DE3118344A1 - "vertraegliche osteosyntheseplatte" - Google Patents

Description

D.L. Page, Warsaw, Indiana 46580, V.St.A. W.H. Akeson, La Jolla, Calif. 92037, V.St.A. S.L.-Y. Woo, Encinitas, Calif. 92024, V.St.A.

Verträgliche Osteosyntheseplatte

Die Erfindung betrifft eine verträgliche Osteosyntheseplatte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die im folgenden beschriebene Erfindung wurde unter der Schirmherrschaft des Nationalen Gesundheitsinstituts gemacht .

Klinische Versuche haben sehr früh gezeigt, daß unter geeigneten Bedingungen das Festlegen von Brüchen langer Knochen des menschlichen Körpers (diaphysale Frakturen) mit massiven Metallplatten bei der Bruchheilung sehr wirksam ist. Eine unerwünschte Begleiterscheinung der Festigkeit der gewöhnlich allgemein verwendeten Osteosyntheseplatten ist die örtliche Erweichung oder Festigkeitsverminderung des Knochens, die von der Schutzwirkung der Platte gegenüber dem darunterliegenden Knochen bezüglich der Beanspruchung nach dem geheilten Bruch herrührt. Dieses Phänomen der abnormalen Verdünnung des Knochens wird medizinisch als "Osteoporose" bezeichnet. Wird die Platte dann entfernt, ist der geschwächte Knochen für erneute Brüche verletzbar und verbleibt so einige Wochen oder sogar Monate, insbesondere in

den Fällen, wenn zwei Platten verwendet wurden. Die Ausdrücke "mit einer Platte versehen" und "plattiert" sollen sich im folgenden auf Knochen beziehen, an denen eine Osteosyntheseplatte angebracht wurde.

In den letzten zwei Jahrzehnten lag die überwiegende Betonung der Entwicklung auf der größeren Festigkeit derartiger Befestigungsplatten, indem man schwerere Platten verwendete und indem man Druckplatten verwendete. Diese Entwicklung hat zu einem beträchtlichen Erfolg geführt. Bis heute jedoch hat diese Entwicklung nicht eindeutig zuoptimalenErgebnissen geführt, da die Langzeitabwehrreaktion des Knochens gegenüber derartigen massiven Platten in weitem Maße nicht beachtet wurde.

In den letzten Jahren wurde jedoch ein beträchtliches Interesse auf die mögliche Verwendung von weniger festen Osteosyntheseplatten für die Heilung von Brüchen gerichtet, in Anbetracht der Tatsache, daß die sehr festen Druckplatten den darunterliegenden zu heilenden Bruch in zu hohem Maße schützen. Zusätzlich zu einer Schwächung der Knochenrinde oder der äußeren Knochenschicht wurde ein Verlust der Knochenhautsubstanz bei Versuchen mit Oberschenkelknochen von Hunden festgestellt. Die Knochenhaut bzw. das "Periosteum" ist ein verbindendes Gewebe, das alle Knochen bedeckt und knochenbildende Fähigkeiten oder Eigenschaften aufweist. Zusätzlich wurde eine ungenügende Mineralisierung der Knochenrinde unterhalb der festen Metallplatte beobachtet und die Heilung des Knochens und die bessere Festigkeit und gesteigerte Knochensubstanz (einschließlich der Verminderung der "Osteoporose", um den Fachausdruck zu verwenden) begann bald nach Entfernung der festen Platte.

In dem Artikel "Potential Application of Graphite and Methyl Methacrylate Resin Composites as Internal Fixation Plates" von S. S-y. Woo und W.H. Akeson, B. Levenetz, R.D. Coutts,

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J.V. Matthews and D. Amiel, in dem "Journal of Biomedical Materials Research, Vol. 8, No. 5, September 1974, Seiten 321 bis 338, wird eine Graphitfaser-Methylmethacrylatzusammensetzung (GFMM) beschrieben, die zur Ausbildung weicherer Platten verwendet wird, die bei der Untersuchung von Bruchheilung bei Oberschenkelknochen von Hunden verwendet wurde, übliche feste Platten aus rostfreiem Stahl mit einer zehnmal höheren Axial- und Biegesteifigkeit wurden als Bezugsplatten verwendet. Die Verwendung kombinierter biomechanischer Untersuchungen und morphometrischer Verfahren zeigte, daß nach vier Monaten nach dem Versehen mit einer Platte die Torsionsfestigkeit des gesamten Oberschenkelknochens für die mit "der Zusammensetzung und die mit der Metallplatte plattierten Seiten ähnlich war. Mo rphometrische Untersuchungen unter der Verwendung von Tetracyclinaufbringverfahren zeigten eine bezeichnend höhere Knochenschichtporosität auf der metallplattierten Seite (14 %) verglichen mit der GFMM (Graphitfasermethylmethacrylat) plattierten Seite (6,3 %). Die bloße Auswahl eines weicheren oder weniger festen Materials, um eine Langzeitabwehrwirkung zu vermeiden, steht jedoch dem unmittelbaren Hauptproblem einer festen Festlegung der gebrochenen Knochen in der relativen Stellung zueinander entgegen. Wenn offensichtlich die Osteosyntheseplatte zu weich oder flexibel ist, hält eine einzige Platte die Knochen nicht ausreichend fest zusammen, um eine schnelle Heilung des Bruches zu gewährleisten.

Entsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verträgliche Osteosyntheseplatte der eingangs genannten Art zu schaffen, die nicht nur ausreichend fest ist, um eine Festlegung des Knochens im frühen Heilungsstadium des Bruches zu schaffen, sondern die ebenfalls nicht so fest ist, daß eine Verschlechterung des Knochens im darauffolgenden Heilungsstadium auftritt.

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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß zuerst eine Widerstandsfähigkeit gegen Verbiegen und Torsion während des Anfangsstadiums der Bruchheilung erforderlich ist, und daß eine relativ geringe Widerstandsfähigkeit gegen axiale Belastung während des darauffolgenden späteren Heilungsstadiums notwendig ist, um Osteoporose und andere nachteilige Wirkungen zu vermeiden, die auftreten, wenn die normale axiale Belastung nicht von dem Knochen aufgenommen wird.

Weiter wurde festgestellt, daß Osteosyntheseplatten mit den gewünschten mechanischen Eigenschaften und die mit der Knochenfestigkeit verträglich sind dann vorliegen, wenn die Befestigungsplatte eine ähnliche Struktur wie ein Knochen aufweist, d.h. eine äußere feste Rinde und einen hohlen oder nichttragfähigen mittleren Kern aufweist.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird die Osteosyntheseplatte mit den gewünschten mechanischen Eigenschaften aus einer hohlen Platte ausgebildet, die einen hohlen Querschnitt aufweist, und die etwas gekrümmt ist, um mit der Krümmung der Außenseite eines normalen langen menschlichen Knochens, wie z.B. den Knochen der Arme oder der Beine, übereinzustimmen. Zusätzlich sind in der Mitte der Befestigungsplatte öffnungen vorgesehen, die gegen Knochenmaterialeinwuchs oder Gewebematerialeinwuchs entweder durch Schließen der öffnungen oder durch Füllen des mittleren Abschnitts oder der hohlen Befestigungsplatte mit einem polymeren Material, wie z.B. Polyäthylen mit sehr hohem Molekulargewicht oder Silikongummi, die medizinisch inert sind, abgedichtet sind. Weiter sind geeignete öffnungen in der länglichen Befestigungsplatte vorgesehen, um sie an den zwei Abschnitten des Knochens, die zusammengefügt werden sollen, zu befestigen.

Die bevorzugten Ausführungsformen der Befestigungsplatten haben etwa die gleichen äußeren Abmessungen wie die festen massiven Metallplatten, die bisher verwendet wurden, und bestehen aus einem hohlen Rohr aus biologisch inertem Metall, wie z.B. rostfreiem Stahl oder aus den bekannten Metallen, die bei den gewöhnlichen festen massiven Metallplatten verwendet wurden. Die Wanddicke des Rohres beträgt vorzugsweise weniger als 10 % der maximalen Querabmessung (das Maß der Dicke der Platte senkrecht zum Knochen) der Befestigungsplatte. Beispielsweise hat eine Platte mit einer gesamten Breite von etwa 9,525 mm und einer Dicke von etwa 3,8ö62 mm eine Wanddicke aus rostfreiem Stahl von etwa 0,7112 mm. Unter diesen Bedingungen beträgt die Biege- und Torsionssteifigkeit mehr als 2/3 der der festen Platte (d.h. einer massiven Platte mit. der gleichen äußeren Breite und Dicke) und die axiale Steifigkeit ist geringer als 1/3 der der massiven Platte. Bei einer etwas größeren Wanddicke, wie zum Beispiel 1/5 der maximalen transversalen Abmessung, wird eine bezeichnende Verminderung der axialen Steifigkeit erreicht, wobei ebenfalls eine Verminderung der Osteoporose auftritt, verglichen mit einer massiven Platte, jedoch wird die dünnere Wanddicke bevorzugt. Bei Metallen mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften wird angenommen, daß einige Abweichungen von den oben beschriebenen Kennwerten geeignet sind.

Es soll ebenfalls darauf hingewiesen werden, daß verglichen mit Befestigungsplatten mit einem U-Profil oder anderen im Querschnitt nicht rohrförmigen Platten, die rohrförmigen oder hohlen Befestigungsplatten eine gesteigerte Torsionssteifigkeit aufweisen, und zwar in der Größenordnung von dem Zehnfachen oder mehr der U-förmigen Befestigungsplatten. Derartig bekannte U-förmige Befestigungsplatten oder im Querschnitt nicht geschlossene Befestigungsplatten zeigen die US-PS'en 2 406 832 und 4 040 129.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen;

Fig. 1 ein Schaubild zur Darstellung der axialen Spannung und der Druckspannungen eines gesunden Oberschenkelknochens oder Femurs;

Fig. 2A Unterschiede der Belastungen der Osteosyntheseplatten während des frühen Heilungsstadiums eines Bruches bzw. des spateren Heilungsstadiums;

Fig. 3 ein Versuchsmodell eines plattierten Magnesiumrohres zur Simulation der Spannungen in einem langen Knochen, wie z.B. einem Femur;

Fig. 4 ein Vergleich der Biege- und Axialsteifigkeit von drei unterschiedlichen Osteosyntheseplatten;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Osteosyntheseplatte mit einer äußeren metallischen Hülse und einem Polymerfüllstoff;

Fig. 6 eine Aufsicht und eine Seitenansicht der Osteosyn- und 7 theseplatte von Fig. 5;

Fig. 8 einen Querschnitt längs der Linie VIII-VIII von Fig. 6;

Fig. 9 einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 10, drei Ansichten weiterer hohler Osteosynthese-^{11 Und 12} platten; und

Fig. 13 eine abgeänderte Ausfuhrungsform der Osteosyntheseplatte der Figuren 10 bis 12.

Figur 1 zeigt einen Femur 12 mit einem Ende 14, der die Verbindung zum Knie darstellt (auf der linken Seite) und das im wesentlichen kugelige Ende 16, das den Teil der Hüftverbindung darstellt (auf der rechten Seite in Fig. 1). Der Vorsprung 18 ist medizinisch als der "major trochanter" bekannt, an dem die verschiedenen Muskeln befestigt sind.

In der medizinischen Terminologie bedeutet die "mediale" Seite die Seite zum Mittelpunkt des Körpers und die "laterale" Seite die Seite zur Außenseite des Körpers. In Fig. 1 liegt die mediale Seite des Femurs in Richtung der Unterseite der Figur und die laterale Seite in Richtung der Oberseite der Figur. Dies wird einfach durch die Tatsache bestätigt, daß die Kugel 16, die sich nach innen in Richtung des Hüftger lenks von dem Hauptabschnitt des Beines erstreckt, sich in Fig. 1 nach unten erstreckt. Die in Fig. 1 mittels ausgezogenen Linien dargestellten Kurven 20 und 22 repräsentieren die axiale Belastung in der Knochenrinde oder der äußeren Wand des Femurs längs der Länge der medialen Seite (Bezugsziffer 20) , der sich unter einer Druckbelastung befindet und längs der lateralen Seite (Bezugsziffer 22), der sich unter einer Zugbelastung befindet. Es soll darauf hingewiesen werden, daß die Osteosyηtheseplatte 24 auf der lateralen Seite des Femurs (normal unter einer Zugbeanspruchung) befestigt ist. Wenn eine einzige Platte verwendet wird, ist es vom Belastungsstandpunkt aus offensichtlich besser, die Platte auf der Seite des Femurs zu befestigen, die unter Zugspannung und nicht unter Druckspannung steht, und die daher un-· ter normalen Spannungsbedingugen zusammengepreßt wird.

Die normalerweise verwendeten schweren Osteosyntheseplatten bestehen häufig aus Legierungen, wie z.B. "Zimalloy" oder "Vitallium". Der in Fig. 1 dargestellte Versuch verwendet eine Vitallium-Osteosyntheseplatte. Bei der angebrachten Platte zeigt die Kurve 26 eine sehr geringe Beanspruchung in der seitlichen Knochenrinde, da alle Spannungen von der Platte absorbiert werden. Auf der medialen Seite zeigt die Kurve 28 jedoch nur eine bescheidene Abweichung von den normalen Kennwerten 20, die einen unplattierten Knochen darstellt. Die weichere oder flexiblere GFMM-Platte erzeugt Kurven 30 und 32, die von den anderen zwei Kurven eine gewisse Abweichung und zwischen den oben beschriebenen Kurven liegen. Wie oben erwähnt, besteht das Problem bei den weicheren und flexibleren GFMM-Platten darin, daß eine einzige Platte keine ausreichende Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen eine Biege- und Torsionsbewegung bietet, um auf geeignete Weise das anfängliche Festlegen und Heilen des Knochens sicherzustellen.

Figur 2A zeigt schematisch die Kräfte, die während des anfänglichen Heilungsstadiums auftreten; Figur 2B zeigt die Kräfte während des späteren Heilungsstadiums des Knochens. In Fig. 2A ist die Osteosyntheseplatte 24-1 mittels Schrauben 34 an dem Femur 12 auf beiden Seiten des Bruches 36 befestigt. Der Bruch 36 ist etwas vergrößert dargestellt und wird normalerweise so zusammengefügt, daß die beiden aneinanderliegenden Abschnitte eng aneinander liegen. In jedem Fall wird während des anfänglichen Heilungsstadiums des Bruches die Platte 24-1 einer bezeichnenden Biege- und Torsionsbeanspruchung unterworfen, wie dies mittels der Pfeile in Fig. 2A dargestellt ist, wobei dies in übertriebener Weise durch die Darstellung der Platte 24-2 unmittelbar benachbart zur Platte 24-1 gezeigt ist.

Fig. 2B zeigt die spätere Heilungsphase des Knochens, die der anfänglichen ersten Woche folgt, oder wenn die Heilung des Bruches einsetzt. Wie mittels der Pfeile 38 gezeigt und wie oben beschrieben, wird in diesem Heilungsstadium die Platte 24-3 einer Zugspannung und die gegenüberliegende, mediale Seite des Femurs einer Druckspannung unterworfen, wie dies mittels des Pfeils 40 dargestellt ist.

Wie oben erwähnt, verursacht während des späteren Heilungsstadiums, wie in Fig. 2B gezeigt, die sehr hohe Festigkeit und steife Natur der massiven Metallplatte, die gewöhnlich verwendet wird, eine Schwächung und eine Porosität der Knochenrinde, insbesondere auf der lateralen Seite des Femurs, die unter der 0steosyntheseplatte, die im wesentlichen die gesamte Belastung aufnimmt, angeordnet ist.

Man sieht aus den Figuren 2A und 2B, daß die erforderliche Festigkeit der Osteosyntheseplatte während der Heilungsphase des Bruches im wesentlichen Widerstandsfähigkeit gegen Biegung und Torsion gewährleisten muß, während während der späteren Heilungsphase eine relativ geringe axiale Steifigkeit erwünscht ist, um eine Schwächung, Osteoporose oder Osteopenie der seitlichen Knochenrinde zu verhindern. Bei der vorliegenden Erfindung wird eine Befestigungsplatte verwendet, die die gewünschte hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Biegung und Torsion aufweist, jedoch eine relativ geringe axiale Steifigkeit aufweist.

Figur 3 zeigt ein Magnesiumrohr 44, das zur Simulierung eines langen Knochens verwendet wird, wobei die Knochenrinde mittels der hohlen Hülse des Magnesiumrohres 44 dargestellt wird. Eine Befestigungsplatte 46 wurde an dem Rohr, wie in Fig. 3 dargestellt, befestigt, wobei die Spannungen direkt mittels den Meßstreifen 51, 52 und 53 gemessen wur-

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den. Die Spannung am Punkt 54 direkt unterhalb der Befestigungsplatte innerhalb der Wand des Magnesiumrohres konnte nicht experimentell gemessen werden und wurde daher berechnet.

Figur 4 zeigt die Ergebnisse der Versuche, bei denen die in Fig. 3 gezeigte Versuchsanordnung verwendet wurde, wobei drei unterschiedliche Arten Befestigungsplatten verwendet wurden. Das Säulendiagramm wird durch die Legende in Fig. erklärt, wobei die nicht gekennzeichneten Säulen die Ergebnisse darstellen, die man mit einer massiven rechtwinkligen Befestigungsplatte aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke von 3,9 mm erhielt. Die punktierten Säulen stellen eine weichere Titanlegierung aus massivem Material von 2,2 mm Dicke dar. Diese weichere und flexiblere Befestigungsplatte, die in der letzten Zeit mehr Beachtung fand, besteht prinzipiell aus Titan, mit 6 % Aluminium und 4 % Vanadium. Die gestrichelten Säulen stellen die Ergebnisse einer hohlen Befestigungsplatte aus rostfreiem Stahl dar, die eine Gesamtdicke von 3,9 mm aufwies, d.h. ebenso dick wie die massive rechtwinklige Platte aus rostfreiem Stahl war, jedoch nur eine Wanddicke der äußeren Hülse aus rostfreiem Stahl von 0,5 mm aufwies.

Die Unterschiede zwischen den nicht gekennzeichneten Säulen und den gestrichelten Säulen bestehen darin, daß die Biegesteifigkeit der Säule 56 sehr nahe der ist, die die Stahlplatte aufweist, die von der Säule 58 dargestellt wird. Andererseits ist die axiale Steifigkeit der hohlen Befestigungsplatte, siehe Säule 60, in der Größenordnung von etwa einem Drittel der massiven Stahlplatte, die durch die Säule 62 dargestellt wird. Ähnlich ist die Beanspruchung während der späteren Heilungsphase für die massive Stahlplatte sehr gering, wie man dies aus der Säule 6 4 sieht, während sie relativ hoch für die hohle Platte ist,

wie man dies aus der Säule 66 sieht. Die relativ hohe axiale Spannung während der späteren Heilungsphase des Knochens bedeutet, daß Osteoporose und andere oben erwähnte nachteilige Wirkungen so gering wie möglich sind.

Die gepunkteten Säulen von Fig. 4 sind für die weicheren und weniger steifen Isotropen-Osteosyntheseplatten, die während der letzten 5 oder 10 Jahre vorgeschlagen wurden. Sie gestatten eine relativ hohe axiale Beanspruchung während der zweiten Heilungsphase und schaffen jedoch keine zufriedenstellende Steifigkeit gegenüber Biegen oder Torsion während der Bruchheilungsphase.

In Verbindung mit den Ergebnissen der Fig. 4 ist festzustellen, daß die Torsionssteifigkeit im allgemeinen der Biegesteifigkeit für die betrachteten Befestigungsplatten folgt und daher nicht gesondert dargestellt ist.

Figur 5 ist eine isometrische bzw. perspektivische Ansicht und Figur 6 und 7 sind eine Aufsicht und eine Seitenansicht und Querschnitte einer Osteosyntheseplatte gemäß der vorliegenden Erfindung. Aus Fig. 5 sieht man, daß die Befestigungsplatte einen kontinuierlichen äußeren Hohlkörper 72 mit Füllmaterial 7 4 aufweist, wobei das Füllmaterial aus Polyäthylen mit einem sehr hohen Molekulargewicht besteht und innerhalb des Hohlkörpers angeordnet ist, um einen Knocheneinwuchs zu verhindern. Die äußere rohrfÖrmige Hülse,/kann aus irgendeiner bekannten biologisch inerten Metallegierung, wie z.B. einer Kobalt-, Chrom-, Molybdenlegierung bestehen, die unter der Bezeichnung "ZIMALLOY" bekannt ist. Das hochmolekulare Polyäthylen ist ebenfalls biologisch inert und weist eine gute mechanische Festigkeit für die Aufnahme der Schrauben auf, während es eine relativ geringe Kompressionssteif igkeit aufweist.

Entsprechend den üblichen Verfahren umfaßt die Befestigungsplatte 3 normale kreisförmige Löcher 76 an einem Ende und zwei kreisförmige Löcher 78 am anderen Ende, wobei ein Langloch oder eine längliche öffnung 80 zwischen den zwei kreisförmigen Löchern 78 am zweiten Ende vorgesehen ist. Wie man am besten in Fig. 6 sieht, wird die mittlere Öffnung 80 verwendet, um die zwei Teile des gebrochenen Knochens dichter aneinander anzuordnen. Das heißt, die Befestigungsplatte wird anfänglich mit einem Ende an dem Knochen mittels drei Schrauben durch die öffnungen 76 befestigt. Dann wird eine Schraube durch den äußeren Abschnitt der öffnung 80, die von den Löchern 7 6 am Entferntesten angeordnet ist, befestigt und nicht ganz angezogen, so daß sie nicht mit dem Rand der Befestigungsplatte in Eingriff tritt. Dann wird auf die sich durch den äußeren Abschnitt der öffnung 80 erstreckende Schraube ein Druck aufgebrachte und zwar relativ zur Befestigungsplatte 72, wodurch die einander gegenüberliegenden Teile des Knochens eng gegeneinander angeordnet werden. Dann werden die zwei übrigen Schrauben in ihren Löchern 78 befestigt und die dritte Schraube in der öffnung 80 angezogen. Hierdurch wird die mechanische Festlegung der Osteosyntheseplatte an den zwei Teilen des gebrochenen Knochens vollendet.

Andere konstruktive Merkmale, auf die hingewiesen werden soll, umfassen das Versenken der Schraubenköpfe, so daß sie nicht wesentlich über die Oberfläche der Platte hervorstehen, da ein derartiges Hervorstehen die Bewegung der Muskeln und des anderen Gewebes oberhalb der Befestigungsplatte behindern kann. Die Platte kann ebenfalls, wie man am besten in Figur 8 sieht, leicht gekrümmt sein, so daß sie besser mit der runden Oberfläche der Knochen, an der sie befestigt wird, übereinstimmt.

Bei der Herstellung der Befestigungsplatte, die in Fig. 5 bis 8 dargestellt ist, wird zuerst ein kreisförmiges dünnwandiges Rohr mittels Verwendung von aufeinanderfolgenden Dornen hergestellt, um die in Fig. 8 gezeigte Form zu erzielen. Das Rohr kann ebenfalls mittels geeigneter äußerer Formen mit feinem Granulatmaterial, wie z.B. Salz, innerhalb des Rohres, um ein Zusammenknicken des Rohres zu verhindern und eine kontrollierte Formgebung des Querschnitts zu erreichen, hergestellt werden. Dann wird innerhalb des Rohres hochmolekulares Polyäthylen eingebracht. Dies wird mittels Schmelzen des Polyäthylens innerhalb des Rohres oder mittels Formen eines Materialstücks mit dem geeigneten Querschnitt, Strecken und Einsetzen des Materialstücks und darauffolgendem Expandieren durchgeführt. Darauffolgend werden die Senklöcher hergestellt.

Die Osteosyntheseplatten werden in verschiedenen Standardgrößen hergestellt. Eine für die Verwendung der Unterannknochen, d.h. der Speiche und der Elle, geeignete Platte weist eine Länge von 90,17 mm, eine Dicke von 3,89 mm und eine seitliche Abmessung von 9,53 mm auf. Die Wanddicke der Metallhülse liegt in der Größenordnung von 7,11 mm. Der Abstand zwischen den Löchern 76 liegt in der Größenordnung von 9,53 mm. Die Löcher können als 2,778 mm versenkte Löcher ausgebildet sein, um mit dem Kopf der Schrauben übereinzustimmen. Die äußeren Löcher 76 und 78 sind vom Ende der Platte etwa 4,45 mm entfernt angeordnet. Die Ecken weisen einen leichten Radius auf und die Hülse ist entgratet und sorgfältig poliert, um irgendwelche rauhen Kanten zu vermeiden, die an dem Gewebe scheuern könnten.

Die oben angegebenen Abmessungen einer für Brüche des Unterarms verwendeten Osteosyntheseplatte sind lediglich als Beispiel angegeben und es ist verständlich, daß derartige

Platten in vielen Größen und Formen hergestellt werden können, um den Bedürfnissen des Arztes bei verschiedenen gebrochenen Knochen zu entsprechen. Entsprechend sind die oben angegebenen Abmessungen in keinster Weise als Begrenzung anzusehen.

Figur 9 .zeigt einen Querschnitt einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Osteosyntheseplatte, bei der eine zusammengesetzte Platte aus einer aufgerollten Folie eines Kohlenstoff-Faser-Vlieses 84 hergestellt wurde, wobei ein geeigneter Kleber, wie z.B. Methylmethacrylat 86, verwendet wurde. Das Kohlenstoff-Faser-Vlies wird aus zwei Schichten Fasern gebildet, die auf einer ebenen Fläche ausgelegt werden, wobei die zwei Fasern in einem geeigneten Winkel relativ zueinander angeordnet sind und wobei ein geeigneter Kleber, wie z.B. Methacrylat, mittels Sprühen oder ähnlichem aufgebracht wird. Die mit dem Kleber imprägnierte Faserfolie wird dann fest aufgerollt, um eine Spiralrolle zu bilden. Die sich ergebene Rolle wird dann in eine Form eingebracht, deren innere Fläche dem äußeren Querschnitt entspricht, der in den Figuren 8 und 9 dargestellt ist. Darauffolgend wird die Befestigungsplatte nach ihrem Aushärten bearbeitet, um die Löcher (siehe Fig. 6) vorzusehen und die äußere Fläche mittels Schleifen oder ähnlichem geglättet, um eine glatte äußere Oberfläche zu schaffen. Die sich ergebene Platte hat ähnliche anisotropische Eigenschaften wie die Hohlkörperplatte von Fig. 5 bis 8, d.h., sie hat eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Biege- und Torsionsbelastungen, jedoch nur eine geringe axiale Steifigkeit.

Eine weitere Osteosyntheseplatte ist in den Figuren 10 bis 12 dargestellt. Die gesamte äußere Form der Platte von den Figuren 10 bis 12 entspricht der der in den Figuren 5 bis 8 gezeigten Platte. Sie besteht aus gewöhnlichem rost-

freiem Stahl oder einer anderen biologisch inerten Metallplatte 88, und weist eine in den mittleren Abschnitt gewalzte öffnung 90 auf. Eine Metallplatte 92 des gleichen Materials ist über der öffnung 90 verschweißt, um einen mittleren hülsenförmigen aktiven Abschnitt der Befestigungsplatte auszubilden, die den Knochenbruch überbrückt. Fig. 11 ist ein mittlerer Querschnitt längs der Linie XI-XI von Fig. 10, und Fig. 12 ist ein Querschnitt längs der Linie XII-XII von Fig. 11 durch den mittleren hülsenförmigen oder rohrförmigen Teil der Platte, Figur 13 ist ein Querschnitt, der eine weitere Ausführungsform zeigt, in der der hohle Raum mit Material 94 gefüllt ist, das eine geringe Widerstandsfähigkeit gegen Längsbeanspruchungen au'fweist, und das einen Knochenoder Gewebeeinwuchs in dem Fall verhindert, daß die Schweißverbindung der Platte 92 nicht hundertprozentig ist und geringe öffnungen geblieben sind. Das Material 94 kann hochmolekulares Polyäthylen, Silikongummi oder ein anderes polymeres Material sein. Die Abmessungen und die Wanddicke des hohlen Abschnitts (0,71 mm) entsprechen im wesentlichen denen der Ausführungsformen von Fig. 10 bis 13, bzw. denen der Figuren 5 bis 8. Entsprechend wird ein Knochen- oder Gewebeeinwuchs verhindert, wenn die hohle metallische Osteosyntheseplatte verwendet wird, entweder durch Abdichten der öffnungen in der Platte oder durch das Vorhandensein eines biologisch inerten Materials mit geringer mechanischer Steifigkeit innerhalb der Platte.

Die Ausführungsformen der Figuren 10, 11 und 12 werden mechanisch bearbeitet und verschweißt, um die Osteosyntheseplatte herzustellen, was äußerst kostspielig ist. Entsprechend werden die Ausführungsformen der Figuren 5 bis 8 bevorzugt, bei denen die Osteosyntheseplatte aus einem Rohr hergestellt wird. Eine derartige Osteosyntheseplatte ist nicht nur billiger, sondern ebenfalls mit einer glatteren

natürlichen Oberfläche versehen, wodurch die zusätzlichen Schritte des Schleifens zum Entfernen der scharfen Kanten entfallen.

Aus der vorgehenden Beschreibung und den Zeichnungen sind einige Ausfuhrungsformen der Erfindung ersichtlich. Andere besondere Abmessungen und Materialien können ebenfalls verwendet werden, um das gleiche Ergebnis zu erzielen. Beispielsweise kann statt des Füllens der Hülse der Befestigungsplatte mit Polyäthylen hoher Dichte ein anderes Material mit einer geringen mechanischen Steifigkeit verwendet werden, das biologisch inert ist.

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Claims (8)

1. D.L. Page, Warsaw, Indiana 46580, V.St.A. W.H. Akeson, La Jolla, Calif. 92037, V.St.A. S.L.-Y. Woo, Encinitas, Calif. 92024, V.St.A.

   Verträgliche Osteosyntheseplatte

   Patentansprüche

   1 .J Verträgliche Osteosyntheseplatte aus einer länglichen flachen Metallplatte aus biologisch inertem Material, die mehrere, an beiden Enden vorgesehene, durchgehende Löcher zur Befestigung der Platte am Knochen an beiden Seiten des Bruches aufweist ,, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (24) als Hohlkörper (72) ausgebildet ist und einen Querschnitt mit einer durchgehenden äußeren metallischen Oberfläche mit gegenüberliegenden, inneren, voneinander im Abstand angeordneten Wänden zur Schaffung einer hohen Biege- und Torsionssteifigkeit, jedoch einerrelativ geringenaxialenSteifigkeit,■verglichen mit einer gewöhnlichen massiven Metallbefestigungsplatte,aufweist, und da;ß Mittel (74) zur Verhinderung eines Knocheneinwuchses in die metallfreie Zone der Platte vorgesehen sind, wodurch eine Biege- und Torsionssteifigkeit für eine frühzeitige Heilung

   des Bruches geschaffen wird und die axiale Steifigkeit der Platte das Auftreten von Osteoporose und Knochenschwächung während des späteren Heilungsstadiums des Knochens vor dem Entfernen der Platte verhindert.
2. 2. Verträgliche Osteosyntheseplatte nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet, daß die äußere metallische Oberfläche aus einer rohrförmigen Stange gebildet ist und von einem Ende zum anderen Ende im wesentlichen hohl ausgebildet ist.
3. 3. Verträgliche Osteosyntheseplatte nach Anspruch 2,
   dadurch gekenn z'eichnet, daß das biologisch inerte polymere Material (74) mit einer relativ geringen Steifigkeit im wesentlichen den mittleren hohlen
   Abschnitt der Platte (24) ausfüllt.
4. 4. Verträgliche Osteosyntheseplatte nach Anspruch 3,
   dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Material hochmolekulares Polyäthylen ist.
5. 5. Verträgliche Osteosyntheseplatte nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke jeder der Wände der hohlen Befestigungsplatte weniger als 1/10 der maximalen Querabmessung der Befestigungsplatte (24) beträgt.
6. 6. Verträgliche Osteosyntheseplatte nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke jeder der Wände der hohlen Befestigungsplatte weniger als 1/5 der maximalen Querabmessung der Befestigungsplatte
   (24) beträgt.

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7. 7. Verträgliche Osteosyntheseplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Oberfläche der Platte (24) in einer Ebene quer zur Längsachse der Platte zum besseren Anpassen an die äußere Fläche des Knochens, an der sie befestigt werden soll, gekrümmt ist.
8. 8. Verträgliche Osteosyntheseplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die rohrförrnige Stange auo roBt f'roi enn Sl nhl bnsl Hit .