Die Erfindung liegt auf dem Gebiete der Medizinaltechnik und betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des ersten, unabhängigen Patentanspruchs. Das Verfahren dient der Förderung der Geweberegeneration an Wundflächen, die durch chirurgi- schen Eingriff, durch Verletzung oder Erkrankung entstanden sind und die durch Geweberegeneration beispielsweise mit anderen Wundflächen oder mit einem Im- plantat verwachsen oder zu Gewebeoberflächen (natürliche Gewebeoberflächen oder Narben) verheilen sollen. Das Verfahren dient insbesondere zur Behandlung von solchen Wundflächen in Knochengewebe. Die Erfindung betrifft ferner eine Vor- richtung und ein Behandlungsinstrument oder Implantat nach den Oberbegriffen der entsprechenden, unabhängigen Ansprüche zur Durchführung des Verfahrens.

Gemäss dem Stande der Technik werden die genannten, durch chirurgischen Ein- griff, Verletzung oder Erkrankung entstandenen Wundflächen durch Kürettieren oder Anfrischen behandelt, das heisst sie werden mechanisch geschabt oder angekratzt und dann gespült, wodurch die unmittelbar an der Wundfläche liegenden Gewebe- schichten entfernt werden und dadurch eine frische Wundfläche entsteht. Zusätzlich zu der genannten, mechanischen Behandlung oder unabhängig davon wird auch chemisch auf solche Wundflächen eingewirkt, wodurch im Bereich der Wundfläche Gewebezellen oder andere unerwünschte biologische Elemente abgetötet oder dena- turiert werden. Mit den genannten Behandlungen wird nicht nur versucht, eine mög- lichst frische Wundfläche zu erzeugen, die frei ist von unerwünschten biologischen Elementen (Krankheitserreger, gewebefremde Zellen, krankhafte Zellen, wie bei- 5 spielsweise Tumorzellen nach der Entfernung eines Tumors), die die angestrebte Geweberegeneration negativ beeinflussen könnten, sondern es wird damit auch ver- sucht, den Stoffwechsel im Bereiche der Wundfläche zu fördern und damit die Ge- weberegeneration positiv zu beeinflussen.

Die oben aufgeführten, mechanisch wirkenden Behandlungsmethoden werden mit 10 schabenden oder kratzenden Instrumenten (Küretten) durchgeführt und sind aus die- sem Grunde für minimalinvasive (endoskopische) Eingriffe nur schwer einsetzbar.

Bei Implantationen besteht ferner das bekannte Problem, dass die Behandlung der Wundfläche, die mit dem Implantat verwachsen soll, notwendigerweise vor der Po- sitionierung des Implantates durchgeführt wird und dass sie aus diesem Grunde un- 15 wirksam ist gegen mit dem Implantat auf die genannte Wundfläche geschleppte, un- erwünschte Zellen, wie beispielsweise Bindegewebezellen und Schleimhautzellen.

Solche Zellen führen oft zu einer Bindegewebeschicht zwischen Implantat und Ge- webe, die eine gewünschte, stabile Verwachsung zwischen Implantat und Gewebe verzögern oder gar verhindern kann.

20 In der Patenschrift US-6139320 (Hahn) ist für den Dentalbereich ein Verfahren zur abrasiven Behandlung von Flächen an zu restaurierenden Zähnen oder auch an um- liegendem Knochengewebe beschrieben. Für diese abrasive Behandlung wird eine Flüssigkeit mit darin aufgeschlämmten abrasiven Partikeln und ein mit Ultraschall- schwingungen angeregtes Instrument eingesetzt, wobei die Flüssigkeit durch das 25 Instrument in eine hohe Turbulenz versetzt wird, derart, dass Zahnbein oder Kno- chengewebe durch Kavitation abgetragen werden. Das Instrument wird während der Behandlung dauernd mit der Flüssigkeit umspült, das heisst, die Flüssigkeit wird auch dazu benutzt, abgetragenes Material wegzutransportieren. Das Instrument muss für die Behandlung derart positioniert werden, dass zwischen zu behandelnder Fläche und Instrument immer ein Flüssigkeitsfilm vorhanden ist. Kavitation findet nicht statt, wenn zwischen Instrument und abzutragendem Material kein Abstand vorhan- 5 den ist (kein Flüssigkeitsfilm), und sie findet auch nicht statt, wenn dieser Abstand zu gross ist.

Die für die abrasive Behandlung gemäss US-6139320 eingesetzte Vorrichtung weist einen elektrisch/mechanischen Wandler oder Schwingungsantrieb (erzeugt aus elek- trischen Schwingungen mechanische Schwingungen beispielsweise unter Verwen- 10 dung von Piezoelementen) auf. An den Schwingungsantrieb ist gegebenenfalls über einen Booster (Amplitudenverstärker) ein Umlenkelement gekoppelt, das die axialen Schwingungen des Schwingungsantriebs um beispielsweise 90° oder 120° umlenkt.

Das für die abrasive Behandlung eingesetzte Instrument ist am Umlenkelement der- art angekoppelt, dass es sich in der Richtung der umgelenkten Schwingungen er- 15 streckt und dadurch ebenfalls in der Richtung seiner Achse schwingt.

Um eine durch die abrasive Behandlung zu erstellende oder fertig zu stellende Öff- nung in einem Zahn formmässig an ein in der Öffnung zu positionierendes Füllele- ment anzupassen, wird in der oben genannten Publikation auch vorgeschlagen, dieses Füllelement direkt als Ultraschallinstrument einzusetzen. Da für die abrasive Be- 20 handlung, wie oben erwähnt, ein Flüssigkeitsfilm zwischen Instrument und Wundflä- che vorausgesetzt werden muss, kann die mit Hilfe des Füllelements erstellte Öff- nung keinen festen Sitz für das Füllelement darstellen. Dies bedeutet, dass das Fül- lelement schliesslich mit Hilfe beispielsweise eines Zements in der Öffnung befestigt werden muss, wobei der Zement erst nach der Erstellung der Öffnung eingebracht 25 werden kann.

Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, ein Verfahren aufzuzeigen, das zur Förde- rung der Geweberegeneration an Wundflächen anwendbar ist, welche Wundflächen durch die Geweberegeneration beispielsweise mit anderen Wundflächen oder mit einem Implantat verwachsen oder zu Gewebeoberflächen verheilen sollen. Dabei soll 5 das Verfahren gemäss Erfindung einfach und auch in minimal invasiven Anwendun- gen anwendbar sein. Die mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens erzielten Re- sultate sollen mindestens so gut sein wie die Resultate, die mit bekannten, dem glei- chen Zwecke dienenden Verfahren erzielt werden. Das Verfahren soll es ferner möglich machen, das oben angesprochene Problem der durch Implantate auf Wund- 10 flächen geschleppten, unerwünschten Zellen zu lösen. Die Erfindung stellt sich fer- ner die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, sowie ein Behandlungsinstrument oder Implantat zur Durchführung des Verfahrens.

Die genannten Aufgaben werden gelöst durch das Verfahren, die Vorrichtung und das Behandlungsinstrument oder Implantat, wie sie in den Patenansprüchen definiert 15 sind.

Das erfindungsgemässe Verfahren basiert auf dem Befund, dass durch mechanische Schwingungen, beispielsweise Ultraschallschwingungen, die in eine zu behandelnde Wundfläche eingekoppelt werden, im Bereich dieser Wundfläche eine bezüglich Intensität, Tiefe und Lokalität sehr gut kontrollierbare, mechanische und thermische 20 Wirkung erzeugt werden kann, welche Wirkung je nach Stärke und Gewebe in der Wundfläche einen kontrollierten Reiz, ein kontrolliertes Trauma oder eine gezielte Nekrose oder Zellzerstörung erzeugen. Durch Reiz und Trauma wird der Stoffwech- sel angeregt und durch Trauma, Nekrose und Zellzerstörung werden zusätzlich un- erwünschte biologische Elemente vernichtet oder denaturiert. Beide genannten Ef- 25 fekte fördern bekannterweise die Geweberegeneration. Zusätzlich kann das Gewebe, insbesondere Knochengewebe, durch die mechanische Wirkung der Schwingungen im Bereich der behandelten Wundfläche mechanisch verändert, beispielsweise leicht

verdichtet oder bereichsweise leicht verschoben werden, was die Geweberegenerati- on ebenfalls positiv zu beeinflussen scheint.

Gemäss Erfindung werden also mechanische Schwingungen, insbesondere Ultra- schallschwingungen in die zu behandelnde Wundfläche eingekoppelt und dadurch im Bereich dieser Wundfläche das Gewebe vibriert (mechanische Wirkung) und durch Dämpfung der Schwingungen im Gewebe eine thermische Wirkung erzielt. Da das Verfahren sehr fein an vorliegende Gegebenheiten angepasst werden kann, derart, dass nur ein notwendiges Minimum an Gewebe in zerstörender Weise beeinflusst wird, erübrigt es sich im erfindungsgemässen Verfahren während und nach der Be- handlung Material aus dem Behandlungsbereich zu entfernen.

Als Mittel für die Einkopplung der Schwingungen in die Wundfläche dient entweder ein Behandlungsinstrument oder ein Implantat, wobei Instrument oder Implantat als Schwingkörper ausgebildet und für die Behandlung gegebenenfalls über einen oder mehr als einen weiteren Schwingkörper mit einem Schwingungsantrieb wirkverbun- den sind, wobei die einzelnen Elemente des schwingenden Systems vorteilhafterwei- se derart aufeinander und auf eine Erregerfrequenz abgestimmt sind, dass sie reso- natorähnlich schwingen. Für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird eine Vorrichtung verwendet, die einen Schwingungsantrieb aufweist und gege- benenfalls einen oder mehrere an den Schwingungsantrieb angekoppelte Schwing- körper, wobei das Behandlungsinstrument oder Implantat an den Schwingungsan- trieb oder an einen der Schwingkörper angekoppelt oder ankoppelbar ist. Diese An- koppelung kann für ein Behandlungsinstrument eine feste oder lösbare Verbindung sein. Für ein Implantat wird die Kopplung durch eine lösbare Verbindung oder le- diglich durch Aufsetzen der Vorrichtung auf eine dafür vorgesehene Kopplungsgeo- metrie des Implantats realisiert.

Das Behandlungsinstrument wird für die Behandlung mit der zu behandelnden Wundfläche in Kontakt gebracht, das heisst an diese angedrückt sowie in Schwin- gung versetzt. Das Implantat wird im Gewebe positioniert und dann an das Gewebe angedrückt sowie in Schwingung versetzt oder es wird vorteilhafterweise bereits schwingend positioniert (z. B. in eine Gewebeöffnung, die leicht kleiner ist als das Instrument oder Implantat, oder als selbstschneidendes Implantat ohne vorher er- stellte Gewebeöffnung oder in eine Gewebeöffnung, die zumindest partiell wesent- lich kleiner ist als das Implantat). Sowohl bei Verwendung eines Instrumentes als auch bei Verwendung eines Implantates kann der Kontakt zwischen Instrument oder Implantat und Wundfläche stationär sein oder das Instrument oder Implantat kann über die Wundfläche bewegt werden. Der Kontakt zwischen Instrument oder Im- plantat und Wundfläche ist für die Behandlung vorzugsweise ein direkter Kontakt.

Für diesen Kontakt weist das Behandlungsinstrument oder Implantat Kontaktflächen auf, die vorteilhafterweise mit Energierichtungsgebern ausgestattet sind. Solche Energierichtungsgeber sind aus der Kontaktfläche herausragende, spitz oder kantig zulaufende Elemente wie beispielsweise Kegel, Pyramiden, Rippen oder Kanten, die die einzukoppelnde Energie im wesentlichen auf Punkte oder Linien konzentrieren und dadurch vervielfachen. Die Energierichtungsgeber ragen um 50 jim bis 2 mm aus der Kontaktfläche und sind in ihrer Anordnung daran anzupassen, ob und wie das Instrument oder das Implantat während der Behandlung relativ zur Wundfläche be- wegt wird, derart, dass es möglich wird, mit den durch die einzelnen Energierich- tungsgeber in das Gewebe eingekoppelten, mechanischen Schwingungen möglichst die gesamte Wundfläche zu überstreichen. Es zeigt sich, dass die erfindungsgemässe Wirkung des eingekoppelten Schalls in Knochengewebe eine Eindringtiefe resp.

Ausbreitungsweite von 3-5 mm hat. Dieser Wert ist naturgemäss abhängig von der Wirkzeit rsp. der eingekoppelten Leistungsdichte (wirkende Amplitude x Frequenz) und gewebeabhängig limitiert durch die Regenerationsfähigkeit des lokal erzeugten Traumas. Daraus folgt, dass die Energierichtungsgeber für ein bei der Behandlung stationär zur Wundfläche verwendetes Instrument oder Implantat nicht weiter als 6- 10 mm (vorteilhafterweise 2 bis 5mm) voneinander beabstandet sein sollten. Dassel- be gilt auch für Energierichtungsgeber an Implantaten oder Behandlungsinstrumen- ten, die relativ zur Wundfläche in nur einer Richtung bewegt werden (Implantations- richtung), also beispielsweise für sich parallel zur Implantationsrichtung erstrecken- de, rippen-oder kantenförmige Energierichtungsgeber, deren Abstand voneinander 5 nicht grösser als 6-10 mm sein soll sofern zwischen den Energierichtunggebern sich nur eine glatte Implantatfläche erstreckt, welche nicht wesentlich zum Energieeintrag beiträgt.

Ein für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens verwendetes Implantat wird vorteilhafterweise bereits unter dem Einfluss der Schwingungen in einer Gewe- 10 beöffnung positioniert oder ohne Gewebeöffnung oder nur teilweiser Gewebeöff- nung in das Gewebe getrieben, wobei das Implantat derart dimensioniert ist, dass bei dieser Positionierung die Energierichtungsgeber der Kontaktfläche das Gewebe der Wundfläche furchend verdrängen bzw. verdichten, wodurch ein intensiver Kontakt zwischen Wundfläche und Energierichtungsgebern entsteht.

15 In Fällen, wo ein direkter Kontakt zwischen Wundfläche und Instrument oder Im- plantat beispielsweise aus räumlichen Gründen nicht möglich ist, werden die Schwingungen des Instrumentes oder des Implantates über ein Kopplungsmedium in die zu behandelnde Wundfläche eingekoppelt. Als Kopplungsmedium wird dabei ein flüssiges oder gelförmiges Medium oder auch ein festes Medium (z. B. Folie) ge- 20 wählt, das die einzukoppelnden Schwingungen (z. B. Ultraschall) gut leitet, das heisst, von der Schwingungsenergie möglichst wenig absorbiert und diese möglichst verlustfrei an das zu behandelnde Gewebe weitergibt. Mit dem Kopplungsmedium, das weder während noch nach der Behandlung von der zu behandelnden Wundfläche entfernt wird, kann zusätzlich in an sich bekannter Weise eine chemisch- 25 therapeutische Wirkung auf die zu behandelnde Wundfläche oder darunterliegende Gewebebereiche erzielt werden, indem dem Kopplungsmedium Stoffe wie Entzün- dungshemmer, Wachstumsfaktoren, Zytostatika, strahlende Mittel, Photosensibilisa- toren etc. beigegeben werden. Solche Stoffe können durch die Schwingungen auch gezielt in das an die Wundfläche angrenzende Gewebe eingebracht werden. Als Kopplungsmedium eignet sich beispielsweise eine physiologische Salzlösung, die nach der Behandlung vom Gewebe aufgenommen wird.

5 Implantate, die sich für die erfindungsgemässe Behandlung von sie umgebenden Wundflächen eignen, können verschiedenste Implantatfunktionen haben. Es sind beispielsweise Implantate mit einer mechanischen Funktion (Stütz-oder Haltefunkti- on) und/oder einer Freisetzungsfunktion (z. B. Freisetzung von therapeutisch wirksa- men Stoffen oder von partikulärer oder nichtpartikulärer Strahlung) oder es sind 10 Platzhalter für fehlende Gewebeteile, die gegebenenfalls eine nur vorübergehende Funktion haben und deshalb mindestens teilweise aus resorbierbarem oder in Rege- nerationsgewebe integrierbarem Material bestehen.

Wenn für die Behandlung einer Wundfläche ein Implantat in Schwingung versetzt wird, bedeutet dies, dass die Behandlung während und/oder nach der Positionierung 15 des Implantates durchgeführt wird und dass die durch die Behandlung erzielte trau- maische oder nekrotische Wirkung insbesondere auch mit dem Implantat auf die Wundfläche geschleppte, unerwünschte Zellen (z. B. Bindegewebezellen, Schleim- hautzellen, Tumorzellen) trifft, so dass diese der Verwachsung zwischen Gewebe und Implantat nicht mehr im Wege stehen können.

20 Damit ein Implantat als Schwingkörper, das heisst als Schwingungen möglichst ver- lustarm übertragender Körper, wirken und die oben beschriebene Behandlung von das Implantat umgebenden Wundflächen bewirken kann, besteht es aus einem Mate- rial, das ein Elastizitätsmodul von mindestens 0,5 GPa hat und es ist derart ausge- staltet, dass es sich unter der Einwirkung der Schwingungen nicht wesentlich ver- 25 formt (auch nicht im Bereich der Energierichtungsgeber, wenn sich diese auf der

Wundfläche abstützen). Das heisst, das Implantatmaterial wird auch im Bereiche seines Kontaktes mit der Wundfläche nicht im Sinne des Verfahrens gemäss der Pu- blikation WO-02/069817 zur Herstellung einer Verbindung mit dem Gewebe in ei- nen plastischen oder flüssigen Zustand gebracht. Metallische Implantate beispiels- weise aus Titan oder Implantate aus einem keramischen Baustoff erfüllen diese Be- dingung problemlos. Für die Anregung des Implantates kann beispielsweise die So- notrode eines Ultraschallgerätes gegen eine dafür vorgesehene Kopplungsfläche des Implantats gepresst werden oder das Implantat kann für die Behandlung starr aber lösbar an einer solchen Sonotrode befestigt sein. Zwischen Sonotrode und Implantat kann ferner ein Kopplungselement geschaltet sein. Dieselben Bedingungen gelten selbstverständlich auch für entsprechende Instrumente, die zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens eingesetzt werden.

Experimente zeigen, dass für eine erfindungsgemässe Behandlung von Wundflächen mittels in die Wundflächen eingekoppelter Schwingungsenergie Frequenzen von 1 bis 200 kHz, Schwingungsamplituden im Bereiche von 1 bis 400 llm und Energien im Bereiche von 0,02 bis 20 W pro Quadratmillimeter Wirkfläche gute Resultate bringen. Diese guten Resultate sind in histologischen Schnitten erkennbar als erhöhte Dichten von vitalen Zellen und als Anzeichen hoher biochemischer Aktivität im Be- reiche der behandelten Wundflächen, was beides eine schnelle und problemlose Ge- weberegeneration beispielsweise in Form von Verwachsung oder Verheilung begün- stigt. Die für die Behandlung zu verwendende Energie ist steuerbar über die Fre- quenz und Amplitude der verwendeten Schwingungen, über die Übertragung dieser Schwingungen auf das Instrument oder Implantat und insbesondere auch über die Applikationszeit. Die Behandlung kann dabei in einer einzigen Behandlungsperiode durchgeführt werden oder in einer Mehrzahl von kürzeren, durch Pausen voneinan- der getrennten Behandlungsperioden, wobei die effektive Behandlungszeit höchstens einige Sekunden beträgt.

Wie bereits weiter oben angedeutet, ist die Wirkung der in die Wundfläche einge- koppelten Schwingungsenergie eine mechanische und eine thermische. Der relative Anteil der beiden Wirkungen ist abhängig von der Dämpfung der in die Wundfläche eingekoppelten Schwingungen im Gewebe (höhere Dämpfung ergibt höheren ther- mischen Anteil, weniger Dämpfung ergibt mehr mechanische Wirkung). In einem relativ harten Gewebe wie beispielsweise Knochengewebe wird also die mechani- sche Wirkung nicht vernachlässigbar sein, was in einem solchen Gewebe auch zu den bereits weiter oben angesprochenen Verdichtungen oder Verschiebungen führen kann.

Das erfindungsgemässe Verfahren sowie beispielhafte Ausführungsformen von Be- handlungsinstrumenten und Implantaten zur Durchführung des Verfahrens werden im Detail im Zusammenhang mit den folgenden Figuren beschrieben. Dabei zeigen : Figur 1 die Behandlung einer Wundfläche in einer durch einen chirurgischen Eingriff, durch Verletzung oder durch Erkrankung entstandenen Wunde mit einem schwingenden Behandlungsinstrument, das an einer Ultraschall-Handvorrichtung angekoppelt ist ; Figur 2 die Behandlung einer Wundfläche, die bei der Positionierung eines schraubenförmigen, selbstschneidenden Implantats entsteht ; Figuren 3 bis 8 beispielhafte Ausführungsformen von erfindungsgemässen Be- handlungsinstrumenten oder Implantaten mit Kontaktflächen, die mit Energierichtungsgebern ausgerüstet sind ; Figur 9 eine Ausführungsform eines amplituden-und/oder richtungswandeln- den Elementes zum Einsatz in einer erfindungsgemässen Vorrichtung ;

Figuren 10 und 11 weitere Ausführungsformen von Instrumenten zur Durchfüh- rung des erfindungsgemässen Verfahrens.

Figur 1 zeigt die Behandlung einer Wundfläche 1 in einer durch einen chirurgischen Eingriff, durch eine Verletzung oder durch Erkrankung entstandenen Wunde in ei- nem Gewebe, beispielsweise in der durch die Entfernung eines Tumors entstandenen Wunde in einem Knochen. Die Behandlung besteht im wesentlichen darin, die zu behandelnde Wundfläche 1 mit einem Behandlungsinstrument 2 zu kontaktieren, wobei das Instrument 2 als Schwingkörper ausgebildet ist und direkt oder über einen oder mehrere als amplituden-und/oder richtungswandelnde, weitere Schwingkörper 3 (Booster, Übertragungselement, Kopplungselement) an einen Schwingungsantrieb angeschlossen ist. Schwingungsantrieb und weitere Schwingkörper sind beispiels- weise Bestandteile einer Handvorrichtung 4, beispielweise einer handgeführten Ul- traschallvorrichtung. Der Schwingungsantrieb weist beispielsweise einen Stapel von Piezoelementen auf, der mit einer elektrischen Antriebsfrequenz in mechanische Schwingungen versetzt wird. Schwingungsantrieb und Behandlungsinstrument 2 gegebenenfalls zusammen mit dem weiteren Schwingkörper oder den weiteren Schwingkörpern (Booster, Übertragungselement etc.) sind beispielsweise so ausge- legt, dass sie bei der Anregungsfrequenz des Schwingungsantriebs resonatorähnlich schwingen.

Anwendbare Ultraschallgeräte sind beispielsweise in der Zahnmedizin zum Entfer- nen von Zahnstein bekannt oder aus der eingangs genannten Publikation US- 6139320 (Hahn).

Das Instrument 2 kann auch über ein schwingfähiges, relativ langes und dünnes, ge- gebenenfalls auch flexibles Übertragungselement schwingend angetrieben sein und sich mit entsprechender Dimensionierung so auch für minimalinvasive Eingriffe eig- nen.

Figur 2 zeigt die Behandlung einer Wundfläche 1, die bei der Positionierung eines selbstschneidenden Implantats 5 entsteht und dieses umgibt. Das Implantat 5 ist bei- 5 spielsweise wie dargestellt eine selbstschneidende Schraube, die zur Befestigung einer Platte 6 in einen entsprechend vorgebohrten Knochen eingetrieben wird. Die Schraube wird durch Rotation in das Knochengewebe eingetrieben und sie wird nach dem Eintreiben oder bereits während dem Eintreiben beispielsweise mit Ultraschall beaufschlagt. Die Schwingungen werden insbesondere im Bereiche des als Energie- 10 richtungsgeber funktionierenden Gewindeganges in das Knochengewebe eingekop- pelt. Gemäss der oben angegebenen Lehre sind also die Gewindegänge derart anzu- legen, dass sie nicht mehr als 6-10 mm voneinander entfernt sind, wenn die dazwi- schenliegende Fläche frei von anderstgestalteten Energierichtungsgebern ist.

Für das Eintreiben des in der Figur 2 dargestellten Implantates wird beispielsweise 15 eine entsprechend ausgestaltete Sonotrode 7 eines Ultraschallgerätes auf dem Kopf der Schraube aufgesetzt und gegen die Schraube gepresst. Die Sonotrode kann auch zum Eindrehen der Schraube dienen, wobei durch die Schwingungen das Drehmo- ment bzw. die bei der Drehbewegung zu überwindende Reibung markant reduziert wird. Die Sonotrode ist dafür entsprechend rotierend an einem Handgerät angeordnet 20 und, wie in der Figur 2 dargestellt, verdrehgesichert (z. B. Vierkant) auf dem Schrau- benkopf aufsetzbar oder an diesem befestigbar. Selbstverständlich kann die Schraube auch mit einem bekannten Gerät eingedreht und erst dann mit Ultraschall beauf- schlagt werden.

Figuren 3 bis 8 zeigen beispielhafte Ausführungsformen von distalen Enden von 25 Behandlungsinstrumenten oder Implantaten zur Durchführung des erfindungsgemä- ssen Verfahrens, die an den Kontaktflächen verschiedene Energierichtungsgeber aufweisen. Die distalen Enden von Behandlungsinstrumenten und Implantaten unter- scheiden sich nicht prinzipiell, da sie für die Durchführung desselben Verfahrens konzipiert sind. Das proximale Ende von Behandlungsinstrumenten weist vorteil- 5 hafterweise Mittel für eine lösbare Kopplung an eine Vorrichtung mit Schwingungs- antrieb auf, kann aber auch fest an eine solche Vorrichtung gekoppelt sein. Das pro- ximale Ende von Implantaten kann ebenfalls Mittel für eine lösbare Kopplung an eine Vorrichtung mit Schwingungsantrieb aufweisen. Das proximale Implantatende kann aber auch einfach eine Kopplungsfläche oder Kopplungsgeometrie aufweisen, 10 die für eine Einkoppelung der Schwingungen durch Aufdrücken eines vorrichtungs- seitigen Schwingkörpers ausgerüstet ist.

Figur 3 zeigt im Querschnitt ein erfindungsgemässes Implantat 5 (z. B. Zahnimplan- tat), das in einer Gewebeöffnung 10 positioniert ist. Das Implantat weist axial verlau- fende Kanten 11 auf, durch die die zu behandelnde Wundfläche 1 (Innenoberfläche 15 der Gewebeöffnung 10) leicht gefurcht wird und die in dieser Weise als Energie- richtungsgeber dienen. Auch dieses Implantat wird während und/oder nach seiner Positionierung in der Gewebeöffnung 10 mit beispielsweise Ultraschall beaufschlagt, wofür es an einer Sonotrode befestigt oder mittels der Sonotrode in die Gewebeöff- nung gedrückt wird. Figur 3 kann in gleicher Weise als Querschnitt durch das distale 20 Ende eines Behandlungsintrumentes 2 verstanden werden. Da das Implantat oder Instrument wegen seiner furchenden Wirkung nur axial in der Gewebeöffnung be- wegbar ist, sind die Kanten 11 mit Abständen von nicht mehr als etwa 6-10 mm an- zuordnen, insbesondere dann, wenn, wie in Fig. 3 dargestellt, die Furchung nur einen kleinen Teil der Wundfläche betrifft.

25 Figur 4 zeigt ein weiteres Implantat 5 (gegebenenfalls auch distales Ende eines Be- handlungsinstrumentes), das sich insbesondere für die Durchführung des erfindungs- gemässen Verfahrens eignet, wenn es in einer konischen oder gestuften Gewebeöff- nung positioniert wird. Das Implantat 5 hat eine distale Spitze 40 und eine Mehrzahl von im wesentlichen zylindrischen (gegebenenfalls leicht konischen) Bereichen 41, wobei die Durchmesser der zylindrischen Bereiche 41 von der Spitze 40 weg zu- nehmen und wobei Spitze 40 und zylindrische Bereiche 41 axial verlaufende, vorste- 5 hende Kanten 11 aufweisen, die die Innenoberfläche der für das Implantat vorgese- henen Gewebeöffnung (Wundfläche) furchen. In Abhängigkeit der Knochendichte kann das Ausmass der vorbestehenden Gewebeöffnung den Erfordernissen angepasst werden, so kann z. B. in spongiösem oder auch osteoporotischem Knochen allenfalls auf eine vorgängige Öffnung verzichtet werden und das Implantat in diesen Berei- 10 chen den Knochen verdichtend vorgetrieben werden. Auch die Stufen zwischen den zylindrischen Bereichen 41 sind als furchende Kanten 42 ausgestaltet.

Die proximale Stirnseite 43 des Implantates 5 ist als Kopplungsfläche beispielsweise mit einer Sonotrode ausgebildet, das heisst derart, dass beispielsweise eine Sonotrode dagegen gehalten werden kann, so dass die Schwingungen der Sonotrode auf das 15 Implantat übertragen werden. Diese proximale Stirnseite 43 ist also beispielsweise eine ebene Fläche mit möglichst kleiner Rauheit.

Figur 5 zeigt sehr schematisch ein Diagramm der Schwingungsamplitude als Funk- tion der Zeit t, wie sie vorteilhafterweise in ein Implantat, wie es in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist, eingekoppelt wird. Da über die lediglich durch Aufsetzen reali- 20 sierte Kopplung nur Schwingungsteile in einer Richtung (nur Stossen, kein Ziehen, sogenannte Halbschwingung) übertragbar sind, ergeben sich nur Amplituden auf der einen Seite (Halbamplituden, hier positive Seite) der Abszisse. Es erweist sich als vorteilhaft, eine Schwingung mit relativ hoher Frequenz (z. B. Ultraschall) und einer kleinen Amplitude (1 bis 100 u. m) zu überlagern mit einer Schwingung einer niedri- 25 geren Frequenz (einige Zehn bis einige Hundert Hertz) und einer wesentlich höheren Amplitude (einige Hundert lem), wobei die stärkeren"Schläge"insbesondere für das Vortreiben des Implantates und die hochfrequente Schwingung insbesondere für die

Behandlung der Wundfläche ausgenützt wird. Ähnliche Effekte können erzeugt wer- den, wenn z. B. durch eine zumindest zeitweise Veränderung der Wellenform (z. Bsp.

Sägezahn anstelle von Sinus) höhere Beschleunigungen und damit auch höhere Im- pulse erzielt werden.

Figuren 6A bis 6C zeigen ein weiteres beispielhaftes Implantat 5, das, wie das Im- plantat gemäss Figur 4 furchend wirkende Kanten aufweist, die einerseits in axialer Richtung verlaufen und andererseits um den Implantatsumfang. Das Implantat ist in der Figur 6A dreidimensional dargestellt, in Figur 6B als axialer Schnitt und in Figur 6C im Querschnitt. Das Implantat 5 ist beispielsweise ein Zahnimplantat, das in eine konische Öffnung eines Kieferknochens implantiert wird, wobei die axial verlaufen- den Kanten 11 die Öffnungswand im wesentlichen während der gesamten Implanta- tionsbewegung (Implantationsrichtung : Pfeil I) furchen und die um den Implantat- sumfang verlaufenden Kanten 42 mindestens in einem letzten Stadium der Implanta- tion, wenn sie auf der Öffnungswand aufsitzen. Damit die um den Implantatsumfang verlaufenden Kanten auch zur Stabilität des Implantates beitragen können, sind sie vorteilhafterweise gegen das distale Implantatsende leicht ausladend und hinter- schnitten ausgebildet, wie dies aus der Figur 6B ersichtlich ist. Es kann auch vorteil- haft sein, den Umfangskanten, wie dargestellt, einen gewissen Freiwinkel zu geben, um beispielsweise den Energieeintrag weiter zu konzentrieren. Dabei ist es keine Bedingung, dass die Umfangskanten 42 auf gleichbleibender axialer Höhe verlaufen und sich ganz um den Umfang erstrecken. Ebenso ist es keine Bedingung, dass die axial verlaufenden Kanten durchgängig oder über die Länge in konstanter Zahl oder Geometrie verlaufen.

Figuren 7 und 8 zeigen distale Enden von Behandlungsinstrumenten 2 (oder gege- benenfalls Implantaten), die eine Kontaktfläche 15 mit einem Muster von Energie- richtungsgebern 16 (z. B. aus der Kontaktfläche aufragende Pyramiden) aufweisen.

Das in Figur 7 dargestellte Instrument 2 kann für axiale Schwingungen (Doppelpfeil A) oder für Biegeschwingungen (Doppelpfeil B) ausgelegt sein, das in der Figur 8 dargestellte Instrument ist vorteilhafterweise für axiale Schwingungen ausgelegt. Die Abstände zwischen den Spitzen der Energierichtungsgeber sind derart auf eine Rela- tivbewegung zwischen Instrument und Wundfläche abzustimmen, dass jeder zu be- 5 handelnde Bereich der Wundfläche während der Behandlung mindestens einmal in einen Bereich von nicht mehr als etwa 3 bis 5 mm (vorteilhafterweise 1 bis 2,5 mm) um eine solche Spitze herum zu liegen kommt. Soll das Instrument relativ zur Wund- fläche nicht bewegt werden, sind die Spitzen mit Abständen von weniger als 6 bis 10 mm (vorteilhafterweise von 2 bis 5 mm) anzuordnen.

10 Figur 9 zeigt ein bereits weiter oben angesprochenes amplituden-und/oder rich- tungswandelndes Element 20, das in einer erfindungsgemässen Vorrichtung vorteil- hafterweise zwischen Behandlungsinstrument 2 oder gegebenenfalls Implantat und Schwingungsantrieb 21 oder gegebenenfalls Booster eingeschaltet wird, das aber auch selbst als Behandlungsinstrument dienen kann.

15 Das Element 20 ist beispielsweise ringförmig. Es ist derart ausgelegt, dass es bei einer vorgegebenen Anregerfrequenz in Resonanz schwingt und zwar in radialer Richtung mit vier Knotenpunkten K (Punkte minimaler Schwingungsamplitude und zweidimensionaler Schwingung) und vier Punkten M1 bis M2 maximaler Schwin- gungsamplituden (eindimensionale Schwingungen). In axialer Richtung weist der 20 Ring eine Ausdehnung auf derart, dass Schwingungen mit axialer Amplitude ver- nachlässigbar bleiben. Durch eine variierende Dicke des Rings in radialer Richtung oder durch örtliche Ausnehmungen im Ring (örtlich verschiedene Massen) oder durch entsprechende örtliche Ringversteifungen können an den Punkten Ml bis M4 verschiedene Amplituden erzielt werden. An Stellen mit höherer Masse bzw. grösse- 25 rer Steifigkeit ist die Amplitude kleiner als an Stellen mit kleinerer Masse bzw. klei- nerer Steifigkeit.

Für das in der Figur 9 dargestellte Element 20 weisen die Stellen M1, M3 und M4 grössere örtliche Massen auf als die Stelle M2, an der also eine höhere Amplitude zu erwarten ist (illustriert durch längeren Doppelpfeil). Werden an den Stellen Ml bis M4 weitere Elemente (z. B. Behandlungsinstrument 2) angekoppelt sind deren Wir- kung bezüglich Masse und Ringsteifigkeit an der Ankopplungsstelle mit in die Be- trachtung einzubeziehen, bzw. an den anderen Stellen entsprechend zu kompensie- ren.

Der Schwingungsantrieb 21 (gegebenenfalls über einen Booster) wird vorteilhafter- weise an einen Punkt maximaler Schwingungsamplitude (M1 bis M4) angekoppelt, wodurch die Antriebsamplitude auf diese Stelle übertragen wird. Je nach Anwendung und je nach Auslegung des Schwingungsantriebs 21 wird ein Behandlungsinstrument 2 für eine hohe Amplitude und eindimensionale Schwingung ebenfalls an einer Stelle M angekoppelt oder für eine kleine Amplitude und zweidimensionale Schwingungen an einer Stelle K.

Gemäss Figur 9 ist das Instrument 2 an der Stelle M2 (kleinste örtliche Ringmasse oder kleinste Ringsteifigkeit, also grösste Amplitude) angekoppelt und der Schwin- gungsantrieb 21 an der Stelle Ml, so dass der Ring als Amplitudenverstärker funk- tioniert und als Richtungswandler (90°). Wenn der Schwingungsantrieb 21 an der Stelle M4 angekoppelt ist, wirkt das Element 20 nur als Amplitudenverstärker.

Ein amplituden-und/oder richtungswandelndes Element 20 gemäss Figur 9 für eine Anregerfrequenz von ca. 20 KHz ist beispielsweise ein Ring aus Stahl mit einem Durchmesser von ca. 8 mm, an den Instrumente von ca. 0,5 g Gewicht ankoppelbar sind. Damit bei einer starren Verbindung das Instrument als Resonator funktionieren kann, soll es eine Länge aufweisen, die einer halben Wellenlänge (für Stahl und 20 kHz : ca. 14 mm) oder einem Vielfachen davon entspricht.

Anstelle des in der Figur 9 dargestellten, Instrumentes 2, das am amplituden- und/oder richtungswandelnden Instrument 20 angekoppelt (z. B. angeformt) ist, kann an derselben Stelle ein entsprechender Fortsatz (nicht dargestellt) vorgesehen wer- den, der auf der proximalen Stirnfläche eines Implantates aufsetzbar ist und mit dem das Implantat gleichzeitig in eine Gewebeöffnung getrieben und zu Vibrationen an- geregt wird.

Im Verfahren gemäss Erfindung ebenfalls anwendbare, amplituden-und/oder rich- tungswandelnde Elemente sind allgemein geometrische Körper, wie Biegebalken, Ringe oder Hohlkugeln, wobei ringförmige Elemente auch andere als kreisrunde, also beispielsweise polygone Formen haben können. Die Ringe können auch für Ei- genschwingungen mit beispielsweise drei, fünf oder mehr Knotenstellen, das heisst für Richtungswandlungen um andere Winkel als 90° ausgelegt sein. Wenn Rich- tungswandlungen im dreidimensionalen Raum ermöglicht werden sollen, ist als Ele- ment 20 ein Hohlkörper vorzusehen, beispielsweise eine Hohlkugel oder ein hohles Polyeder. Sowohl Ringe als auch Hohlkörper können eine Mehrzahl von Kopplungs- stellen sowohl für ein Instrument 2 oder gegebenenfalls Implantat als auch für den Schwingungsantrieb 21 aufweisen.

Gegebenenfalls ist es nicht notwendig an das Element 20 ein Behandlungsinstrument 2 anzukoppeln sondern das Element 20 selbst für die Behandlung einzusetzen, wobei es in einem derartigen Fall vorteilhaft ist, die Aussenfläche des Elementes mit Ener- gierichtungsgebern auszustatten.

Da sowohl die Ausbildung des Instrumentes 2 als auch die Charakteristik seiner Schwingungen an spezifische Anwendungen anzupassen sind, erweist es sich als vorteilhaft, das Instrument 2 und das amplituden-und/oder richtungswandelnde Ele- ment 20 als Einheit auszulegen und für verschiedene Richtungswandlungen bei- spielsweise mit verschiedenen Kopplungsstellen auszurüsten, mit deren Hilfe diese Einheit an einen standardmässig ausgerüsteten, beispielsweise in einem Handgerät integrierten Schwingungsantrieb 21 angekoppelt werden kann.

Eine derartige Einheit von amplituden-und/oder richtungswandelndem Element 20 5 und Behandlungsinstrument 2 ist in der Figur 10 dargestellt. An der Stelle M2 des amplituden-und/oder richtungswandelnden Elements 20 gemäss Figur 10 ist ein Be- handlungsinstrument 2 angekoppelt. An den Stellen M1, M3 und M4 sind Kopp- lungsmittel 30 vorgesehen, beispielsweise Schnappelemente, durch die ein Boo- sterelement des Schwingungsantriebs 21 kraftschlüssig in einen Sitz 31 des Elemen- 10 tes 20 gezogen wird. Mit zunehmender Federkraft wird die eingekoppelte Welle sich der durch die Sonotrode vorgegebenen annähern.

Für minimalinvasive Verfahren ist es auch vorteilhaft, Mittel vorzusehen, die es er- lauben, die Ankoppelung des Elementes 20 an den Schwingungsantrieb 21 (der auch für endoskopische Anwendungen flexibel und als Vielfaches der halben Wellenlänge 15 ausgestaltet werden kann) nach Einführung des distalen Vorrichtungsendes, also wenn dieses sich im Behandlungsbereich befindet, zu ändern. Das Element 20 wird also beispielsweise für die Einführung zum Behandlungsbereich an der Stelle M4 angekoppelt (keine Richtungswandlung und kleinste Abmessung der Vorrichtung quer zur Einführungsrichtung) und für die Behandlung oder einen Teil der Behand- z0 lung an der Stelle M1 oder M3 (Richtungswandlung je 90°).

Anstelle der in den Figuren 9 und 10 dargestellten Ankoppelung des Instrumentes 2 an der Aussenseite des Elementes 20 kann das Instrument 2 auch an der Innenseite des Elements angekoppelt sein und auf der Gegenseite durch eine entsprechende Öffnung 35 aus diesem ragen, wie dies in der Figur 11 dargestellt ist. Dies ist insbe- 25 sondere dann vorteilhaft, wenn aus Platzgründen (z. B. Vorrichtung für minimal inva-

sive Verfahren) das Instrument 2 möglichst wenig über das Element 20 vorstehen soll und aus Gründen der Resonanz trotzdem eine vorgegebene Länge haben muss.

Behandlungsinstrumente 2, die je mit einem genau darauf abgestimmten amplituden- und/oder richtungswandelnden Element 20 starr verbunden sind, machen es möglich, mit einem einzigen Gerät, das im wesentlichen eine Anregerfrequenz oder eine klei- ne Zahl von wählbaren Anregerfrequenzen liefern kann, optimale Behandlungsbe- dingungen für verschiedenste Anwendungen zu erreichen. Solche Behandlungsin- strumente sind nicht nur anwendbar im erfindungsgemässen Verfahren sondern auch in anderen Verfahren, in denen vibrierende Behandlungsinstrumente eingesetzt wer- den, insbesondere in verschiedenen, an sich bekannten Verfahren der Dentalmedizin.