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Patent Searching and Data


Title:
IMPLANT FOR IMPLANTING IN BONE TISSUE OR IN BONE TISSUE SUPPLEMENTED WITH BONE SUBSTITUTE MATERIAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/017857
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an implant for implanting in bone tissue, for example, a dental implant or an implant for an orthopedic application. This implant has surface areas (4) of first type that have, for example, osseointegrative, anti-inflammatory, infection-fighting and/or growth-promoting properties, and have surface areas (8) of a second type that are comprised of a material that can be liquefied by mechanical vibrations. The implant is positioned inside an opening, e.g. of a jaw-bone, is subjected to the action of mechanical vibrations, e.g. ultrasound, and is pressed against the jaw-bone. During this process, the liquefiable material is liquefied and pressed into uneven areas and pores of the surrounding bone tissue where, upon resolidification, it forms a positive connection between the implant and the bone tissue. An appropriate arrangement and dimensioning of the surface areas of the first and second types results in, during implantation, the liquefied material flowing, at most, in a clinically irrelevant amount over the surface areas (4) of the first type so that the biologically integrative properties of these surface areas can become effective immediately after implantation. Due to said positive connection, the implant acquires a very good primary stability whereby enabling it to be placed under stress immediately after implantation. This prevents the occurrence of a negative effect as a result of not placing the implant under stress and reduces relative movements between the implant and bone tissue to a physiological extent that is conducive to a desired osseointegration after implantation.

Inventors:
MAYER JOERG (CH)
AESCHLIMANN MARCEL (CH)
TORRIANI LAURENT (CH)
Application Number:
PCT/CH2003/000550
Publication Date:
March 04, 2004
Filing Date:
August 15, 2003
Export Citation:
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Assignee:
WOODWELDING AG (CH)
MAYER JOERG (CH)
AESCHLIMANN MARCEL (CH)
TORRIANI LAURENT (CH)
International Classes:
A61B17/68; A61B17/70; A61C8/00; A61F2/28; A61F2/30; A61F2/44; A61F2/46; A61L27/00; A61F2/00; A61F2/02; (IPC1-7): A61C8/00; A61B17/68; A61L27/50
Domestic Patent References:
WO2002069817A12002-09-12
Foreign References:
EP0358601A11990-03-14
US5163960A1992-11-17
EP1199049A12002-04-24
DE19741087A11999-04-08
EP0617935A21994-10-05
US6132214A2000-10-17
US3499222A1970-03-10
US5766009A1998-06-16
US1184006A1916-05-23
US4360343A1982-11-23
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1995, no. 11 26 December 1995 (1995-12-26)
Attorney, Agent or Firm:
FREI PATENTANWALTSBÜRO AG (Zürich, CH)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Implantat zur Implantation in menschlichem oder tierischem Knochengewebe oder durch Knochenersatzmaterial ergänztes Knochengewebe, wobei minde stens ein Teil der Implantatoberfläche mit dem Knochengewebe in Kontakt kommt, dadurch gekennzeichnet dass der genannte Teil der Implantatsober fläche Oberflächenbereiche (4) einer ersten Art und von den Oberflächenberei chen (4) der ersten Art verschiedene Oberflächenbereiche (8) einer zweiten Art aufweist, wobei die Oberflächenbereiche (8) zweiter Art ein mittels mechani scher Schwingungen verflüssigbares Material aufweisen, mit dessen Hilfe das Implantat bei einer Implantation mittels mechanischer Schwingungen im Kno chengewebe mindestens primär stabilisierbar ist, wobei die Oberflächenberei che (4) erster Art für eine von einer primären Stabilisierung verschiedene, kli nische Funktion ausgerüstet sind und wobei die Oberflächenbereiche (4 und 8) erster Art und zweiter Art derart dimensioniert und angeordnet sind, dass die Oberflächenbereiche (4) erster Art bei der Implantation mittels mechanischer Schwingungen mindestens teilweise von verflüssigtem Material frei bleiben.
2. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von der primä ren Stabilisierung verschiedene, klinische Funktion der Oberflächenbereiche (4) der ersten Art eine Förderung der Osseointegration oder ein Durchlassen von Partikeln oder Molekülen aus dem Implantat in das Implantat umgebendes Knochengewebe oder aus das Implantat umgebendem Knochengewebe in das Implantat oder eine elektrische oder chemische Stimulation ist.
3. Implantat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mittels mechanischer Schwingungen verflüssigbare Material ein Material mit ther moplastischen Eigenschaften oder mit thixotropen Eigenschaften ist.
4. Implantat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mittels me chanischer Schwingungen verflüssigbare Material ein Polymer auf Milch und/oder Glykolsäurebasis, ein Polyhydroxyalkanoat, ein Polycaprolactone, ein Polysacharid, ein Polypeptid, ein Polydioxanon, ein Polyanhydrid, ein Polyole fin, ein Polyacrylat, ein Polymetacrylat, ein Polycarbonat, ein Polyamid, ein Polyester, ein Polyurethan, ein Polysulfon, ein Polyarylketon, ein Polyimid, ein Polyphenylsulfid, ein FlüssigKristallPolymer, ein Polyacetal, ein halogenier tes Polymer, insbesondere ein halogeniertes Polyolefin, ein Polyphenylensul fid, ein Polysulfon oder ein Polyether ist oder ein Copolymer oder Mischpoly mer der genannten Polymere oder ein Verbundwerkstoff, der eines der ge nannten Polymere enthält, oder ein polymerer, keramischer oder hydraulischer Zement.
5. Implantat nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass die Oberflächenbereiche (4) erster Art eine Osteointegrations fördernde Funktion haben und Oberflächenstrukturen aufweisen, die sich für eine Verwachsung oder Durchwachsung mit vitalem Knochengewebe eignen.
6. Implantat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen bereiche (4) erster Art zusätzlich entzündungshemmende, infektionsbekämp fende und/oder wachstumsfördernde Eigenschaften haben.
7. Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbereiche (4,8) erster und zweiter Art sich im wesentlichen par allel zu einer Implantationsrichtung (A) erstreckend nebeneinander angeordnet sind.
8. Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Implantat einen zentralen Implantatteil (1) aufweist, der die Oberflächenbe reiche (4) erster Art bildet, sowie einen aussen am zentralen Implantatteil (1) angeordneten, mindestens teilweise aus dem verflüssigbaren Material beste henden, peripheren Implantatteil (2), der die Oberflächenbereiche (8) zweiter Art bildet.
9. Implantat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen bereiche (8) der zweiten Art mindestens örtlich über die Oberflächenbereiche (4) der ersten Art vorstehen.
10. Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Implantat einen zentralen Implantatteil (1) aufweist, der die Oberflächenbe reiche (4) erster Art bildet und einen Innenhohlraum (2') hat, in dem das ver flüssigbare Material vorgelegt oder vorlegbar ist, wobei der Innenhohlraum (2') durch Öffnungen (20) mit einer Aussenseite des zentralen Implantatteils verbunden ist, welche Öffnungen (20) für ein Durchpressen des verflüssigbaren Materials in seiner verflüssigten Form dimensioniert und im Bereiche der zu erstellenden Oberflächenbereiche (8) zweiter Art angeordnet sind.
11. Implantat nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Implantat eine lasttragende Funktion hat und dass der zentrale Implantatteil (1) das lasttragende Element darstellt.
12. Implantat nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Im plantatteil (1) mindestens teilweise aus einem Metall, einer Metalllegierung, aus einem keramischen oder glasartigen Material, aus einem Kunststoff oder aus einem Verbundwerkstoff besteht.
13. Implantat nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Implantatteil (1) selbstschneidende oder furchende Elemente aufweist.
14. Implantat nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Implantatteil (1) einen lasttragenden Teil (1.1) und einen formva riablen Teil (1.2) aufweist.
15. Implantat nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Implantateil (1) ein lasttragendes Gerüst (1.3) und einen Füllkörper (1.4) aufweist.
16. Implantat nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllkörper (1.4) aus einem Knochenersatzmaterial, aus Knochenspan oder aus einem Gel besteht.
17. Implantat nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der periphe re Implantatteil (1) als tragendes Element ausgestaltet ist.
18. Implantat nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Im plantatteil ein Behälter mit einer durchlässigen Wandung ist oder aus einem Knochenersatzmaterial, Knochenspan oder einem Gel besteht.
19. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es als Dentalim plantat mit mindestens einer Fixierstelle (3) oder mit mindestens einem Kro nenteil ausgebildet ist.
20. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es für eine ortho 5 pädische Anwendung ausgebildet ist.
21. Implantat nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass es stift, plattenoder scheibenförmig ist oder eine an eine vorgegebenen Kavität in ei nem Knochen angepasste oder anpassbare Form hat.
22. Implantat nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Implantat 10 zur Verbindung von zwei Knochenteilen oder zur Fixierung einer Stützplatte ist oder der Schaft einer Prothese für ein Hüftgelenk, ein Fingergelenk, ein Kniegelenk oder ein Schulterglenk.
23. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es bandscheiben förmig ist und unten und oben mindestens einen Kamm (40) aufweist, wobei 15 die Oberflächenbereiche (8) der zweiten Art im Bereich der Kämme (40) ange ordnet sind.
Description:
IMPLANTAT ZUR IMPLANTATION IN KNOCHENGEWEBE ODER IN DURCH KNOCHENERSATZMATERIAL ERGÄNZTEM KNOCHENGEWEBE

Die Erfindung liegt auf dem Gebiete der Medizinaltechnik und betrifft ein Implantat gemäss dem Oberbegriff des ersten unabhängigen Patentanspruchs. Das Implantat wird insbesondere in menschlichem oder tierischem Knochengewebe implantiert, kann aber auch in durch Knochenersatzmaterial ergänztem Knochengewebe implan- tiert werden.

Das erfindungsgemässe Implantat ist beispielsweise ein Dentalimplantat, das die Funktion einer natürlichen Zahnwurzel übernehmend in einen Kieferknochen einge- setzt wird und beispielsweise zur Befestigung einer künstlichen Zahnkrone, einer Brücke oder einer Zahnprothese an seinem proximalen Ende eine Fixierstelle auf- weist, die nach der Implantation im Bereiche der Knochenoberfläche angeordnet ist.

Das Dentalimplantat kann auch einen vollständigen Zahnersatz darstellen, das heisst zusätzlich zu einem zu implantierenden Wurzelbereich auch einen Kronenbereich aufweisen. Das Implantat kann aber auch eine andere Funktion haben und für die Implantation in einen anderen menschlichen oder tierischen Knochen geeignet sein.

Das Implantat kann also ganz allgemein zur Verbindung eines Knochenteils mit ei- nem anderen Gewebeteil, insbesondere Knochenteil, dienen oder mit einem künstli- chen Teil, wobei der künstliche Teil einen Knochenteil stützen oder ersetzen kann (z. B. künstliche Gelenkkugel oder Gelenkpfanne) oder eine therapeutische Hilfsvor-

richtung (z. B. Drug-release-Vorrichtung, Drainagevorrichtung oder Stimulator zur elektrischen oder chemischen Stimulation) ist. Das Implantat kann aber auch selbst eine solche therapeutische Hilfsvorrichtung sein. Es kann auch als Platzhalter für fehlendes und gegebenenfalls zu ersetzendes Knochengewebe dienen (z. B. nach Ent- fernung eines Tumors) oder als Augmentationselement für eine erwünschte Kno- chenvergrösserung.

Zahnersatzstrukturen (Einzelne Zähne, Zahngruppen, Teilprothesen oder ganze Pro- thesen), die auf den oben genannten Dentalimplantaten mit Fixierstellen basieren, werden gemäss dem Stande der Technik beispielsweise in den folgenden Schritten erstellt : Nach dem Entfernen der natürlichen Zahnwurzel wird gewartet, bis die Öff- nung im Kieferknochen sich durch natürliche Knochenregeneration mit Knochenge- webe gefüllt hat. Im Bereiche des regenerierten Knochengewebes wird eine an das Implantat angepasste Öffnung erstellt. Das Implantat wird in die Öffnung eingesetzt, wobei die Öffnung derart tief ist, dass das Implantat ganz darin Platz findet, die Öff- nung also nicht überragt. Ein die Fixierstelle definierendes Innengewinde an der Stirnseite des Implantates wird mit einer Deckschraube abgeschlossen. Das Zahn- fleisch wird über der Deckschraube zusammengenäht und es wird gewartet, bis das Knochengewebe mit dem Implantat verwachsen ist und dadurch eine für die zu er- wartende Belastung genügende Stabilität (Sekundärstabilität) aufweist. Dann wird in einem weiteren Schritt das Zahnfleisch über dem Implantat geöffnet und die Deck- schraube durch einen Distanzhalter ersetzt, wobei der Distanzhalter das Zahnfleisch überragt. Erst wenn das Zahnfleisch rund um den Distanzhalter verheilt ist, wird auf diesem die Zahnersatzstruktur befestigt. Das kurz beschriebene Prozedere bedeutet für den Patienten eine Behandlungszeit von bis zu 12 bis 18 Monaten. Davon fallen zwei bis drei Monate auf die Zeit zwischen der Implantation und einen Zeitpunkt, in dem das Implantat für eine Belastung genügend mit dem Knochengewebe verwach- sen oder umwachsen ist.

Die erste Wartezeit (Regeneration des Knochengewebes in einer Öffnung im Kiefer- knochen) kann vermieden oder verkürzt werden, wenn Implantate verwendet werden, die in ihrer Form möglichst genau an die ursprüngliche Öffnung angepasst sind, wie dies beispielsweise in der Publikation US-6132214 (Suhonen et al. ) beschrieben ist.

Die gemäss dem Stande der Technik verwendeten Dentalimplantate bestehen übli- cherweise aus Reintitan oder Titanlegierungen. Diese Metalle zeigen eine sehr hohe biologische Verträglichkeit und es sind auch verschiedene Methoden bekannt, die Oberflächen von Implantaten aus diesen Metallen für eine noch verbesserte Osseointegration auszugestalten. Vielfach weisen die Implantate auch makroskopi- sche Strukturen auf, die ein Einwachsen des Knochengewebes oder ein Durchwach- sen mit Knochengewebe ermöglichen. Diese bekannten Dentalimplantate haben erst nach vollständiger Osseointegration eine Stabilität, die für eine volle Belastung reicht, also erst dann, wenn sie vom Knochengewebe eng umwachsen, bzw. mit dem Knochengewebe verwachsen oder von Knochengewebe durchwachsen sind (sekun- däre Stabilität). In osteoporotischem oder weichem Knochen, sowie in schlecht rege- nerierendem Knochengewebe beispielsweise von älteren Patienten kann gegebenen- falls überhaupt keine genügende Implantatstabilität erreicht werden.

Die primäre Stabilität der oben beschriebenen Dentalimplantate, das heisst ihre Sta- bilität unmittelbar nach der Implantation ist sehr beschränkt. Aus diesem Grund wird die oben erwähnte Wartezeit zwischen Implantation und weiterem Aufbau einge- schoben. Die Primärstabilität der genannten Implantate ist je nach Implantatform verschieden aber häufig nicht für eine volle Belastung genügend. Stiftförmige Im- plantate mit einem Gewinde sind beschränkt auf Zug und Druck und mit Querkräften belastbar, insbesondere, wenn sie derart eingesetzt sind, dass mindestens ein Gewin- degang im Bereich der Kortikalis liegt. Auf Torsion sind sie wenig belastbar. Im- plantate, die einen nicht runden Querschnitt haben, die also beispielsweise in ihrer Form an eine natürliche Zahnwurzel angepasst sind, sind auf Torsion besser belast- bar, auf Zug weniger. Dasselbe gilt für plattenförmige Dentalimplantate, die auch mehrere Fixierstellen aufweisen können.

Die ungenügende Primärstabilität bekannter Dentalimplantate würde bei Belastung unmittelbar nach der Implantation zu derart starken Bewegungen zwischen Implantat 5 und Knochengewebe führen, dass eine Osseointegration behindert oder sogar verhin- dert würde. Eine sofortige Belastung der Implantate wäre aber nicht nur wünschens- wert, um die Behandlungszeit zu verkürzen sondern auch um einen durch Nichtbela- stung bedingten Abbau des Kieferknochens zu vermeiden und um die Osseointegra- tion zu fördern durch belastungsbedingte Mikrobewegungen zwischen Implantat und 10 Knochengewebe, die aber ein physiologisches Mass nicht überschreiten dürfen.

Die primäre Stabilität, insbesondere die Belastbarkeit auf Zug oder Druck wird ge- mäss dem Stande der Technik für stiftförmige Implantate erhöht durch entsprechend ausgestaltete Gewinde (US-3499222), durch abspreizbare Elemente (z. B. US- 5766009, EP-1184006) oder durch kragenförmige Elemente. Ankerförmige Implan- 15 tate, die insbesondere für die Befestigung von Drähten und Nahtmaterialien verwen- det werden, werden zur Erhöhung der primären und sekundären Stabilität für Zug- belastungen mit Widerhaken-ähnlichen Oberflächenstrukturen ausgestattet (US- 4360343). Auch diese Verbesserungen erlauben keine Belastung der Implantate un- mittelbar nach der Implantation.

20 Die Erfindung stellt sich also die Aufgabe, ein in Knochengewebe oder durch Kno- chenersatzmaterial ergänztes Knochengewebe zu implantierendes Implantat zu schaf- fen, das eine sehr gute Primärstabilität hat, so dass es beispielsweise sofort nach der Implantation belastet werden kann, das aber zudem weitere, klinische Funktionen z. B. Förderung der Osseointegration, Durchlass von Partikeln oder Molekülen in der 25 einen oder anderen Richtung (Freisetzung von therapeutischen Stoffen oder Draina-

ge), elektrische oder chemische Stimulation etc., übernimmt und zwar ebenfalls un- mittelbar nach der Implantation. Dabei sollen die weiteren, klinischen Funktionen durch die geforderte Primärstabilität klinisch nicht wesentlich eingeschränkt werden.

Wenn das Implantat also beispielsweise eine lasttragende Funktion hat, also bei- spielsweise ein Dentalimplantat ist, soll es dank der verbesserten Primärstabilität so- fort nach der Implantation oder mindestens bedeutend früher nach der Implantation als bekannte Implantate möglichst uneingeschränkt belastet werden können, wobei aber die Osseointegration (weitere, klinische Funktion) durch die Primärstabilität im wesentlichen unbeeinträchtigt bleibt, das heisst unmittelbar nach der Implantation beginnt, derart, dass die oben genannten positiven Effekte einer frühen Belastung auf die Osseointegration voll ausgenützt werden können. Weder das erfindungsgemässe Implantat noch dessen Implantation sollen aufwendiger sein als dies für Implantate gemäss dem Stande der Technik der Fall ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das Implantat, wie es in den Patentansprüchen defi- niert ist.

Die Oberflächen des erfindungsgemässen Implantates, die nach der Implantation an das Knochengewebe angrenzen und beispielsweise vom Knochengewebe umwach- sen oder mit diesem verwachsen sollen, weisen Bereiche einer ersten Art und Berei- che einer zweiten, von der ersten Art verschiedenen Art auf.

Die Oberflächenbereiche der ersten Art sind in an sich bekannter Weise für eine oder mehrere vorgegebene, klinische Funktionen ausgerüstet. Beispiele solcher vorgege- bener klinischer Funktionen sind die Förderung oder mindestens Ermöglichung der Osseointegration für eine gute, sekundäre Stabilität, die Freisetzung von therapeu- tisch wirksamen Stoffen in das das Implantat umgebende Gewebe, die Entfernung von unerwünschten Stoffen (Drainage) aus dem das Implantat umgebende Gewebe oder die elektrische oder chemische Stimulation von das Implantat umgebendem Gewebe.

Die Oberflächenbereiche der ersten Art weisen also beispielsweise im Falle eines lasttragenden Implantates Strukturen auf, die sich für eine stabile Verwachsung oder 5 Durchwachsung mit dem vitalen Gewebe eignen und sie sind mindestens bezüglich Osseointegration biologisch aktiv. Ferner oder zusätzlich dazu können durch die Oberflächenbereiche erster Art Stoffe mit beispielsweise osseointegrativer, entzün- dungshemmender, infektionsbekämpfender oder wachstumsfördernder Wirkung frei- gesetzt werden oder sie können für den Durchlass von therapeutisch wirkenden Sti- 10 mulationsimpulsen ausgerüstet sein.

Die Oberflächenbereiche der ersten Art sind also beispielsweise biologisch verträgli- che Oberflächen (z. B. aus Titan) und können makroskopische Strukturen bilden, in die das Knochengewebe einwachsen kann. Solche Oberflächen können zusätzlich beispielsweise mit Calziumphosphat-haltigen Verbindungen beschichtet sein, sie 15 können beispielsweise mit Phosphonaten oder Peptidsequenzen modifiziert sein und/oder sie können Gele oder Polymere aufweisen, in denen beispielsweise Wachstumsfaktoren eingelagert sind.

Die Oberflächenbereiche der zweiten Art sind für die Erstellung der Primärstabilität ausgerüstet. Dafür weisen diese Oberflächenbereiche ein Material auf, das mittels 20 mechanischer Schwingungen verflüssigbar ist, also beispielsweise ein sich ther- moplastisch verhaltendes Material (thermoplastisches Material oder Verbundwerk- stoff mit einer thermoplastischen Komponente) oder einen thixotropen Zement, wo- bei dieses verflüssigbare Material bei der Implantation mittels mechanischer Schwingungen, z. B. Ultraschall, verflüssigt und in Unebenheiten, Poren oder er- 25 stellten Geometrien im das Implantat umgebenden Knochengewebe eingepresst wird.

Das die Oberflächenbereiche der zweiten Art bildende Material bildet bereits vor der Implantation Teile der Aussenoberfläche des Implantates, oder es befindet sich im Innern des Implantates und wird bei der Implantation in verflüssigtem Zustand durch entsprechende Öffnungen an die Aussenoberfläche des Implantates gepresst, wo es dann in situ die Oberflächenbereiche der zweiten Art bildet.

Damit das verflüssigte Material der Oberflächenbereiche der zweiten Art bei der Im- plantation in das Knochengewebe eingepresst werden kann, sind die Oberflächenbe- reiche der zweiten Art derart angeordnet, dass sie bei der Positionierung des Implan- tates im Knochen mit dem Knochengewebe in Berührung kommen. Das heisst, die Oberflächenbereiche der zweiten Art überragen beispielsweise mindestens örtlich die Oberflächenbereiche der ersten Art oder sie befinden sich an Implantatskanten, Aus- buchtungen etc. An Implantaten, die das die Oberflächenbereiche der ersten Art bil- dende Material vor der Implantation in ihrem Inneren tragen, sind die Öffnungen, durch die das verflüssigbare Material ausgepresst wird, vorteilhafterweise an eben- solchen Stellen angeordnet.

Die Oberflächenbereiche der beiden verschiedenen Arten sind derart angeordnet und das verflüssigbare Material und/oder die Verflüssigung werden derart dosiert ange- wendet, dass die Oberflächenbereiche der ersten Art von verflüssigtem Material möglichst frei bleiben. Damit wird erreicht, dass die weiteren, klinischen Funktionen dieser Oberflächenbereiche der ersten Art auch unmittelbar nach der Implantation nicht oder höchstens in einem klinisch nicht relevanten Masse behindert werden. Da- durch wird also beispielsweise erreicht, dass die Entstehung der sekundären Stabilität durch Osseointegration in Oberflächenbereichen der ersten Art nicht nur nicht behin- dert sondern auch nicht verzögert wird, so dass diese unmittelbar nach der Implanta- tion beginnen kann.

Die Trennung der beiden Arten von Implantatsoberflächen wird beispielsweise für Implantate, die während der Implantation relativ zum Knochengewebe in einer Im- plantationsrichtung bewegt werden, erreicht, indem die beiden Arten von Oberflä- chenbereichen in Implantationsrichtung im wesentlichen parallel nebeneinander an- geordnet werden.

Das erfindungsgemässe Implantat wird wie bekannte Implantate in einer spezifisch für das Implantat im gegebenenfalls vorgängig regenerierten Knochengewebe (z. B. des Kiefers) erstellten Öffnung implantiert, wobei diese Öffnung das ganze Implantat (Wurzelbereich) aufnehmen kann oder wobei das Implantat selbstschneidend tiefer als die Öffnung in das Knochengewebe eingebracht werden kann. Die Öffnung kann also beispielsweise nur die Kortikalisschicht betreffen oder bei entsprechender Aus- gestaltung des Implantates kann sie überhaupt fehlen. Das erfindungsgemässe Im- plantat kann auch im Sinne einer Replika in seiner Form an eine unregelmässige Öffnung im Knochengewebe angepasst sein, also beispielsweise die Form einer ent- fernten, natürlichen Zahnwurzel haben und direkt in diese unregelmässige Öffnung implantiert werden.

Das erfindungsgemässe Implantat ist also beispielsweise ein Dentalimplantat und hat die Form eines Stifts oder einer natürlichen Zahnwurzel und weist an seinem proxi- malen Ende eine Fixierstelle (z. B. Sackloch mit Innengewinde oder Stelle, an der der Dentalchirurg ein solches Sackloch erstellen kann) oder einen künstlichen Kronenbe- reich auf. Es kann an seinem distalen Ende meisselförmig ausgebildet sein und/oder seitlich mit selbstschneidenden oder furchenden Strukturen ausgerüstet sein. Es kann ferner platten-, scheiben-oder klingenförmig sein und eine oder mehrere Fixierstel- len aufweisen oder es kann die Form eines Ankers haben, an dem beispielsweise ein Draht oder ein Nahtmaterial befestigbar ist.

Das erfindungsgemässe Implantat ist einteilig und weist die oben definierten, ver- schiedenen Oberflächenbereiche auf, die beispielsweise aus verschiedenen Materiali- en bestehen, oder es weist das verflüssigbare Material in seinem Innern auf, wobei Öffnungen vorgesehen sind, durch die das Material in seinem verflüssigten Zustand an die Aussenseite des Implantates gepresst werden kann. Das Implantat kann auch zwei-oder mehrteilig sein, wobei der Chirurg zwei oder mehrere, aus verschiedenen Materialien bestehende Teile zu einem Implantat kombiniert.

Für die Implantation wird das erfindungsgemässe Implantat in einer Öffnung in ei- nem Knochen (oder mit Knochenersatzmaterial ergänztem Knochengewebe), bei- spielsweise in einem Kieferknochen, oder gegebenenfalls auf dem Knochen positio- niert und dann mit mechanischen Schwingungen, beispielsweise mit Ultraschall be- aufschlagt und gleichzeitig gegen den Knochen gepresst. Dadurch wird mindestens ein Teil des verflüssigbaren Materials verflüssigt und in Poren, Oberflächenuneben- heiten oder geschaffene Geometrien des umliegenden Knochengewebes gepresst, wo es nach der Erstarrung eine formschlüssige Verbindung zwischen Implantat und um- liegendem Knochengewebe und gegebenenfalls Knochenersatzmaterial bildet. Je nach Ausführungsform des Implantates wird es gleichzeitig mit der Verflüssigung auch im Knochengewebe vorgetrieben (Implantationsrichtung).

Zur Beaufschlagung des positionierten Implantates mit mechanischen Schwingungen wird auf dessen proximalem Ende beispielsweise die Sonotrode eines Ultraschallge- rätes aufgesetzt. Experimente zeigen, dass mit einer Leistung von 0,2 bis 20 W pro Quadratmillimeter Wirkfläche gute Resultate erzielt werden. Die Frequenz der Schwingungen beträgt zwischen 2 und 200 kHz.

Erfindungsgemässe Implantate mit einer lasttragenden Funktion (z. B. Dentalimplan- tate) weisen beispielsweise einen zentralen Implantatteil auf, der die Oberflächenbe-

reiche der ersten Art trägt und der beispielsweise aus Metall (z. B. Stahl, Titan, Cobalt/Chrom-Legierungen), aus keramischem oder glasartigen Material (z. B. Alu- miniumoxid, Zirkonoxid, Silikate, Calziumphosphat-Keramiken oder-Gläser), aus duroplastischen oder hochtemperatur-thermoplastischen Kunststoffen (Polyethera- rylketone, Polyfluor-oder Polychlorethylene, Polyetherimide, Polyethersulfone, Po- lyvinylchlorid, Polyurethane, Polysulfone, Polyester) oder aus einem Verbundwerk- stoff (z. B. kohlefaserverstärkter Hochtemperatur-Thermoplast) besteht sowie einen peripheren Implantatteil aus dem verflüssigbaren Material, beispielsweise aus einem Material mit thermoplatischen Eigenschaften. Das verflüssigbare Material kann auch im Innern eines hohlen, zentralen Implantatteils vorgelegt sein, wobei die Wandung des zentralen Implantatteils durchgehende Öffnungen aufweist, durch die das ver- flüssigte Material unter dem Einfluss der mechanischen Schwingungen gepresst wird, um aussen Oberflächenbereiche der zweiten Art zu bilden. Die Implantatteile können herstellerseitig miteinander verbunden werden oder erst unmittelbar vor oder bei der Implantation durch den Chirurgen miteinander in Verbindung gebracht wer- den.

Erfindungsgemässe Implantate ohne nennenswerte, lasttragende Funktion (z. B. Im- plantate mit einer Freisetzungs-, Drainage-oder Stimulationsfunktion) können eben- falls einen zentralen Implantatteil und einen peripheren Implantatteil aus einem min- destens teilweise verflüssigbaren Material aufweisen, wobei die mechanische Stabi- lität (tragende Funktion), die für die Implantation notwendig ist, durch den periphe- ren Teil übernommen werden kann und der zentrale Teil in einem solchen Fall eine nur geringe mechanische Stabilität aufweist. Ein solcher zentraler Implantatteil kann beispielsweise ein durchlässiger Behälter beispielsweise aus porösem Calziumphos- phat oder anderen mechanisch wenig stabilen Knochenersatzmaterial oder aus einer dünnen Membran sein, wobei die Freisetzung bzw. Drainage oder Stimulation durch die Behälterwandung stattfindet. Der zentrale Implantatteil kann auch ein Körper aus beispielsweise porösem Calziumphosphat oder anderem Knochenersatzmaterial sein, dessen Funktion darin besteht, die Bildung von fehlendem oder zusätzlich er- wünschtem Knochenmaterial zu initiieren oder zu unterstützen. Auch im Falle eines mechanisch wenig stabilen, zentralen Implantatteils ist es möglich, das verflüssigbare Material im Innern des zentralen Implantatteils vorzusehen und während der Im- plantation in verflüssigtem Zustand durch entsprechende Öffnungen des zentralen 5 Implantatteiles auf dessen Aussenseite zu pressen.

Das erfindungsgemässe Implantat kann auch nur aus einem einzigen Material beste- hen, wenn dieses die Anforderungen der mechanischen Festigkeit des Implantates und gegebenenfalls einer Fixierstelle, die durch die weiteren klinischen Funktionen der Oberflächenbereiche erster Art (z. B. biologische Integration bzw. sekundäre Sta- 10 bilität) gestellten Anforderungen und die Anforderungen der Verflüssigbarkeit durch mechanische Schwingungen erfüllen kann. Gegebenenfalls kann das einzige Material in verschiedenen Bereichen des Implantates zu verschiedenen Graden gefüllt sein (z. B. mit Fasern, Whiskers oder Partikeln) oder es kann in verschiedenen Bereichen mit verschiedenen Materialien gefüllt sein. Auch in diesem Falle ist durch entspre- 15 chende Ausgestaltung der im Knochengewebe zu integrierenden Oberflächenberei- che dafür zu sorgen, dass die Oberflächenbereiche der zweiten Art bzw. das verflüs- sigte Material bei der Implantation insbesondere mit dem Knochengewebe in Berüh- rung kommen und dass das verflüssigte Material nicht oder nur zu einem klinisch nicht relevanten Grad auf die Oberflächenbereiche der ersten Art getragen werden.

20 Das verflüssigbare Material ist im Falle von Implantaten, deren Oberflächenbereiche der ersten Art für eine Osseointegration ausgerüstet sind, vorteilhafterweise minde- stens teilweise biologisch abbaubar (resorbierbar), so dass die durch den Formschluss zwischen dem Implantat und dem Knochengewebe erstellte Primärstabilität allmäh- lich abgelöst wird durch die Sekundärstabilität der Osseointegration, die vorteilhaf- 25 terweise in demselben Masse zunimmt, wie das verflüssigbare Material resorbiert, das heisst die primäre Stabilität reduziert wird. Insbesondere im Falle von osteopo- rotischem Knochengewebe oder schlecht regenerierendem Knochengewebe mag es

auch vorteilhaft sein, die primäre Stabilisierung als Ergänzung zur sekundären Stabi- lisierung dauernd zu erhalten, das heisst, ein nicht resorbierbares, verflüssigbares Material einzusetzen, wobei dieses gegebenenfalls auch selbst für eine gute biologi- sche Integration (sekundäre Osseointegration) ausgerüstet sein kann.

In Implantaten mit anderen, klinischen Funktionen als lasttragenden Funktionen ist das verflüssigbare Material vorteilhafterweise mindestens teilweise resorbierbar, wenn das Implantat nach einer vorgegebenen Zeit entfernt werden soll oder vollstän- dig durch Knochengewebe ersetzt werden soll. Wenn die primäre Stabilität aufrecht- erhalten bleiben soll, ist das verflüssigbare Material nicht oder nur teilweise resor- bierbar.

Als verflüssigbare Materialien eignen sich zum Beispiel resorbierbare Polymere bei- spielsweise auf Milch-und/oder Glykolsäurebasis (PLA, PLLA, PGA, PLGA etc.) oder Polyhydroxyalkanoate (PHA), Polycaprolactone (PCL), Polysacharide, Polydi- oxanone (PD) Polyanhydride, Polypeptide oder entsprechende Copolymere oder Mischpolymere oder die genannten Polymere als Komponente enthaltende Ver- bundwerkstoffe. Als nicht resorbierbare Polymere sind Thermoplasten wie bei- spielsweise Polyolefine (z. B. Polyethylen), Polyacrylate, Polymetacrylate, Polycar- bonate, Polyamide, Polyester, Polyurethane, Polysulfone, Polyarylketone, Polyimide, Polyphenylsulfide oder Flüssig-Kristall-Polymere (liquid cristal polymers LCPs), Polyacetale, halogenierte Polymere, insbesondere halogenierte Polyolefine, Polyphe- nylensulfide, Polysulfone, Polyether oder entsprechende Copolymere und Mischpo- lymere oder die genannten Polymere als Komponente enthaltende Verbundwerkstof- fe geeignet. Anwendbare thixotrope Systeme sind resorbierbare, teilresorbierbare oder nicht resorbierbare, polymere, keramische oder hydraulische Zemente (z. B. No- rian von Synthes oder Sulfix@ von Centerpulse).

Das verflüssigbare Material kann für weitere Funktionen Fremdphasen oder weitere Stoffe enthalten. Insbesondere kann das verflüssigbare Material durch Beimischen von Fasern oder Whiskern (z. B. Calziumphosphat-Keramiken oder-Gläser) ver- stärkt sein (Verbundwerkstoff). Es kann auch in situ quellende oder lösliche (poren- bildende) Bestandteile (z. B. Polyester, Polysaccharide, Hydrogele, Natriumphosphat) oder in situ freizusetzende Stoffe mit therapeutischer Wirkung beispielsweise zur Förderung von Heilung und Regeneration (z. B. Wachstumsfaktoren, Antibiotika, Entzündungshemmer oder Puffer wie Natriumphosphat gegen nachteilige Wirkungen sauren Abbaus) enthalten. Wenn das verflüssigbare Material resorbierbar ist, werden solche Stoffe verzögert freigesetzt.

Der Implantatteil, der nicht aus dem verflüssigbaren Material besteht, ist nicht resor- bierbar, wenn das Implantat im Körper verbleiben oder chirurgisch entfernt werden soll. Er kann aber auch mindestens teilweise aus einem resorbierbaren Material be- stehen, das nach der Implantation allmählich durch vitales Gewebe ersetzt wird.

Die Ausgestaltung des Implantates und die Wahl des verflüssigbaren Materials sind aufeinander abzustimmen, derart, dass die Festigkeit des Formschlusses der erwarte- ten Belastung genügen kann, und derart, dass die Verflüssigung eine verantwortbare, das heisst möglichst geringe Freisetzung von Wärme mit sich bringt. Wenn verflüs- sigbare Materialien mit einer relativ hohen Erweichungstemperatur verwendet wer- den, ist vorteilhafterweise dafür zu sorgen, dass das Implantat als Ganzes (inklusive verflüssigbares Material) die mechanischen Schwingungen im Sinne eines Resona- tors leitet, so dass das verflüssigbare Material nur sehr örtlich, z. B. nur im Bereiche von entsprechend vorgesehenen Energierichtungsgebern in den Oberflächenberei- chen der zweiten Art verflüssigt wird. Auf diese Weise kann die freigesetzte Wär- memenge in einem akzeptablen Rahmen gehalten werden. Insbesondere bei Verwen- dung eines Materials mit einer relativ tiefen Erweichungstemperatur oder eines ohne Freisetzung von Wärme verflüssigbaren Materials (z. B. thixotrope Zemente) kann

die Verflüssigung auch im Innern des verflüssigbaren Materials (durch starke Dämp- fung der anregenden Schwingungen) oder an Berührungsstellen zwischen zentralem und peripherem Implantatteil erfolgen.

Die Wärmebelastung des Gewebes während der Implantation kann weiter reduziert werden, indem der zentrale Implantatteil Materialien mit einer hohen Wärmeleitfä- higkeit und/oder einer hohen Wärmekapazität (z. B. Siliziumcarbid) aufweist und ge- gebenenfalls mit Kühlkanälen versehen ist, durch die ein Kühlmedium geleitet wird.

Beispielhafte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Implantates werden an- hand der folgenden Figuren detailliert beschrieben. Dabei zeigen : Figuren 1, 2A, 2B und 2C drei erste, beispielhafte Ausführungsformen eines im we- sentlichen stiftförmigen, erfindungsgemässen Implantates (z. B. Dentalim- plantat) mit einem zentralen und einem peripheren Implantatteil als Seiten- ansicht (Figur 1) und im Querschnitt (Figuren 2A bis 2C) ; Figur 3 eine zweite, beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemässen Im- plantates (z. B. Dentalimplantat) mit einem zentralen und einem peripheren Implantatteil, wobei die Form des Implantates an eine bestehende Kavität in einem Knochen (z. B. durch Entfernung einer natürlichen Zahnwurzel ent- standene Öffnung im Kieferknochen) angepasst ist ; Figuren 4 und 5 zwei weitere Ausführungsformen eines erfindungsgemässen Im- plantaes (z. B. Dentalimplantat) mit zentralem und peripherem Implantatteil, wobei der zentrale Implantatteil an eine bestehende Kavität in einem Kno- chen angepasst (z. B. Nachbildung einer natürlichen Zahnwurzel) ist und selbstscheidend oder furchend ausgerüstet ist (Querschnitt) ;

Figur 6 eine weitere, im wesentlichen stiftförmige Ausführungsform eines erfin- dungsgemässen Implantates (z. B. Dentalimplantat) mit einem zentralen und einem peripheren Implantatteil (Seitenansicht) ; Figuren 7 und 8 eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemässen Im- plantates in der Form eines Ankers als Seitenansicht (Figur 7) und im Quer- schnitt (Figur 8) ; Figuren 9 und 10 eine beispielhafte Ausführungsform eines platten-, scheiben-oder klingenförmigen erfindungsgemässen Implantates (z. B. Dentalimplantat mit zwei Fixierstellen) als Seitenansicht (Figur 9) und Draufsicht (Figur 10) ; Figuren 11 und 12 eine beispielhafte Ausführungsform eines im wesentlichen stift- förmigen erfindungsgemässen Implantates (z. B. Dentalimplantat) mit einem hohlen zentralen Implantatteil als Längsschnitt (Figur 11) und Draufsicht (Figur 12).

Figur 13 eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemässen Implantates mit einem zentralen Implantatteil ohne wesentliche mechanische Stabilität ; Figur 14 ein Augmentationselement als weiteres Beispiel eines erfindungsgemässen Implantates ; Figuren 15 und 16 (je A, B und C) zwei Ausführungsformen von Implantaten zur Verbindung von zwei Rückenwirbeln je dreidimensional dargestellt (Figu- ren 15A und 16A), während der Implantation zwischen zwei Wirbelkörpern als Seitenansicht (Figuren 15B und 16B) und in implantiertem Zustand als Frontansicht (Figuren 15C und 16C).

Figuren 1 und 2A bis 2C zeigen eine beispielhafte, stiftförmige Ausführungsform des erfindungsgemässen Implantates, das eine lasttragende Funktion hat, das also beispielsweise ein Dentalimplantat ist aber auch ein Implantat zur orthopädischen Verwendung, beispielsweise zur Stabilisierung eines Knochenbruches oder zur Fixie- rung einer Platte oder ein Schaft einer Gelenkprothese (z. B. Hüftgelenk, Kniegelenk, Schultergelenk oder Fingergelenk) sein kann. Das Implantat weist einen zentralen Implantatteil 1 und einen peripheren Implantatteil 2 auf, wobei der zentrale Implan- tatteil an seinem proximalen Ende beispielsweise eine Fixierstelle 3, z. B. ein Sack- loch mit Innengewinde oder eine Stelle, an der der Chirurg (z. B. Dentalchirurg) ein derartiges Sackloch erstellen kann, aufweist. Das distale Ende ist beispielsweise für eine selbstschneidende Wirkung meisselförmig ausgerüstet. Das Implantat kann auch, wie durch den Querschnitt gemäss Figur 2C veranschaulicht, beispielsweise axial verlaufende, selbstschneidende oder furchende Elemente 9 aufweisen. Der zen- trale Implantatteil 1 weist sich parallel zur Implantationsrichtung A erstreckende Oberflächenbereiche 4 der ersten Art (z. B. mit osseointegrativen, entzündungshem- menden, infektionsbekämpfenden und/oder wachstumsfördernden Eigenschaften) auf und zwischen den Oberflächenbereichen 4 der ersten Art Oberflächen, die sich für eine Verbindung mit dem peripheren Implantatteil 2 eignen. Die Verbindung zwi- schen dem peripheren Implantatteil 2 und dem zentralen Implantatteil kann eine ad- hesive Verbindung 5 (Figur 2A) sein oder eine formschlüssige, beispielsweise ein- zelne Nuten 5' (Figuren 2A und 2C) mit verengtem Öffnungsschlitz oder Oberflä- chen 5"mit einer Vielzahl von Öffnungen oder Nuten (Figur 2B). Der periphere Im- plantatteil 2 weist Finger 6 auf, die beispielsweise in die Nuten 5'oder auf die Ober- flächenbereiche 5"passen und die mindestens einen Teil der Oberflächenbereiche 8 der zweiten Art bilden.

Wie aus den Figuren 2A bis 2C hervorgeht, stellt die Erfindung an den Querschnitt der erfindungsgemässen, stiftförmigen Implantate eigentlich keine Bedingungen, so dass dieser funktionsabhängig wählbar ist. Es sind also auch andere Querschnitte als in den drei Figuren dargestellt denkbar, zum Beispiel ein zentraler Implantatteil mit

einem runden Querschnitt und darauf sitzende Finger 6, wie sie in der Figur 2A dar- gestellt sind.

Insbesondere das in der Figur 2C illustrierte Implantat kann beispielsweise weitge- hend selbstschneidend in das Knochengewebe getrieben werden. Damit dabei das verflüssigte Material nicht auf die Oberflächenbereiche 4 der ersten Art getrieben wird, erstrecken sich die Oberflächenbereiche erster und zweiter Art (4 und 8) ne- beneinander parallel zur Implantationsrichtung A. Im proximalen Bereich, wo der Implantationsweg nur noch kurz ist, können die Finger 6 in einen Ring 6'münden, der sich um den zentralen Implantatteil 1 erstreckt und vorteilhafterweise ebenfalls in einer Nut des zentralen Implantatteils 1 festgehalten ist. Durch den Ring 6'werden nicht nur die Finger 6 zu einem zusammenhängenden, peripheren Implantatteil 2 zu- sammengefasst, was für eine Verbindung mit dem zentralen Implantatteil gegebenen- falls durch den Chirurgen von Vorteil ist, sondern es wird auch, gegebenenfalls im Bereich der Kortikalis eine innigere primäre Stabilisierung zwischen Implantat und Knochengewebe insbesondere gegen Zug und Torsion geschaffen. Gegebenenfalls ist in der Kortikalis ein Gewinde oder eine ähnliche Struktur zu erstellen, damit sich der Ring 6'formschlüssig mit dieser relativ dichten Knochenschicht verbinden kann.

Für ein Implantat, das in einer tieferen Öffnung positioniert und während der Beauf- schlagung mit den mechanischen Schwingungen nicht oder nur wenig vorgeschoben wird, können die Oberflächenbereiche erster und zweiter Art auch anders angeordnet sein. Die Oberflächenbereiche 8 der zweiten Art können anstelle von Fingern 6 bei- spielsweise ein Muster von Punkten oder von sich kreuzenden Linien bilden. Die Anordnung der Oberflächenbereiche 8 der zweiten Art ist also an die Implantations- art anzupassen. Zusätzlich ist sie an die Primärstabilität anzupassen, die durch das verflüssigte Material zu erreichen ist, die also nicht durch die Formgebung des Im- plantates gegeben werden kann.

Die beiden Implantatteile 1 und 2 der in den Figuren 1 und 2A bis 2C dargestellten Implantate können herstellerseitig miteinander verbunden werden. Der periphere Im- plantatteil 2 kann beispielsweise durch Spritzgiessen direkt auf dem zentralen Im- plantatteil 1 hergestellt werden. Die beiden Implantatteile 1 und 2 können auch sepa- 5 rat hergestellt werden und erst unmittelbar vor der Implantation vom Chirurgen zu- sammengefügt werden. Dabei ist es vorteilhaft, die beispielsweise formschlüssige oder adhesive Verbindung zwischen den beiden Materialien während der Implantati- on zu erzielen, dadurch, dass das Material des peripheren Implantatteils 2 verflüssigt und beispielsweise in die Öffnungen oder Nuten gemäss Figur 2B des zentralen Im- 10 plantatteils gepresst wird. Dafür ist gegebenenfalls die Innenseite des peripheren Im- plantatteils 2 oder die entsprechende Oberfläche des zentralen Implantatteils 1 mit Energierichtungsgebern zu versehen.

Der Vorteil eines verbraucherseitigen Zusammenfügens besteht darin, dass die bei- den Teile separat und dadurch gegebenenfalls in verschiedenen Verfahren, die an die 15 verschiedenen Funktionalitäten der Teile angepasst sind, sterilisiert werden können.

Eine Sterilisation des zusammengefügten Implantates entfällt. Das verbraucherseitige Zusammenfügen des Implantates erlaubt es auch, dem Chirurgen ein Set zur Verfü- gung zu stellen mit sich voneinander beispielsweise bezüglich Länge und Durchmes- ser unterscheidenden zentralen Implantatteilen und sich voneinander beispielsweise 20 bezüglich Material oder Fingerdicke unterscheidenden peripheren Implantatteilen, so dass der Chirurg ein genau für einen vorliegenden Fall geeignetes Implantat selber zusammenstellen kann (grössere Variabilität mit einer kleineren Zahl von System- komponenten).

Zur Implantation der stiftförmigen Implantate gemäss Figuren 1 und 2A bis 2C wird 25 eine Vorrichtung (z. B. Sonotrode einer Ultraschallvorrichtung) verwendet, deren di- stales Ende im wesentlichen auf die proximale Stirnfläche des Implantates abge- stimmt ist. Gegebenenfalls wird zwischen Sonotrode und Implantat eine Kopplungs- element eingefügt. Die Schwingungsenergie wird vorteilhafterweise über den zen- tralen Implantatteil eingekoppelt.

Figur 3 zeigt ein erfindungsgemässes Dentalimplantat, das im Prinzip wie das Im- plantat gemäss Figur 1 ausgestaltet ist, das aber in seiner Form nicht den bekannten 5 stift-oder schraubenförmigen Implantaten nachgebildet ist, sondern in seiner Form an eine bestehende Kavität in einem Knochen, im vorliegenden Fall an eine natürli- che Zahnwurzel angepasst ist. Der zentrale Implantatteil 1 ist zwischen den Oberflä- chenbereichen 8 der zweiten Art, die durch den peripheren Implantatteil 2 gebildet werden, also in den Oberflächenbereichen 4 der ersten Art mit Strukturen 10 verse- 10 hen, die wie ein Gewinde eine bessere Verankerung im regenerierten Knochengewe- be (sekundäre Stabilität) ermöglicht.

Figuren 4 und 5 zeigen im Querschnitt zwei weitere Ausführungsformen des erfin- dungsgemässen Implantates, die sich für die Implantation in eine bestehende Kavität in einem Knochen, beispielsweise in der durch Entfernung einer natürlichen Zahn- 15 wurzel eignen. Sie sind für diese Anwendung an die entsprechende Kavität angepasst und weisen axial verlaufende selbstschneidende oder furchende Elemente 9 auf. Der zentrale Implantatteil 1 der beiden Implantate besteht aus einem Stiftteil 1.1, der bei- spielwsweise eine Fixierstelle 3 oder eine künstlicher Zahnkrone trägt, und aus ei- nem Formteil 1.2. Der Formteil 1.2 wird ex situ im Sinne einer Replika beispielswei- 20 se anhand einer aus einem Kiefer entfernten Zahnwurzel, wie dies beispielsweise in der Publikation US-6132214 (Suhonen et al. ) beschrieben ist, oder in situ, d. h. in der entsprechenden Kavität geformt.

Der Formteil 1.2 gemäss Figur 4 bildet die Oberflächenbereiche 4 der ersten Art (z. B. mit osseointegrativen, entzündungshemmenden, infektionsbekämpfenden 25 und/oder wachstumsfördernden Eigenschaften) und besteht aus einem vorteilhafter- weise resorbierbaren oder teilweise resorbierbaren Knochenersatzmaterial (z. B. Cal- ziumphosphat, Polylactid, mit Calziumphosphat gefülltes, nicht resorbierbares Poly- mer, Verbindungssystem mit verstärkenden Elementen). Der periphere Implantatteil 2 beschränkt sich auf die selbstschneidenden oder furchenden Elemente 9, in die bei- 5 spielsweise stiftförmige Teile aus dem verflüssigbaren Material eingelassen sind.

Das Implantat gemäss Figur 4 kann auch in zwei Schritten implantiert werden. Dabei wird zuerst eine vorhandene Kavität mit einem Stück Knochenersatzmaterial (Form- teil 1.2) gefüllt und wird dann der Stiftteil 1.1 eingesetzt, wobei die Verankerung mittels verflüssigbarem Material (peripherer Implantateil 2) mindestens teilweise das 10 Knochenersatzmaterial betreffen kann. Solche Fälle sind in der Figur 4 mit strich- punktierten Linien angedeutet.

Der Formteil 1.2 gemäss Figur 5 ist von einer relativ dünnen und möglichst flexiblen Schicht des verflüssigbaren Materials, also vom peripheren Implantatteil 2 umgeben, der die Oberfläche 8 der zweiten Art bildet. Anstelle der dünnen Schicht kann auch 15 eine mindestens teilweise mit dem verflüssigbaren Material beschichtete Membran vorgesehen werden. Die axial verlaufenden, selbstschneidenden oder furchenden Elemente 9 weisen die Oberflächen 4 der ersten Art auf. Der Formteil 1.2 besteht aus einem plastischen, aushärtbaren Material, beispielsweise aus einem mittels Licht, Ultraschall oder Wärme aushärtbaren oder hydraulischen Knochenzement, der vor- 20 teilhafterweise thixotrope Eigenschaften hat. Beim Einbringen in die Knochenkavität passt sich der Formteil 1.2 an diese Kavität an. Beim Beaufschlagen mit mechani- schen Schwingungen wird nicht nur das verflüssigbare Material der Oberflächenbe- reiche 8 der zweiten Art in Poren und Unebenheiten des umliegenden Knochenge- webes eingepresst sondern auch der Formkörper an die Öffnung im Kieferknochen 25 angepasst und gegebenenfalls ausgehärtet. Das verflüssigbare Material ist vorteil- hafterweise resorbierbar, so dass die durch die an den Oberflächenbereichen 8 der zweiten Art erstellte Primärstabilität abgelöst wird durch eine Sekundärstabilität, die zuerst durch die Osseointegration des Formkörpers 1.2 und nach dessen Resorption durch eine Osseointegration des Stiftteils 1.1 bedingt ist.

Als Dentalimplantate ausgebildete Implantate gemäss Figuren 4 und 5 können im wesentlichen unmittelbar nach Entfernung einer natürlichen Zahnwurzel im Kiefer- 5 knochen implantiert werden, da ihre Form an die durch die Entfernung entstehende Öffnung anpassbar ist. Dank der durch die Oberflächenbereiche 8 der zweiten Art erzielten Primärstabilität können sie auch sofort belastet werden, wodurch Mikrobe- wegungen mit physiologischen Ausmassen entstehen, die die Osseointegration in den Oberflächenbereichen der ersten Art beschleunigen. Solche Dentalimplantate verkür- 10 zen die Behandlungszeit also noch mehr als die Implantate gemäss Figuren 1 bis 3.

Dasselbe gilt selbstverständlich auch für Implantate, die in einer vorgegebenen Ka- vität von anderen als Kieferknochen zu implantieren sind.

Figur 6 zeigt eine weitere, stiftförmige Ausführungsform des erfindungsgemässen Implantates (z. B. Dentalimplantat, Fixierung von Knochenbrüchen, Befestigung von 15 Stabilisierungsplatten, Schaft von Gelenkprothesen) mit einem zentralen Implan- tatteil und einem peripheren Implantatteil 2. Der zentrale Implantatteil 1 weist durchgehende und/oder nicht durchgehende Öffnungen 11 zur Durchwachsung mit Knochengewebe auf, in denen, beispielsweise durch Reibschluss festgehalten, Stifte 12 aus dem verflüssigbaren Material stecken und über die Oberfläche des zentralen 20 Implantatteils 1 vorstehen. Die Stifte 12 bilden zusammen den peripheren Implan- tatteil 2, die aus den Öffnungen 11 vorstehenden Stiftenden die Oberflächen 8 der zweiten Art.

Figuren 7 und 8 zeigen als Seitenansicht und im Querschnitt eine ankerförmige Ausführungsform des erfindungsgemässen Implantates, dessen Fixierstelle 3 bei- 25 spielsweise als Öse ausgebildet ist. Der Anker hat eine an sich bekannte Form und

weist einen über seine Länge verlaufenden Schlitz auf, in dem formschlüssig ein Stift aus dem verflüssigbaren Material (peripherer Implantatteil 2) angeordnet ist. Der Stift 13 steht beidseitig über die Ankeroberfläche vor. Das ankerförmige Implantat kann wie bekannte solche Implantate zusätzlich Widerhaken 14 aufweisen, die bei einer Belastung auf Zug in das Knochengewebe gepresst werden und die die form- schlüssige Verankerung durch den peripheren Implantatteil 2 ergänzen. Solche Wi- derhaken oder ähnliche Mittel können aber auch vollständig fehlen.

Die Ausgestaltung der Ankerkanten als Schneidklingen erleichtert die Implantation ohne vorgängige Erstellung einer entsprechenden Öffnung im Knochengewebe oder mit Erstellung einer Öffnung, die nur die Kortikalis betrifft.

Figuren 9 und 10 zeigen als weitere, beispielhafte Ausführungsform des erfin- dungsgemässen Implantates ein platten-, scheiben-oder klingenförmiges Dentalim- plantat, das beispielsweise zwei Fixierstellen 3 oder zwei künstliche Zahnkronen aufweist und dessen peripherer Implantatteil 2 aus einer Mehrzahl von stiftförmigen Teilen 13 besteht, die im Bereiche der Platte, Scheibe oder Klinge in durchgehenden Öffnungen und im Bereiche der Fixierstellen in Nuten des zentralen Implantatteils angeordnet sind.

Die platten-, scheiben-oder klingenförmigen Dentälimplantate, von denen ein Bei- spiel in den Figuren 9 und 10 dargestellt ist, werden üblicherweise wie die stiftför- migen Dentalimplantate vom Kieferkamm her in den Kiefer eingeführt oder während der Beaufschlagung mit den mechanischen Schwingungen im Kiefer vorgetrieben (Implantationsrichtung A, Figur 9). Gegebenenfalls können sie auch von der Seite in den Kieferknochen implantiert werden (Implantationsrichtung A', Figur 10), wofür ein Teil des Kieferknochens zu entfernen und nach der Implantation wieder zu posi- tionieren ist.

Platten-, scheiben-oder klingenförmige Implantate finden nicht nur im Dentalbereich Anwendung sondern bekannterweise auch im orthopädischen Bereich, wobei ihr proximaler Bereich dann entsprechend ausgestaltet ist.

Figuren 11 und 12 zeigen eine weitere stiftförmige Ausführungsform eines erfin- 5 dungsgemässen Implantates (z. B. Dentalimplantat oder Implantat für orthopädische Anwendung) im Längsschnitt und als Draufsicht. Der zentrale Implantatteil 1 ist als Hülse mit Innenhohlraum 2'ausgestaltet, in der das verflüssigbare Material vorgelegt ist. Die Hülsenwand weist durchgehende Öffnungen oder Schlitze 20 auf, die bei- spielsweise in axialen Reihen angeordnet sind oder sich axial erstrecken. Wenn das 10 Implantat in einer Öffnung im Knochengewebe positioniert ist, wird ein schwingen- des Element 21 (Sonotrode eines Ultraschallgerätes) auf das verflüssigbare Material im Innenhohlraum des zentralen Implantatteils aufgesetzt und dieses Material mit Schwingungen beaufschlagt, während es in Richtung des distalen Implantatsendes gepresst wird. Durch die Schwingungen wird das Material verflüssigt und durch den 15 Druck durch die Öffnungen oder Schlitze 20 und in Oberflächenunebenheiten und Poren des umgebenden Knochengewebes gepresst, wodurch der das Implantat primär stabilisierende Formschluss entsteht.

Wenn sein zentraler Implantatteil 1 wie dargestellt mit einem meisselförmigen, di- stalen Ende versehen ist, kann auch das Implantat gemäss Figuren 11 und 12 ohne 20 Öffnung in das Knochengewebe (mindestens Spongiosa) eingetrieben werden. Dafür eignet sich eine ringförmige Sonotrode 22. Sobald das Implantat die vorgegebene Position im Kieferknochen erreicht hat, kommt die Sonotrode 21 zum Einsatz.

In einem Implantat gemäss Figuren 11 und 12 wird also der periphere Implantatteil eigentlich erst nach der Positionierung des Implantates im Knochengewebe, also in 25 situ erstellt.

Das im Innenhohlraum 2'des zentralen Implantatteils vorgelegte, verflüssigbare Material kann wie aussen am zentralen Implantatteil angeordentes, verflüssigbares Material ein thermoplastisches Material sein oder vorteilhafterweise ein hochvisko- ser polymerer oder hydraulischer Zement mit thixotropen Eigenschaften, der nach der Implantation beispielsweise durch ultraviolettes Licht, Wärme, mechanische Schwingungen oder einfach durch Zeit aushärtbar ist.

Bei Verwendung eines Thermoplasten als im Innenhohlraum 2'des zentralen Im- plantatteils 1 vorgelegtes, verflüssigbares Material sind an den Innenoberflächen des zentralen Implantatteils 1 oder an den Oberflächen des Thermoplasten gegebenen- falls Energierichtungsgeber anzuordnen.

Das verflüssigbaren Material kann auch für ein Implantat gemäss Figuren 11 und 12 herstellerseitig im zentralen Implantatteil 1 vorgelegt werden. Es kann aber auch vom Chirurgen in einer beliebigen Zahl von einzelnen Portionen vorgelegt werden oder es kann durch die Sonotrode hindurch im wesentlichen kontinuierlich in den zentralen Implantatteil 1 eingepresst werden.

Figur 13 zeigt eine weitere, beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemässen Implantates, das im Gegensatz zu den in den vorgehenden Figuren gezeigten Im- plantaten keine lasttragende Funktion übernimmt, dessen Funktion also beispielswei- se die Freisetzung eines therapeutisch wirkenden Stoffes, eine Drainage oder eine elektrische oder chemische Stimulation von Gewebe oder Organen oder ähnliches ist.

Der periphere Implantatteil 2, der mindestens teilweise aus dem verflüssigbaren Ma- terial besteht (Oberflächenbereiche 8 der zweiten Art) ist käfigartig ausgebildet, wo- bei dieser Käfig eine für die Implantation genügende mechanische Stabilität aufzu-

weisen hat. Der zentrale Implantatteil 1, der keine lasttragende Funktion übernehmen muss, ist in diesem Käfig angeordnet. Das Implantat wird in einer Öffnung im Kno- chengewebe positioniert und dann mit einer an die proximale Stirnseite des Implan- tates angepassten Vorrichtung (Sonotrode eines Ultraschallgerätes) mit Schwin- gungsenergie beaufschlagt. Für das dargestellte Implantat ist die Sonotrode 22 bei- spielsweise hohlzylinderförmig.

Der zentrale Implantatteil 1 des Implantates gemäss Figur 14, der die Oberflächenbe- reiche 4 der ersten Art bildet, hat beispielsweise eine osseointegrative Funktion und besteht beispielsweise aus einem hochporösen Calziumphosphat, aus Knochenspan (patienteneigene Spongiosa) oder aus einem Gel. Es kann sich aber auch um eine Vorrichtung handeln, durch die Partikel oder Moleküle in die Umgebung abgegeben (delivery device) oder aus der Umgebung aufgenommen (Drainagevorrichtung) oder um einen Stimulator handeln, wobei diese Vorrichtung beispielsweise als entspre- chend durchlässiger Behälter ausgebildet ist und die Behälterwände die Oberflächen- bereiche 4 erster Art bilden.

Der Käfig gemäss Figur 13 kann herstellerseitig mit einem zentralen Implantatteil versehen werden oder im Operationssaal beispielsweise mit Knochenspan gefüllt werden. Es ist auch denkbar, den Käfig leer zu implantieren und in situ mit einem zentralen Implantatteil zu versehen, wobei ein den zentralen Implantatteil haltendes Deckelelement mittels Ultraschallverschweissung ebenfalls in situ angebracht wer- den kann.

Figur 14 zeigt als weiteres Beispiel des erfindungsgemässen Implantates ein Aug- mentationselement 31, das zur Erzeugung von zusätzlich zum natürlichen Knochen- gewebe erwünschtem Knochengewebe, beispielsweise für die Verbreiterung eines Kieferkammes 32 verwendbar ist. Der Kieferkamm 32 und das Augmentationsele-

ment 31 sind im Schnitt nach der Implantation dargestellt. Das Augmentationsele- ment 31 weist wiederum einen zentralen Implantatteil 1 auf, der aus einem das Kno- chenwachstum fördernden Material, beispielsweise aus einem hochporösen Calzi- umphosphat besteht. In beispielsweise durchgehenden Öffnungen (Innenhohlräume 2') des zentralen Implantatteils 1 sind Stifte des verflüssigbaren Materials angeord- net. Für die Implantation wird das Augmentationselement 31 am entsprechend präpa- rierten Kieferkamm 32 positioniert, derart, dass die Stifte beispielsweise gegen den Kieferkamm 32 gerichtet sind. Dann wird mit einer auf den Stiftquerschnitt abge- stimmten Sonotrode 21 Schwingungsenergie in die Stifte eingekoppelt und werden diese gegen den Kieferkamm 32 gepresst. Dadurch wird das verflüssigbare Material mindestens teilweise verflüssigt und in den Kieferkamm und den zentralen Implan- tatteil gepresst, wodurch das Augmentationselement 31 punktuell am Kieferkamm 32 befestigt ist und der zentrale Implantationsteil (Oberflächenbereiche der ersten Art) mit dem Knochengewebe des Kieferkamms in intensivem Kontakt steht, so dass schon unmittelbar nach der Implantation Zellen aus dem natürlichen Knochen in den zentralen Implantatteil einwandern und knochenbildend wirken können. Das verflüs- sigbare Material ist im vorliegenden Falle vorteilhafterweise resorbierbar.

Die Figuren 15 A bis 15C und 16A bis 16C zeigen zwei Ausführungsformen des erfindungsgemässen Implantates, die zur Verbindung von zwei Wirbelkörpern ver- wendbar sind. Die Implantate weisen wiederum einen zentralen Implantationsteil 1 auf, der hier ein lasttragendes Gerüst 1.3 und einen in diesem Gerüst angeordneten, für die Durchwachsung mit Knochengewebe ausgerüsteten Füllkörper 1.4, bei- spielsweise aus hochporösem Calziumphosphat, aus Knochenspan oder aus einem Gel aufweist. Der zentrale Implantatteil ist in seiner Form an eine natürliche Band- scheibe angepasst und weist unten und oben einen oder mehrere Kämme 40 auf, die in Implantationsrichtung A verlaufen und in entsprechende, in den Wirbelkörpern 41 zu erstellende Nuten passen.

Der periphere Implantatteil 2 ist in der Ausführungsform gemäss Figuren 16 auf den Kämmen 40 angeodnet und gemäss Figuren 16 als in Innenhohlräumen 2'des zen- tralen Implantatteils 1 vorgelegt, wobei im Bereiche der Kämme 40 Öffnungen 20 vorgesehen sind.

5 Das Implantat gemäss Figur 15A wird, wie in der Figur 15B dargestellt, mittels So- notrode 30 zwischen zwei entsprechend präparierte Wirbelkörper 41 getrieben, wo- bei sich das verflüssigbare Material des peripheren Implantatteils 2 verflüssigt und in das Knochengewebe der Wirbelkörper gepressst und das Implantat dadurch in diesen verankert wird, wie dies in der Figur 15C dargestellt ist. Die zu verwendende So- 10 notrode 30 ist im wesentlichen auf die proximale Stirnseite des Implantates abge- stimmt.

Das Implantat gemäss Figur 16A wird wie in der Figur 16B dargestellt zwischen den Wirbelkörpern 41 positioniert, beispielsweise mit einer Sonotrode 30, die im we- sentlichen auf die proximale Stirnseite des lasttragenden Gerüstes 1.3 des zentralen 15 Implantatteils 1 abgestimmt ist. Wenn das Implantat positioniert ist, wird mit einer Sonotrode, die auf die proximale Stirnseite des Innenhohlraumes 2'abgestimmt ist, Schwingungsenergie in dieses Material eingekoppelt, wodurch das Material durch die Öffnungen 20 und in das Knochengewebe der Wirbelkörper 41 gepresst wird und so das Implantat in den Wirbelkörpern verankert, wie dies in der Figur 17C darge- 20 stellt ist.

Die Implantate gemäss Figuren 15 und 16 sind unmittelbar nach der Implantation mit den Wirbelkörpern 41 fest verbunden (primäre Stabilität), so dass sich eine Fixierung der beteiligten Wirbel, wie sie gemäss dem Stande der Technik notwendig ist, erüb- rigt. Dadurch eignen sich die Implantate ausgezeichnet für minimal invasive Eingrif- 25 fe.