger network bodyhe follows.

Nach der Erfindung ist es auch möglich, neben dem spongiösen, ausdem Netzwerk bestehenden Implantat das Anwachsen des Implantats durch spongiöseKnochen zu fördern, die neben dem Netzwerk-Implantat bei der primären Implantationverpflanzt werden, wobei die mechanische Beanspruchung von dem implantierten Netzwerksofort übernommen werden kann.According to the invention, it is also possible, in addition to the cancellous, offthe existing implant network the growth of the implant through cancellousPromote bone next to the network implant during primary implantationbeing transplanted, taking the mechanical stress from the implanted networkcan be taken over immediately.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungsbeispielen desneuen Netzwerk-Implantats erörtert.The invention is illustrated below with reference to the drawing examplesdiscussed new network implant.

Das Implantat als Ersatz für spongiöse Knochen besteht aus Fasern,Fäden oder dünnen Drähten, die zu einem Netzwerk verflochten oder verfilmt sindund aus körperverträglichem Metall (Titan), Metallegierungen, Keramikmaterial, Kohleund ioder Kunststoff bestehen.The implant as a replacement for cancellous bones consists of fibers,Threads or thin wires that are woven into a network or filmed in a filmand made of biocompatible metal (titanium), metal alloys, ceramic material, carbonand i or plastic.

Die vernetzten oder verfilzten Fäden oder Fasern werden durch PrägenoderPressen in die für den jeweiligen Knochendefekt erforderliche stabile Form gebrachtoder zu einem größeren Körper formstabil vernetzt oder verfilmt, wobei aus diesemKörper die erforderliche Form herausgeschnitten werden kann. Dabei können die Fädenoder Fasern an den Kreuzungsstellen durch Wärmezufuhr (Verschweißen) oder chemischverbunden werden, um das Netzwerk formstabil zu versteifen.The crosslinked or matted threads or fibers are made by embossingorPressing brought into the stable shape required for the respective bone defector networked or filmed to form a larger body in a dimensionally stable manner, whereby from thisBody can be cut out the required shape. The threadsor fibers at the crossing points by supplying heat (welding) or chemicallybe connected in order to stiffen the network in a dimensionally stable manner.

Ist z.B. nach Figur 1 und 2 ein Stauchungsbruch am Schienbeinkopfbzw. am Fersenbein (linker Teil der Figuren 1 und 2) aufgetreten, so wird zur Aufrichtungdes zusammengebrochenen spongiösen Knochens ein Schnitt durchgeführt, und die Knochenteilewerden auseinandergespreizt und sodann ein entsprechend aus dem Netzwerk bestehendesspongiöses Implantat, z.B. in Form eines Keiles 1 eingesetzt, wobei der Keil soeingebracht werden kann, daß er in seinem Lager fest verklemmt wird, womit das Prinzipder Ruhestellung durch Distraktion verwirklicht ist,so daß unter Umständen Gipsverbändeoder sonstige Stütz- und Haltemaßnahrnen erspart werden. In gleicher Weise kannbei einem# durch Stauchung zusammengebrochenen Fersenbein nach Figur 2 vorgegangenwerden.For example, according to Figures 1 and 2, there is a compression fracture on the tibial heador on the heel bone (left part of FIGS. 1 and 2), it becomes erectan incision is made of the collapsed cancellous bone, and the bone partsare spread apart and then a corresponding one from the networkCancellous implant, e.g. inserted in the form of a wedge 1, with the wedge socan be introduced that he is firmly jammed in his camp, which the principlethe rest position is achieved by distraction, so that under certain circumstances plaster castsor other support and holding measures can be saved. In the same way canin the case of a heel bone that has collapsed due to compression, proceed as shown in FIGwill.

Nach Figur 3 ist ein durch Stauchung zusammengebrochener Wirbelknochendefektin ähnlicher Weise wie zu Figur 1 und 2 auseinandergesetzt ist, operativ zu beheben,indem ein spongiöses Implantat 2, z.B. in Form eines Quaders, in den auseinanderzu spreizendenWirbelknochen unter festen Einspannungen eingesetztwird.According to FIG. 3, there is a vertebral bone defect that has collapsed due to compressionin a manner similar to that shown in FIGS. 1 and 2 to be surgically corrected,by placing a cancellous implant 2, e.g. in the form of a cuboid, in the apartto spreadVertebral bones inserted under firm restraintswill.

Wenn feste Verbindungen zwischen zwei spongiösen Knochen herzustellensind, werden gemäß Figur 4 die Knochenflächen so hergerichtet, wie es z.B'. beieiner Gelenkversteifung erforderlich ist. Es wird dann in den Defekt ein spongiösesImplantat 3 z.B.When establishing firm connections between two cancellous bonesare, according to Figure 4, the bone surfaces are prepared as it is e.g. '. atjoint stiffening is required. It then becomes cancellous in the defectImplant 3 e.g.

in Form eines Quaders eingesetzt, unter Umständen gemeinsam mit zutransplantierendem spongiösen Knochen, um das schnellere Umwachsen des spongiösenImplantats mit Knochen zu fördern.used in the form of a cuboid, possibly together with tocancellous bone to be transplanted in order to accelerate the growth of the cancellous bonePromote implant with bone.

Das formstabile spongiöse Implantat 3 wird die Versteifung des Gelenkeswegen der größeren primären Stabilität und Formbeständigkeit besser und sichererals bisher gewährleisten und läßt eine schnellere funktionelle Beanspruchung erwarten.The rigid cancellous implant 3 is used to stiffen the jointbetter and safer because of the greater primary stability and dimensional stabilitythan before and a faster functional stress can be expected.

Bei einer Fußgelenkversteifung entsprechend Figur 5, ist, wie nachFigur 4, ebenfalls so vorzugehen, daß Gelenkflächen entsprechend herzurichten sind,z.B. zu resizieren sind, worauf scheibenförmige spongiöse Implantate 4 evtl. auchgemeinsam mit spongiösem Knochen eingesetzt werden, so daß dann durch Einsprossenvon Bindegewebe in das spongiöse Implantat die Bildung von spongiösem Knochen erfolgtund damit die Fußgelenkknochen versteift zusammenwachsen.In the case of an ankle stiffening according to FIGFigure 4, proceed in such a way that joint surfaces are to be prepared accordingly,e.g. to be resected, whereupon disc-shaped cancellous implants 4 possibly alsobe used together with cancellous bone, so that then by sproutingfrom connective tissue in the cancellous implant the formation of cancellous bone takes placeand thus the ankle bones grow together stiffened.

Nach Figur 6 ist es auch möglich, nach Resektion einer Falschgelenkbildung,z.B. eines Oberschenkels, den Defekt durch Einsetzen eines spongiösen Implantates5 zwischen die beiden Schenkelteilezu ersetzen, wobei dann diebeiden Oberschenkelknochenteile miteinander verschient werden können.According to Figure 6 it is also possible, after resection of a false joint,e.g. a thigh, the defect by inserting a cancellous implant5 between the two leg partsto replace, then thethe two parts of the femur can be splinted together.

Nach einem weiteren Fall ist es auch entsprechend Figur 7 und 8 möglich,durch ein spongiöses Implantat 6 einen starren Kern, z.B. den Schaft einer Gelenkkugelproth#ese(Fig,7) bzw. die Schäfte einer Kniegelenkendoprothese (Fig. 8), einzuhüllen, umdadurch eine großflächige Verbindung zum Lagerknochen zu gewährleisten Damit werdengünstigere Voraussetzungen für die zementfreie Implantation von Gelenkprothesenim Bereich der Schäfte von Röhrenknochen geschaffen.According to a further case, it is also possible according to FIGS. 7 and 8,with a cancellous implant 6 a rigid core, e.g. the shaft of a ball joint prosthesis(Fig, 7) or the shafts of a knee joint endoprosthesis (Fig. 8), to envelopthereby ensuring a large-area connection to the bearing bonemore favorable conditions for the cementless implantation of joint prosthesescreated in the area of the shafts of long bones.

Nach einem weiteren Beispiel der Fig. 9 kann ein durch ein Geschwulst7 zerstörter Knochenteil durch ein Implantat 8 aus einem formstabilen Netzwerk nachder Erfindung ersetzt werden.According to a further example of FIG. 9, a tumor can7 destroyed bone part by an implant 8 from a dimensionally stable networkof the invention are replaced.

In allen Anwendungsfällen, die nicht durch die Zeichnungsbeispielebeschränkt sind, in denen das spongiöse Implantat nach der Erfindung zur Anwendungkommt, bleibt das Implantat ständig an der Stelle des zu behebenden Defekts undläßt durch seine primäre Stabilität und seine Formbeständigkeit sofort funktionelleBeanspruchungen zu. Das spongiöse Implantat begünstigt das Einsprossen von Bindegewebeund damit die schnelle~Bildung spongiösen Knochens.In all applications that are not covered by the drawing examplesare limited in which the cancellous implant according to the invention can be usedcomes, the implant remains in place of the defect to be repaired andimmediately becomes functional due to its primary stability and dimensional stabilityStresses too. The cancellous implant promotes the ingrowth of connective tissueand with it the rapid ~ formation of cancellous bone.

Claims (6)

Translated fromGerman

Patentansprüche 1.)Implantat als Ersatz für spongiösen Knochen, gekennzeichnetdurch ein aus körperverträglichen Fäden oder Fasern räumlich aufgebautes, formstabilesNetzwerk. Claims 1.) Implant as a replacement for cancellous bone, characterizedby means of a dimensionally stable structure made of body-compatible threads or fibersNetwork.2. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fädenbzw. Fasern wahlweise aus Metall, Metallegierungen, Keramik, Kohle und/oder Kunststoffenbestehen.2. Implant according to claim 1, characterized in that the threadsor fibers optionally made of metal, metal alloys, ceramics, carbon and / or plasticsexist.3. Implantat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dasNetzwerk in sich durch Verbindung der Fäden an den Kreuzungsstellen versteift ist.3. Implant according to claim 1 or 2, characterized in that theNetwork is stiffened in itself by connecting the threads at the crossing points.4. Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,daß das Netzwerk in einer offenen Fassung untergebracht ist.4. Implant according to one of claims 1 to 3, characterized in thatthat the network is housed in an open socket.5. Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durcheinen aus dem Netzwerk durch Prägen oder Pressen hergestellten Formkörper, der unmittelbaroder nach Beschneiden oder Zerteilung das Implantat bildet.5. Implant according to one of claims 1 to 4, characterized bya molded body produced from the network by embossing or pressing, which directlyor the implant forms after trimming or fragmentation.6. Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,daß das Netzwerk in die Form eines Keiles, Quaders, einer Scheibe oder einer einenKern umgebundenden Hülle gebracht ist.6. Implant according to one of claims 1 to 5, characterized in thatthat the network in the shape of a wedge, cuboid, a disk or a oneThe core surrounding the shell is brought.