DE102024102123A1 - Elbow arthrodesis implant with improved anatomical adaptability - Google Patents
Elbow arthrodesis implant with improved anatomical adaptabilityInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Implantat zur Arthrodese eines Ellbogens mindestens umfassend einen humeralen Abschnitt, einen ulnaren Abschnitt und einen den humeralen und den ulnaren Abschnitt verbindenden Übergangsbereich, wobei das Implantat eine spezifische Oberflächenrelation zwischen ulnaren und humeraler Abschnitt und eine spezifische Ausrichtung dieser Flächen zueinander aufweist. The present invention relates to an implant for arthrodesis of an elbow comprising at least a humeral section, an ulnar section and a transition region connecting the humeral and the ulnar section, wherein the implant has a specific surface relationship between the ulnar and humeral sections and a specific orientation of these surfaces to one another.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Implantat zur Arthrodese eines Ellbogens mindestens umfassend einen humeralen Abschnitt, einen ulnaren Abschnitt und einen den humeralen und den ulnaren Abschnitt verbindenden Übergangsbereich, wobei das Implantat eine spezifische Oberflächenrelation zwischen ulnaren und humeraler Abschnitt und eine spezifische Ausrichtung dieser Flächen zueinander aufweist.The present invention relates to an implant for arthrodesis of an elbow comprising at least a humeral section, an ulnar section and a transition region connecting the humeral and the ulnar section, wherein the implant has a specific surface relationship between the ulnar and humeral sections and a specific orientation of these surfaces to one another.
Die Arthrodese des Ellenbogens stellt eine seltene Indikation bei komplikativen Verläufen nach chirurgischen Eingriffen am Ellenbogen dar. Im Rahmen der Arthrodese wird das Ellbogengelenk temporär oder definitiv über ein Implantat mechanisch versteift und so eine Beweglichkeit des betroffenen Gelenkes deutlich eingeschränkt. Diese Versteifungen können dann angezeigt sein, wenn Primärverletzungen wie beispielsweise Traumata oder Frakturen (diakondyläre C3-Frakturen, Monteggia-Verletzungen), Luxationen, Luxationsfrakturen („Monteggia-like fractures“), Verbrennungen, Chirurgische Maßnahmen (Osteosynthesen), andere Handlungsoptionen ausschließen oder einen erfolgreichen Abschluss dieser „konservativen“ Behandlungen unwahrscheinlich erscheinen lassen. Zudem kann diese Therapie bei fehlgeschlagenen prothetischen Versorgungen oder als Alternative zur Prothese eingesetzt werden. Für die Arthrodese des Ellenbogens mangelt es bislang an einem funktionsfähigen Implantat, welches anatomisch angepasst ist und eine hohe Stabilität bei gleichzeitiger Schonung von Weichteilen bietet. In der Vergangenheit wurden neben der Nutzung von intraoperativ formveränderten Osteosynthese-Platten auch Arthrodeseversuche mittels Schrauben unternommen.Elbow arthrodesis is a rare indication for complications following elbow surgery. During arthrodesis, the elbow joint is temporarily or permanently mechanically stiffened using an implant, thus significantly restricting the mobility of the affected joint. This fusion may be indicated when primary injuries such as trauma or fractures (diacondylar C3 fractures, Monteggia injuries), dislocations, dislocation fractures (“Monteggia-like fractures”), burns, or surgical procedures (osteosynthesis) preclude other options or make the successful completion of these “conservative” treatments unlikely. Furthermore, this therapy can be used in cases of failed prosthetic treatments or as an alternative to a prosthesis. To date, there is a lack of a functional implant for elbow arthrodesis that is anatomically adapted and offers high stability while simultaneously protecting soft tissue. In the past, in addition to the use of intraoperatively shaped osteosynthesis plates, arthrodesis attempts using screws were also made.
Auch in der Patent- und wissenschaftlichen Literatur finden sich die unterschiedlichsten Lösungen zum Aufbau von Gelenk-Endoprothesen und Arthrodese-Implantaten für die unterschiedlichsten Anwendungsbereiche.The patent and scientific literature also contains a wide variety of solutions for constructing joint endoprostheses and arthrodesis implants for a wide range of applications.
So liefert
In der
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Derartige aus dem Stand der Technik bekannte Lösungen können noch weiteres Verbesserungspotential bieten. Dies bezieht sich insbesondere auf eine verbesserte Anpassbarkeit und eine verbesserte Stabilisierung des Ellbogengelenks.Such state-of-the-art solutions offer further potential for improvement. This particularly relates to improved adaptability and improved stabilization of the elbow joint.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Es ist insbesondere die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Ellbogen-Implantat bereitzustellen, welches sowohl eine temporäre als auch eine definitive Versorgung von Pathologien mit hoher Gelenkdestruktion am Ellenbogen ermöglicht und dabei die Pro- wie auch die Supination erhält.The object of the present invention is therefore to at least partially overcome the disadvantages known from the prior art. In particular, the object of the present invention is to provide an elbow implant that enables both temporary and permanent treatment of pathologies involving significant joint destruction at the elbow, while maintaining both pronation and supination.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs, gerichtet auf das erfindungsgemäße Implantat. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, in der Beschreibung oder den Figuren angegeben, wobei weitere in den Unteransprüchen, in der Beschreibung oder den Figuren beschriebene oder gezeigte Merkmale einzeln oder in einer beliebigen Kombination einen Gegenstand der Erfindung darstellen können, solange sich aus dem Kontext nicht eindeutig das Gegenteil ergibt.The object is achieved by the features of the independent claim, directed to the implant according to the invention. Preferred embodiments of the invention are specified in the subclaims, in the description or in the figures, with further features being specified in the subclaims, Features described or shown in the description or the figures may, individually or in any combination, constitute an object of the invention, unless the context clearly indicates the opposite.
Erfindungsgemäß ist ein Implantat zur Arthrodese eines Ellbogens mindestens umfassend einen humeralen Abschnitt, einen ulnaren Abschnitt und einen den humeralen und den ulnaren Abschnitt verbindenden Übergangsbereich, wobei ein Quotient aus einer Oberfläche des humeralen Abschnitts bezogen auf eine Oberfläche des ulnaren Abschnitts, berechnet nach Oberfläche humeraler Abschnitt dividiert durch Oberfläche ulnarer Abschnitt, größer oder gleich 1,1 und kleiner oder gleich 5 beträgt und dass der Betrag einer Winkeldifferenz eines Oberflächenvektors des humeralen Abschnitts bezogen auf einen Oberflächenvektor des ulnaren Abschnitts größer oder gleich 75° und kleiner oder gleich 180° beträgt.According to the invention, an implant for arthrodesis of an elbow comprises at least a humeral section, an ulnar section and a transition region connecting the humeral and the ulnar section, wherein a quotient of a surface of the humeral section relative to a surface of the ulnar section, calculated as the surface of the humeral section divided by the surface of the ulnar section, is greater than or equal to 1.1 and less than or equal to 5 and the amount of an angular difference of a surface vector of the humeral section relative to a surface vector of the ulnar section is greater than or equal to 75° and less than or equal to 180°.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass über oben definiertes Implantat eine verbesserte Arthrodese-Möglichkeit für den Ellenbogen erreicht wurde. Basierend auf den Flächenverhältnissen des humeralen und ulnaren Abschnitts in Verbindung mit einer spezifischen Verdrehung beider Abschnitte gegeneinander innerhalb des Implantats wird eine verbesserte Anlage des Implantats am dorsalen Humerus und an der posteroradialen Ulna erreicht. Des Weiteren ermöglicht es das Implantat eine gelenkdurchschreitende Schraube sicher zu führen und durch das Implantat zu positionieren, sodass sowohl eine winkelstabile Fixierung des Gelenks erreicht wird als auch eine Kompression aufgebaut werden kann. Derart kann auch der Radius des Gelenkes deutlich verbessert stabilisiert werden. Zudem können durch die Winkelausrichtung der Abschnitte weitere Funktionalitäten wie beispielsweise Langlöcher besser und präziser integriert werden, welches zu einer verbesserten Positionierbarkeit des Implantats beiträgt. In Summe ergibt sich eine sichere temporäre als auch definitive Versorgung des Ellenbogens, wobei die Pro- wie auch die Supination des Gelenks weitestgehend erhalten bleiben.Surprisingly, it was found that the above-defined implant improved the possibility of elbow arthrodesis. Based on the surface ratios of the humeral and ulnar sections, combined with a specific rotation of both sections relative to each other within the implant, improved contact of the implant with the dorsal humerus and posteroradial ulna is achieved. Furthermore, the implant enables a penetrating screw to be safely guided and positioned through the implant, thus achieving both angular-stable fixation of the joint and the ability to build compression. This also significantly improves the stabilization of the radius of the joint. Furthermore, the angular alignment of the sections allows for additional functionalities such as elongated holes to be integrated better and more precisely, which contributes to improved implant positioning. Overall, this results in a secure temporary and definitive treatment of the elbow, with both pronation and supination of the joint being largely preserved.
Das erfindungsgemäße Implantat ist ein Implantat zur Arthrodese eines Ellbogens. Mittels des erfindungsgemäßen Implantats können menschliche Ellbogen behandelt werden. Im Gegensatz zu üblichen Ellbogen-Endoprothese, welche künstliche, funktionale Mittel zur Erhöhung der Beweglichkeit des Gelenks aufweisen, zielt ein Arthrodese-Implantat darauf ab, das Gelenk im Wesentlichen zu stabilisieren und zu fixieren. Dies soll eine weitere Destruktion des Ellbogens verhindern und dem Körper Zeit zum Neuaufbau eines verbesserten Gelenkumfeldes verschaffen.The implant according to the invention is an implant for elbow arthrodesis. Human elbows can be treated using the implant according to the invention. In contrast to conventional elbow endoprostheses, which incorporate artificial, functional means to increase joint mobility, an arthrodesis implant essentially aims to stabilize and fix the joint. This is intended to prevent further destruction of the elbow and provide the body with time to rebuild an improved joint environment.
Das Implantat umfasst mindestens einen humeralen Abschnitt. Der humerale Abschnitt des Implantats ist der Abschnitt, welcher durch mechanische Mittel am Oberarmknochen angelegt und an diesem mechanisch befestigt wird. Der humerale Abschnitt des Implantats ist dabei bevorzugt in seiner Grundfläche länglich und annähernd rechteckig ausgestaltet, wobei beispielsweise das in Richtung Oberarm zeigende Ende abgerundet sein kann. Dieser humerale Abschnitt kann gekrümmt oder ungekrümmt ausgeführt sein und dieser Abschnitt kann eine konstante oder aber eine variierende Breite im Verlauf entlang des Abschnitts aufweisen. Als Breite wird hier die räumliche Ausdehnung senkrecht zur Symmetrieachse des Knochens verstanden. Bevorzugt kann der humerale Abschnitt eine Länge von größer oder gleich 5 cm und kleiner oder gleich 20 cm, eine Breite von größer oder gleich 1 cm und kleiner oder gleich 5 cm und eine Dicke von größer oder gleich 0,5 cm und kleiner oder gleich 3 cm aufweisen. Dieser Abschnitt kann beispielsweise aus Titan, medizinischem Stahl, hochfesten Polymeren, Carbon oder Mischungen dieser Komponenten hergestellt sein. Der humerale Abschnitt weist keine mechanischen Mittel auf, welche eine signifikante Beweglichkeit oder Auslenkung des Abschnitts erlauben würden.The implant comprises at least one humeral section. The humeral section of the implant is the section that is applied to the humerus by mechanical means and mechanically fastened to it. The humeral section of the implant is preferably elongated and approximately rectangular in its base area, whereby, for example, the end pointing towards the upper arm can be rounded. This humeral section can be curved or uncurved, and this section can have a constant or varying width along the section. Width here is understood to be the spatial extent perpendicular to the bone's axis of symmetry. The humeral section can preferably have a length of greater than or equal to 5 cm and less than or equal to 20 cm, a width of greater than or equal to 1 cm and less than or equal to 5 cm, and a thickness of greater than or equal to 0.5 cm and less than or equal to 3 cm. This section can be made, for example, from titanium, medical steel, high-strength polymers, carbon, or mixtures of these components. The humeral segment does not have any mechanical means that would allow significant mobility or deflection of the segment.
Des Weiteren umfasst das Implantat einen ulnaren Abschnitt. Der ulnare Abschnitt des Implantats ist der Abschnitt, welcher durch mechanische Mittel am Unterarmknochen, und hier spezifisch an der Elle, angelegt und an diesem mechanisch befestigt ist. Der ulnare Abschnitt des Implantats ist dabei bevorzugt in seiner Grundfläche länglich und annähernd rechteckig ausgestaltet, wobei beispielsweise das in Richtung Unterarm zeigende Ende eine rechteckige Form aufweisen kann. Dieser Abschnitt kann eine konstante oder variierende Breite aufweisen. Bevorzugt kann der ulnare Abschnitt eine Länge von größer oder gleich 5 cm und kleiner oder gleich 20 cm, eine Breite von größer oder gleich 0,5 cm und kleiner oder gleich 3 cm und eine Dicke von größer oder gleich 0,2 cm und kleiner oder gleich 2 cm aufweisen. Dieser Abschnitt kann beispielsweise aus Titan, medizinischem Stahl, hochfesten Polymeren, Carbon oder Mischungen dieser Komponenten hergestellt sein. Der ulnare Abschnitt weist keine mechanischen Mittel auf, welche eine signifikante Beweglichkeit oder Auslenkung des Abschnitts erlauben würden.The implant further comprises an ulnar section. The ulnar section of the implant is the section that is mechanically attached to the forearm bone, specifically the ulna, and mechanically secured thereto. The ulnar section of the implant is preferably elongated and approximately rectangular in its base area, whereby, for example, the end pointing towards the forearm can have a rectangular shape. This section can have a constant or varying width. Preferably, the ulnar section can have a length of greater than or equal to 5 cm and less than or equal to 20 cm, a width of greater than or equal to 0.5 cm and less than or equal to 3 cm, and a thickness of greater than or equal to 0.2 cm and less than or equal to 2 cm. This section can be made, for example, from titanium, medical steel, high-strength polymers, carbon, or mixtures of these components. The ulnar section does not have any mechanical means that would allow significant mobility or deflection of the section.
Den humeralen und den ulnaren Abschnitt verbindet ein Übergangsbereich. Der Übergangsbereich verbindet den oberen humeralen Abschnitt mit dem unteren ulnaren Abschnitt und weist keine mechanischen Mittel auf, welche eine signifikante Beweglichkeit oder Auslenkung des humeralen oder des ulnaren Abschnitts erlauben würden. Der Übergangsbereich erlaubt die mechanische Kopplung zwischen humeralen und ulnaren Abschnitt und dieser Bereich umschließt im Falle einer Implantation den direkten Ellbogenbereich des Patienten. Der Bereich kann, je nach gewünschter Fixierungsgeometrie, gerade oder gewinkelt ausgeführt sein. Bevorzugt ist dieser Abschnitt gewinkelt ausgeführt. Dieser Übergangsbereich weist in der Regel eine variable Breite auf und gewährleistet insofern den Übergang zwischen den unterschiedlichen Dimensionen des humeralen und ulnaren Abschnitts. Bevorzugt kann der Übergangsbereich eine Länge von größer oder gleich 2 cm und kleiner oder gleich 9 cm, eine Breite von größer oder gleich 0,5 cm und kleiner oder gleich 5 cm und eine Dicke von größer oder gleich 0,5 cm und kleiner oder gleich 4 cm aufweisen. Der Übergangsbereich kann beispielsweise aus Titan, medizinischem Stahl, hochfesten Polymeren, Carbon oder Mischungen dieser Komponenten hergestellt sein.The humeral and ulnar segments are connected by a transition region. The transition region connects the upper humeral segment with the lower ulnar segment and has no mechanical means that would allow significant mobility or deflection of the humeral or ulnar segments. The transition region allows for mechanical coupling. between the humeral and ulnar sections and, in the case of implantation, this area encloses the direct elbow area of the patient. Depending on the desired fixation geometry, the area can be straight or angled. This section is preferably angled. This transition area generally has a variable width and thus ensures the transition between the different dimensions of the humeral and ulnar sections. The transition area can preferably have a length of greater than or equal to 2 cm and less than or equal to 9 cm, a width of greater than or equal to 0.5 cm and less than or equal to 5 cm, and a thickness of greater than or equal to 0.5 cm and less than or equal to 4 cm. The transition area can be made, for example, from titanium, medical steel, high-strength polymers, carbon, or mixtures of these components.
Ein Quotient aus einer Oberfläche des humeralen Abschnitts bezogen auf eine Oberfläche des ulnaren Abschnitts, berechnet nach Oberfläche humeraler Abschnitt dividiert durch Oberfläche ulnarer Abschnitt, beträgt größer oder gleich 1,1 und kleiner oder gleich 5. Die Oberfläche der beiden Abschnitte ist definiert als diejenige Fläche, welche an dem jeweiligen Knochen anliegen kann. Somit ist nicht die Dicke der Abschnitte gemeint, sondern die Oberflächenbereiche, welche sich zum oder vom Knochen weg erstrecken. Es wird für die Abschnitte jeweils die gesamte Oberfläche zur Berechnung herangezogen, unabhängig davon, ob die Oberfläche vollflächig vorliegt oder Bohrungen oder Aussparungen aufweist. In dieser Relation ist enthalten, dass der humerale im Vergleich zum ulnaren Abschnitt um mindestens 30% größer ist. Dies kann eine verbesserte Fixierung des Implantats an den Knochen gewährleisten. Bevorzugt kann das Verhältnis größer oder gleich 1,25 und kleiner oder gleich 4, des Weiteren bevorzugt größer oder gleich 1,5 und kleiner oder gleich 3,5 betragen. In diesen Relationen ergibt sich jeweils eine ausreichende Fläche zur mechanischen Befestigung des Abschnittes sowie eine verbesserte Fixierung des Gelenkes.A quotient of a surface area of the humeral section in relation to a surface area of the ulnar section, calculated as the surface area of the humeral section divided by the surface area of the ulnar section, is greater than or equal to 1.1 and less than or equal to 5. The surface area of the two sections is defined as the area that can rest on the respective bone. Thus, it is not the thickness of the sections that is meant, but the surface areas that extend towards or away from the bone. The entire surface area for each section is used for the calculation, regardless of whether the surface is full-surface or has holes or recesses. This relationship implies that the humeral section is at least 30% larger than the ulnar section. This can ensure improved fixation of the implant to the bone. Preferably, the ratio can be greater than or equal to 1.25 and less than or equal to 4, further preferably greater than or equal to 1.5 and less than or equal to 3.5. In these relationships, there is sufficient surface area for mechanical fastening of the section as well as improved fixation of the joint.
Der Betrag einer Winkeldifferenz eines Oberflächenvektors des humeralen Abschnitts bezogen auf einen Oberflächenvektor des ulnaren Abschnitts beträgt größer oder gleich 75° und kleiner oder gleich 180°. Das erfindungsgemäße Implantat ist gewinkelt aufgebaut, wobei die Oberflächen der beiden Befestigungsabschnitte nicht in dieselbe Richtung zeigen. Die senkrecht auf den Oberflächen der Abschnitte stehenden Oberflächenvektoren des humeralen und des ulnaren Abschnitts sind insofern nicht parallel zueinander ausgerichtet, sondern weisen einen Winkelversatz auf. Der Versatz kann derart bestimmt werden, dass jeweils die entsprechenden Oberflächenvektoren bestimmt, deren Fußpunkte zusammengelegt, und die Winkeldifferenz zwischen beiden Vektoren in einer Ebene bestimmt wird. Im Falle gebogener oder gekrümmter Oberflächen wird der Oberflächenvektor des Schwerpunktes des jeweiligen Bereiches zur Bestimmung herangezogen. In Summe führt die winklige Anordnung dazu, dass die beiden Abschnitte nicht mit derselben Seitenausrichtung an den Knochen fixiert werden. Das Implantat umfasst insofern das Gelenk von mindestens zwei Seiten und führt zu einer größeren mechanischen Stabilisierung durch den Eingriff. Bevorzugt kann die Abwinkelung dazu führen, dass der humerale Abschnitt mit dem dorsalen Anteil in einem definierten Winkel zur posterioren Fläche der Ulna ausgerichtet ist. Diese Anordnung der Abschnitte führt zu einer besonders verbesserten Fixierung des Gelenkes und einem höheren Heilungserfolg.The magnitude of an angular difference of a surface vector of the humeral section relative to a surface vector of the ulnar section is greater than or equal to 75° and less than or equal to 180°. The implant according to the invention has an angled design, whereby the surfaces of the two attachment sections do not point in the same direction. The surface vectors of the humeral and ulnar sections, which are perpendicular to the surfaces of the sections, are therefore not aligned parallel to each other, but exhibit an angular offset. The offset can be determined by determining the corresponding surface vectors, combining their base points, and determining the angular difference between the two vectors in a plane. In the case of curved or bent surfaces, the surface vector of the center of gravity of the respective area is used for the determination. Overall, the angular arrangement means that the two sections are not fixed to the bone with the same lateral orientation. The implant therefore encompasses the joint from at least two sides and leads to greater mechanical stabilization through the intervention. Preferably, the angulation can result in the humeral segment being aligned with the dorsal portion at a defined angle to the posterior surface of the ulna. This arrangement of the segments leads to significantly improved fixation of the joint and a higher healing success rate.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Implantats kann der Übergangsbereich eine humerale Anbindungsfläche an den humeralen Abschnitt, eine ulnare Anbindungsfläche an den ulnaren Abschnitt und einen diese beiden Flächen miteinander verbindenden, mittleren Verbindungsbereich aufweisen, wobei der Betrag einer Winkeldifferenz eines Oberflächenvektors der humerale Anbindungsfläche bezogen auf einen Oberflächenvektor der ulnaren Anbindungsfläche größer oder gleich 75° und kleiner oder gleich 180° beträgt. Der Übergangsbereich weist jeweils eine Anbindungsfläche an den humeralen und den ulnaren Abschnitt auf. In a preferred embodiment of the implant, the transition region can have a humeral connection surface to the humeral section, an ulnar connection surface to the ulnar section, and a central connection region connecting these two surfaces, wherein the magnitude of an angular difference of a surface vector of the humeral connection surface relative to a surface vector of the ulnar connection surface is greater than or equal to 75° and less than or equal to 180°. The transition region has a connection surface to each of the humeral and ulnar sections.
Diese Bereiche ergeben sich ausgehend vom Übergangsbereich in Richtung humeralen und ulnaren Abschnitt, wobei die jeweiligen Anbindungsflächen in den Bereichen vorliegen, in denen der Querschnitt der jeweiligen Abschnitte sich nicht mehr ändert und bis zum Ende des jeweilen Abschnitts konstant bleibt. Ausgenommen von den Änderungen sind Bohrungen und Aussparrungen oder eine Abrundung des Endbereiches des jeweiligen Abschnittes. Alternativ können die Flächen an den Stellen vorliegen, an denen letztlich noch eine Verdrehung des Bereiches erfolgt und die anschließenden Abschnitte eine konstante Oberflächenausrichtung aufweisen. Die Änderungen in der Winkelausrichtung besagen dabei, dass die Abwinkelung des Implantats nicht durch eine Drehung innerhalb der Abschnitte, sondern durch eine Drehung im Übergangsbereich erfolgt. Der Übergangsbereich als solche sorgt also dafür, dass die Abschnitte mit unterschiedlichen Ausrichtungen am jeweiligen Knochen befestigt werden. Der Oberflächenvektor der humeralen Anbindungsfläche und der ulnaren Anbindungsfläche steht also auf der Grenzlinie zwischen den jeweiligen Abschnitten und den Übergangsbereich. Gegebenenfalls kann es sich anbieten, dass die einzelnen Teile einzeln gefertigt und an diesen Stellen aneinandergefügt werden. Prinzipiell ist es aber auch möglich, dass das gesamte Implantat additiv, beispielsweise über 3D-Druck gefertigt wird. In diesen Fällen ergeben sich die Anbindungsflächen wie oben definiert. Bevorzugt kann die Abwinkelung im Übergangsbereich größer oder gleich 90° und kleiner oder gleich 160° und, weiter bevorzugt, größer oder gleich 100° und kleiner oder gleich 140° betragen.These areas arise from the transition area towards the humeral and ulnar sections, with the respective connection surfaces being located in areas where the cross-section of the respective sections no longer changes and remains constant until the end of the respective section. Excluded from these changes are drill holes, recesses, or rounding of the end area of the respective section. Alternatively, the surfaces can be located at points where the area is ultimately rotated and the subsequent sections have a constant surface orientation. The changes in the angular orientation mean that the angulation of the implant does not occur through a rotation within the sections, but rather through a rotation in the transition area. The transition area as such ensures that the sections are attached to the respective bone with different orientations. The surface vector of the humeral connection surface and the ulnar connection surface is therefore on the boundary line between the respective sections and the transition area. In some cases, it may be advisable to manufacture the individual parts separately and join them together at these points. However, it is also possible to manufacture the entire implant additively manufactured, for example, via 3D printing. In these cases, the connection surfaces are as defined above. Preferably, the angle in the transition area can be greater than or equal to 90° and less than or equal to 160°, and more preferably, greater than or equal to 100° and less than or equal to 140°.
Innerhalb einer weiter bevorzugten Ausgestaltung des Implantats kann der Übergangsbereich einen nicht konstanten Querschnitt aufweist. Zur verbesserten mechanischen Stabilisierung des Ellbogens und zur Ausbildung einer möglichst wenig elastischen Anbindung der beiden Abschnitte, hat es sich als besonders geeignet herausgestellt, dass der Querschnitt des Übergangsbereiches von der Anbindung an den humeralen Abschnitt bis hin zum ulnaren Abschnitt variiert. Die Breite des Übergangs ändert sich also. Die Breitenänderung des Übergangsbereiche kann bevorzugt stetig erfolgen. Bevorzugt kann sich der Querschnitt um größer oder gleich 50% und kleiner oder gleich 150 %, weiter bevorzugt um größer oder gleich 70% und kleiner oder gleich 125 % ändern.In a further preferred embodiment of the implant, the transition region can have a non-constant cross-section. For improved mechanical stabilization of the elbow and to create a connection between the two sections that is as inelastic as possible, it has proven particularly suitable for the cross-section of the transition region to vary from the connection to the humeral section to the ulnar section. The width of the transition therefore changes. The change in width of the transition region can preferably occur continuously. Preferably, the cross-section can change by greater than or equal to 50% and less than or equal to 150%, more preferably by greater than or equal to 70% and less than or equal to 125%.
Innerhalb eines weiter bevorzugten Aspektes des Implantats kann ein Quotient aus einer Breite der humeralen Anbindungsfläche bezogen auf eine Breite der ulnaren Anbindungsfläche, berechnet nach Breite der humeralen Anbindungsfläche dividiert durch Breite der ulnaren Anbindungsfläche, größer oder gleich 2 und kleiner oder gleich 6 betragen. Zur Bereitstellung verbesserter mechanischer Haltekräfte für die beiden Abschnitte hat sich oben angegebenes Verhältnis der Breiten als besonders geeignet herausgestellt. Dies bedeutet, dass die Anbindung an den humeralen im Vergleich zum ulnaren Teil deutlich breiter ausgestaltet ist. Bevorzugt kann das Verhältnis größer oder gleich 2,2 und kleiner oder gleich 5 und, weiter bevorzugt größer oder gleich 2,5 und kleiner oder gleich 4,5 betragen.Within a further preferred aspect of the implant, a quotient of a width of the humeral connection surface relative to a width of the ulnar connection surface, calculated as the width of the humeral connection surface divided by the width of the ulnar connection surface, can be greater than or equal to 2 and less than or equal to 6. The above-specified ratio of the widths has proven particularly suitable for providing improved mechanical holding forces for the two sections. This means that the connection to the humeral part is significantly wider than the ulnar part. Preferably, the ratio can be greater than or equal to 2.2 and less than or equal to 5, and more preferably greater than or equal to 2.5 and less than or equal to 4.5.
Nach einer bevorzugten Charakteristik des Implantats kann ein Quotient aus Länge des humeralen Abschnitts bezogen auf eine Länge des ulnaren Abschnitts, berechnet nach Länge des humeralen Abschnitts dividiert durch Länge des ulnaren Abschnitts, größer oder gleich 1,2 und kleiner oder gleich 3 betragen. Eine besonders effektive Stabilisierung des Gelenkes kann sich in den Fällen ergeben, in denen ein spezifische Relation in den Längen der beiden Abschnitte eingehalten wird. Höhere Verhältnisse können nachteilig sein, da in diesem Fall eine zu starke Asymmetrie in den beiden Abschnitten ausgebildet wird und die Gefahr besteht, dass einer der Abschnitte, zumindest teilweise, sich nicht mehr gleichmäßig am Knochen befestigen lässt. Kleinere Verhältnisse könne hingegen nachteilig sein, da in diesem Fällen eine verschlechterte Stabilisierung in Kauf genommen wird. Bevorzugt kann das Verhältnis größer oder gleich 1,45 und kleiner oder gleich 2,8 und des Weiteren bevorzugt größer oder gleich 1,5 und kleiner oder gleich 2,5 betragen.According to a preferred characteristic of the implant, a quotient of the length of the humeral segment relative to the length of the ulnar segment, calculated as the length of the humeral segment divided by the length of the ulnar segment, can be greater than or equal to 1.2 and less than or equal to 3. Particularly effective stabilization of the joint can result in cases where a specific relationship between the lengths of the two segments is maintained. Higher ratios can be disadvantageous, as in this case, excessive asymmetry develops between the two segments and there is a risk that one of the segments can no longer be evenly attached to the bone, at least in part. Smaller ratios, on the other hand, can be disadvantageous, as in these cases, impaired stabilization is accepted. Preferably, the ratio can be greater than or equal to 1.45 and less than or equal to 2.8, and further preferably greater than or equal to 1.5 and less than or equal to 2.5.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform des Implantats kann eine Dicke des Übergangsbereiches größer oder gleich 5 mm und kleiner oder gleich 15 mm betragen. Zur verbesserten Stabilisierung des Ellbogens mit einer ausreichenden mechanischen Stabilisierung der humeralen und ulnaren Abschnitte hat es sich als besonders geeignet herausgestellt, dass die Dicke des Übergangsbereiches im oben angegebenen Bereich liegt. Die mechanische Festigkeit und die nötige Anpassbarkeit an die vorliegende Ellbogensituation sind erfüllt. Die Dicke des Bereiches ergibt sich aus der Ausdehnung des Übergangsbereiches vom Knochen bis zur dem Knochen abgewandten Oberfläche. Im Falle eines Übergangsbereiches mit variierenden Dicken zählt die mittlere Dicke. Bevorzugt kann die Dicke größer oder gleich 7,5 mm und kleiner oder gleich 13 mm, des Weiteren bevorzugt, größer oder gleich 8 mm und kleiner oder gleich 11 mm betragen.In a further preferred embodiment of the implant, the thickness of the transition region can be greater than or equal to 5 mm and less than or equal to 15 mm. For improved stabilization of the elbow with sufficient mechanical stabilization of the humeral and ulnar sections, it has proven particularly suitable for the thickness of the transition region to be in the above-specified range. The mechanical strength and the necessary adaptability to the existing elbow situation are met. The thickness of the region results from the extent of the transition region from the bone to the surface facing away from the bone. In the case of a transition region with varying thicknesses, the average thickness counts. Preferably, the thickness can be greater than or equal to 7.5 mm and less than or equal to 13 mm, further preferably greater than or equal to 8 mm and less than or equal to 11 mm.
Innerhalb eines bevorzugten Aspektes des Implantats kann der ulnare Abschnitt eine Breite von größer oder gleich 4 mm und kleiner oder gleich 12 mm aufweisen. Zur sicheren Befestigung des ulnaren Abschnitts und Fixierung des Gelenkes hat sich oben angegebener Breitenbereich als besonders geeignet herausgestellt. Dies ergibt sich insbesondere mit einer gewinkelten Ausführung des Implantates. Kleinere Breiten können nachteilig sein, da eine zu geringe Kontaktfläche mit dem Knochen bereitgestellt wird. Größere Flächen können nachteilig sein, da in diesen Fällen nicht der gesamte Abschnitt gleichmäßig am Knochen anliegt. Bevorzugt kann die Breite größer oder gleich 5 mm und kleiner oder gleich 10 mm und Weiter bevorzugt größer oder gleich 6 mm und kleiner oder gleich 9 mm betragen.In a preferred aspect of the implant, the ulnar section can have a width of greater than or equal to 4 mm and less than or equal to 12 mm. The width range specified above has proven particularly suitable for secure attachment of the ulnar section and fixation of the joint. This is particularly the case with an angled design of the implant. Smaller widths can be disadvantageous because they provide too small a contact surface with the bone. Larger surfaces can be disadvantageous because in these cases the entire section does not lie evenly against the bone. Preferably, the width can be greater than or equal to 5 mm and less than or equal to 10 mm, and more preferably greater than or equal to 6 mm and less than or equal to 9 mm.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform des Implantats kann sowohl der humerale Abschnitt als auch der ulnare Abschnitt jeweils ein oder mehrere konzentrische Löcher und jeweils mindestens ein Langloch aufweisen. Zur sicheren und möglichst bewegungsarmen Befestigung des Implantates am Knochen hat es sich als günstig erwiesen, dass sowohl der humerale Abschnitt wie auch der ulnare Abschnitt mittels Löcher am Knochen befestigt werden. Bevorzugt können die Löcher über die gesamte Länge des jeweiligen Abschnitts angeordnet sein. Bevorzugt kann im oberen, humeralen Abschnitt das Implantat mehrere Schraubenlöcher aufweisen, welche unterschiedliche Funktionen erfüllen. Je nach Ausführung können in diesem Abschnitt 2 bis 6 Löcher mit einem Durchmesser von 2-4mm vorhanden die. Die Löcher in diesem Abschnitt können entweder mit winkelstabilen Schrauben mit einem Gewindekopf oder mit nicht winkelstabilen Schrauben, beispielsweise Linsenschrauben oder Senkkopf ohne Gewindekopf, unterschiedlicher Länge besetzt werden. Die Schrauben dienen dabei der festen Verbindung des Implantates mit dem Oberarmknochen. Im mittleren Bereich des oberen (humeralen) Teils des Abschnitts kann sich ein ovales, 5-30 mm langes Langloch mit einer Breite von 2-5mm befinden. In diesem Langloch können Schrauben ohne Gewindekopf eingebracht werden, um das Implantat an den Knochen zu ziehen und nach Lösen der Schraube das Implantat nach proximal (oben) oder distal (unten) zu verschieben. Letzteres kann insbesondere die Passform des Implantats am Knochen verbessern. Analog zum humeralen Abschnitt kann der ulnare Abschnitt mehrere Löcher, beispielsweise 2 bis 10 Löcher aufweisen, welche eine winkelstabile Verschraubung ermöglichen. Zusätzlich kann auch in diesem Abschnitt ein Langloch für die Anlage einer Zugschraube vorhanden sein. Das Langloch im ulnaren Abschnitt kann bevorzugt 5 bis 30 mm lang und 2 bis 5mm breit ausgestaltet sein.In a further preferred embodiment of the implant, both the humeral section and the ulnar section can each have one or more concentric holes and at least one elongated hole. For secure and movement-free attachment of the implant to the bone, it has proven advantageous for both the humeral section and the ulnar section to be attached to the bone by means of holes. The holes can preferably be arranged over the entire length of the respective section. The implant can preferably have several screw holes in the upper humeral section, which fulfil different functions. Depending on the design, there can be 2 to 6 holes with a diameter of 2-4 mm in this section. The holes in this section can be filled with either angle-stable screws with a Threaded head or with non-angle-stable screws, for example lens screws or countersunk head without threaded head, of different lengths. The screws serve to firmly connect the implant to the humerus. In the middle area of the upper (humeral) part of the section there can be an oval, 5-30 mm long oblong hole with a width of 2-5 mm. Screws without a threaded head can be inserted into this oblong hole to pull the implant onto the bone and, after loosening the screw, to move the implant proximally (upwards) or distally (downwards). The latter can particularly improve the fit of the implant on the bone. Analogous to the humeral section, the ulnar section can have several holes, for example 2 to 10 holes, which enable angle-stable screw connection. In addition, this section can also have an oblong hole for the insertion of a lag screw. The oblong hole in the ulnar section can preferably be 5 to 30 mm long and 2 to 5 mm wide.
In einer weiteren Ausgestaltung des Implantats kann das Langloch des humeralen Abschnitts axial gesehen mittig im humeralen Abschnitt angeordnet sein. Zur verbesserten Anpassung des Implantats an den Knochen hat es sich als besonders geeignet herausgestellt, dass das Langloch mittig im humeralen Abschnitt angeordnet ist. Eine solche Anordnung ergibt sich in den Fällen, in den der Mittelpunkt des Langlochs größer oder gleich 40 % von den äußeren Enden des humeralen Abschnitts entfernt liegt. Die Bezugsbasis für die %-Angabe bildet dabei die Gesamtlänge des humeralen Abschnitts.In a further embodiment of the implant, the oblong hole of the humeral section can be located axially centrally within the humeral section. For improved adaptation of the implant to the bone, it has proven particularly suitable for the oblong hole to be located centrally within the humeral section. This arrangement is achieved in cases where the center of the oblong hole is greater than or equal to 40% from the outer ends of the humeral section. The reference basis for the percentage specification is the total length of the humeral section.
Im Rahmen einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung des Implantats kann der humerale Abschnitt eine Bohrung aufweisen, wobei die Bohrung bezogen auf den Oberflächenvektor des humeralen Abschnitts gewinkelt ausgeführt und dazu eingerichtet ist, eine Schraube in das Humeroulnargelenk zu führen. Diese Bohrung kann insbesondere im an den Übergangsbereich angrenzenden Teil des humeralen Abschnitts angeordnet sein. Bevorzugt kann dieser Bereich sich von 5 % - 20 % bezogen auf die Gesamtlänge des humeralen Abschnitts vom Übergangsbereich aus in den humeralen Abschnitt herein erstecken. In diesem Bereich kann eine Bohrung eine winkelstabile Verschraubung mit einem Winkel von 100° - 160° ermöglichen, welche das Gelenk sicher fixiert und nur moderate mechanische Kräfte and das Implantat weitergibt. Weiter bevorzugt kann dieser Bereich sich von 7 % - 17 % bezogen auf die Gesamtlänge des humeralen Abschnitts und weiterhin bevorzugt von 8 % - 15 % bezogen auf die Gesamtlänge des humeralen Abschnitts erstrecken.Within the scope of a further preferred embodiment of the implant, the humeral section can have a bore, wherein the bore is angled relative to the surface vector of the humeral section and is designed to guide a screw into the humeroulnar joint. This bore can be arranged in particular in the part of the humeral section adjacent to the transition region. This region can preferably extend from 5% to 20% of the total length of the humeral section from the transition region into the humeral section. In this region, a bore can enable an angle-stable screw connection with an angle of 100° to 160°, which securely fixes the joint and transmits only moderate mechanical forces to the implant. More preferably, this region can extend from 7% to 17% of the total length of the humeral section and further preferably from 8% to 15% of the total length of the humeral section.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Figuren veranschaulicht und in den nachfolgenden Beispielen erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.Further advantages and advantageous embodiments of the inventive objects are illustrated by the figures and explained in the following examples. It should be noted that the figures are for descriptive purposes only and are not intended to limit the invention in any way.
Es zeigen die
-
1 schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Implantats in der Aufsicht auf den humeralen Abschnitt; -
2 schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Implantats in der Aufsicht auf den Übergangsbereich; -
3 schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Implantats in der Aufsicht auf den ulnaren Abschnitt; -
4 schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Implantats in einer weiteren Aufsicht auf den ulnaren Abschnitt; -
5 schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Implantats in einer weiteren Aufsicht auf den ulnaren Abschnitt. -
6 schematisch die Definition der Winkelbeziehung zwischen den Oberflächenvektoren des humeralen und des ulnaren Abschnitts.
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1 schematically shows the structure of an implant according to the invention in a top view of the humeral section; -
2 schematically shows the structure of an implant according to the invention in a top view of the transition area; -
3 schematically shows the structure of an implant according to the invention in a top view of the ulnar section; -
4 schematically shows the structure of an implant according to the invention in a further plan view of the ulnar section; -
5 schematically shows the structure of an implant according to the invention in a further plan view of the ulnar section. -
6 schematically the definition of the angular relationship between the surface vectors of the humeral and ulnar sections.
Die
Die
Die
Die
Die
Die
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- ImplantatImplant
- 22
- humeraler Abschnitthumeral section
- 33
- ÜbergangsbereichTransition area
- 44
- ulnarer Abschnittulnar section
- 55
- LochHole
- 66
- Langlochslot
- 77
- humerale Anbindungsflächehumeral attachment surface
- 88
- ulnare Anbindungsflächeulnar attachment surface
- 99
- Breite der humeralen AnbindungsflächeWidth of the humeral attachment surface
- 1010
- Breite der ulnaren AnbindungsflächeWidth of the ulnar connection surface
- 1111
- Länge des humeralen AbschnittsLength of the humeral section
- 1212
- Länge des ulnaren AbschnittsLength of the ulnar segment
- 1313
- Bohrungdrilling
- 1414
- VerbindungsbereichConnection area
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 3 940 728 A1 [0005]DE 3 940 728 A1 [0005]
- DE 69 818 001 T2 [0006]DE 69 818 001 T2 [0006]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- Kamineni, S. et al im Journal of Shoulder and Elbow Arthroplasty, 3. 1-7, Elbow Arthrodesis -A Review, 10.1177/2471549219870347 [0004]Kamineni, S. et al in the Journal of Shoulder and Elbow Arthroplasty, 3. 1-7, Elbow Arthrodesis -A Review, 10.1177/2471549219870347 [0004]
Claims (10)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102024102123.3A DE102024102123A1 (en) | 2024-01-25 | 2024-01-25 | Elbow arthrodesis implant with improved anatomical adaptability |
| PCT/EP2025/051678 WO2025157923A1 (en) | 2024-01-25 | 2025-01-23 | Elbow arthrodesis implant with improved anatomical adaptability |
Applications Claiming Priority (1)
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