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Patent Searching and Data


Title:
ARTIFICIAL BONE PRESENTING A FRACTURE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/186195
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a hollow artificial bone (1) produced by 3D printing from a plastics material, for use in the simulation of an operation. Said bone has a first bone piece (4) and one or more fracture pieces (3) that are integrally connected to the bone (1) by 3D printing by means of bow-shaped torsional springs (8) inside the hollow bone (1).

Inventors:
HÖNTZSCH DANKWARD (DE)
ATICI BEDRAN (CH)
HEIERLI RAFFAEL (CH)
Application Number:
PCT/DE2022/100240
Publication Date:
October 05, 2023
Filing Date:
March 29, 2022
Export Citation:
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Assignee:
HOENTZSCH DANKWARD (DE)
MARENCO AG (CH)
International Classes:
G09B23/34
Foreign References:
US20090305215A12009-12-10
DE102020121910A12022-02-24
JP5402962B22014-01-29
CN111739395A2020-10-02
US20130122478A12013-05-16
Attorney, Agent or Firm:
WITTE, WELLER & PARTNER PATENTANWÄLTE MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche Künstlicher Knochen mit einer Fraktur zur Simulation einer Operation des Knochens, wobei der Knochen (1) ein erstes Knochenteil (4) mit einer Bruchfläche (5) und ein Frakturteil (3) mit einer Bruchfläche (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Frakturteil (3) durch einen beweglichen Verbinder (7), der einstückiger Bestandteil des Knochens (1) ist, beweglich mit dem ersten Knochenteil (4) verbunden ist derart, dass sich das Frakturteil (3) in eine unverletzte Stellung an der Bruchfläche (5) an dem ersten Knochenteil (4), die das Frakturteil (3) bei unverletztem Knochen (1) hätte, bewegen und begrenzt von der Bruchfläche (5) des ersten Knochenteils (4) entfernen lässt und/oder derart, dass sich das Frakturteil (3) gegenüber dem ersten Knochenteil (4) verdrehen lässt. Künstlicher Knochen nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich das Frakturteil (3) 3-dimensional gegenüber dem ersten Knochenteil (4) translatorisch und/oder 3-dimensional rotatorisch bewegen lässt. Künstlicher Knochen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Knochenteil (4), das Frakturteil (3) und der Verbinder (7) einstückig miteinander durch 3D-Druck hergestellt sind. Künstlicher Knochen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinder (7) eine vorzugsweise nicht gerade Biegefeder (8) aufweist. Künstlicher Knochen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinder (7) eine bogenförmige Biegefeder (8) mit sich ändernder Krümmung aufweist. Künstlicher Knochen nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinder (7) die Form einer stabförmigen oder seilförmigen Biegefeder (8) aufweist. Künstlicher Knochen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinder (7) in einem unverformten Zustand das Frakturteil (3) in der unverletzten Stellung mit seiner Bruchfläche (6) an der Bruchfläche (5) des ersten Knochenteils (4) anliegend oder dass der Verbinder (7) in unverformtem Zustand das Frakturteil (3) in einem Abstand von der Bruchfläche (5) des ersten Knochenteils (4) und/oder verdreht gegenüber der unverletzten Stellung am ersten Knochenteil (4) hält. Künstlicher Knochen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Knochen (1) zwei oder mehr Verbinder (7) aufweist. Künstlicher Knochen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Knochen (1) zueinander parallele Verbinder (7) aufweist. Künstlicher Knochen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinder (7) aus einem anderen Werkstoff besteht als das erste Knochenteil (4) und/oder als das Frakturteil (3). Künstlicher Knochen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Knochen (1) das erste Knochenteil (4)) und zwei oder mehrere Frakturteile (3) aufweist, die durch Verbinder (7), die einstückige Bestandteile des Knochens (1 ) sind, beweglich mit dem ersten Knochenteil (4) verbunden sind. Künstlicher Knochen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der künstliche Knochen (1) ein Hohlteil ist und sich der Verbinder (7) in dem Knochen (1) befindet. Künstlicher Knochen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü- ehe, dadurch gekennzeichnet, dass der künstliche Knochen (1) eine Nachbildung eines menschlichen Knochens mit einer Fraktur ist, wobei insbesondere auch die Fraktur naturgetreu nachgebildet ist. Künstlicher Knochen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Knochenteil (4) und/oder das Frakturteil einen Positionsmarker (9) aufweist, der eine berührungslose Positionserfassung ermöglicht.
Description:
KÜNSTLICHER KNOCHEN MIT FRAKTUR

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen künstlichen Knochen mit einer Fraktur mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ein „künstlicher Knochen“ ist eine Nachbildung insbesondere eines menschlichen Knochens. „Fraktur“ bedeutet, dass der Knochen gebrochen oder dass ein Teil des Knochens abgebrochen ist. Der erfindungsgemäße künstliche Knochen ist zu einer Veranschaulichung der Fraktur und insbesondere zu einer Simulation einer Operation des Knochens beziehungsweise zu einer Veranschaulichung und Simulation eines Aneinandersetzens der Knochenbruchteile in einer Position des unverletzten Knochens vorgesehen.

Der erfindungsgemäße künstliche Knochen weist zwei oder mehr Knochenbruchteile auf, von denen ein Knochenbruchteil, beispielsweise ein größtes Knochenbruchteil, hier als erstes Knochenteil und ein anderes Knochenbruchteil zur Unterscheidung als Frakturteil bezeichnet wird. Das erste Knochenteil und das Frakturteil weisen jeweils eine Bruchfläche auf, an der das Frakturteil von dem ersten Knochenteil abgebrochen ist. Die Bruchfläche des Frakturteils passt zur Bruchfläche des ersten Knochenteils, die Bruchfläche des Frakturteils ist sozusagen eine Gegenstück oder eine Gegenfläche zur Bruchfläche des ersten Knochenteils. Die Bruchflächen sind unregelmäßige Flächen mit unregelmäßigen Oberflächenstrukturen, die insbesondere Bruchflächen eines gebrochenen insbesondere menschlichen Knochens nachgebildet sind.

Erfindungsgemäß weist der künstliche Knochen einen beweglichen Verbinder auf, der einstückiger Bestandteil des künstlichen Knochens, das heißt der einstückig sowohl mit dem ersten Knochenteil als auch mit dem Frakturteil ist. Der bewegliche Verbinder verbindet das Frakturteil beweglich mit dem ersten Knochenteil derart, dass sich das Frakturteil in eine unverletzte Stellung, die es bei unverletzten Knochen an dem ersten Knochenteil beziehungsweise in dem unverletzten Knochen hätte, bewegen und dass sich das Frakturteil von der Bruchfläche des ersten Knochenteils entfernen und/oder gegenüber dem ersten Knochenteil verdrehen lässt.

Der erfindungsgemäße künstliche Knochen ermöglicht die Simulation einer Operation eines Knochenbruchs, das heißt eine Anordnung des Frakturteils in der unverletzten Stellung am ersten Knochenteil beziehungsweise eine Bewegung des Frakturteils in Bezug auf das erste Knochenteil in die unverletzte Stellung und eine Festlegung des Frakturteils am ersten Knochenteil beispielsweise mittels eines chirurgischen Lochblechs, das die Bruchfläche überlappend an dem ersten Knochenteil und an dem Frakturteil angelegt wird, und mit chirurgischen Schrauben, die durch Löcher des Lochblechs in das erste Knochenteil und in das Frakturteil geschraubt werden.

Der Verbinder verbindet das Frakturteil vorzugsweise 3-dimensional gegenüber dem ersten Knochenteil translatorisch und/oder 3-dimensional rotatorisch gegenüber dem ersten Knochenteil beweglich.

In bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sind das erste Knochenteil, das Frakturteil und der Verbinder durch 3D-Druck einstückig miteinander hergestellt. Dadurch lässt sich eine gute mechanische Verbindung des Verbinders mit dem ersten Knochenteil und mit dem Frakturteil erreichen und es lassen sich alle Elemente des künstlichen Knochens mit der Fraktur in einem Schritt herstellen, nämlich durch den 3D-Druck. Insbesondere sieht die Erfindung eine Herstellung des erfindungsgemäßen künstlichen Knochens durch 3D-Druck aus Kunststoff vor, wobei eine Herstellung aus einem anderen Werkstoff, beispielsweise aus Metall, nicht ausgeschlossen ist.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Verbinder als Biegefeder, insbesondere als nicht gerade Biegefeder ausgeführt ist, die das Frakturteil elastisch und beweglich mit dem ersten Knochenteil verbindet. Insbesondere ist der Verbinder als bogenförmige Biegefeder ausgeführt. Andere mögliche Formen der den Verbinder bildenden Biegefeder sind zick-zack-förmig, eine Ecke/n oder Abwink- lung/en aufweisend, wellenförmig, spiralförmig oder schraubenlinienförmig oder Kombinationen solcher Formen. Die Aufzählung ist beispielhaft und nicht abschließend. Durch die Formgebung lässt sich eine gewünschte Beweglichkeit und Federeigenschaften des Frakturteils in Bezug auf das erste Knochenteil erreichen.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht eine linienförmige, beispielsweise seilförmige oder stabförmige Biegefeder als Verbinder vor. Damit ist eine näherungsweise eindimensionale Biegefeder gemeint, deren Querschnitt klein im Verhältnis zu ihrer Länge ist. Der Querschnitt kann eine grundsätzlich beliebige Form und Größe aufweisen und/oder sich über die Länge des Verbinders ändern. Wie vorstehend geschrieben, ist die den Verbinder bildende Biegefeder vorzugsweise nicht gerade sondern insbesondere bogenförmig.

Es ist eine Ausgestaltung der Erfindung möglich, bei der der Verbinder in unverformtem Zustand das Frakturteil mit seiner Bruchfläche in der unverletzten Stellung an der Bruchfläche des ersten Knochenteils hält. Das heißt in seinem unverformten Zustand hält der Verbinder das Frakturteil in einer Stellung an der Bruchfläche des ersten Knochenteils, die das Frakturteil bei unverletztem Knochen am ersten Knochenteil beziehungsweise im Knochen hätte. Bei einem Entfernen oder Verdrehen des Frakturteils wird bei dieser Ausgestaltung der Erfindung der Verbinder verformt. Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht umgekehrt vor, dass der Verbinder in seinem unverformten Zustand das Frakturteil in einem Abstand von der Bruchfläche des ersten Knochenteils und/oder verdreht in Bezug auf die unverletzte Stellung an dem ersten Knochenteil hält. In diesem Fall wird der Verbinder verformt, wenn das Frakturteil in die unverletzte Stellung an der Bruchfläche des ersten Knochenteils bewegt wird.

„Unverformt“ bedeutet, dass der Verbinder weder elastisch noch plastisch verformt ist.

Vorzugsweise weist der erfindungsgemäße künstliche Knochen zwei Verbinder für jedes Frakturteil auf, die das Frakturteil mit dem ersten Knochenteil verbinden. Möglich sind auch mehr als zwei Verbinder für jedes Frakturteil. Insbesondere sind die Verbinder parallel zueinander, womit gemeint ist, dass die Verbinder eine gleiche oder näherungsweise gleiche Form aufweisen und ihr Abstand voneinander über eine Länge der Verbinder konstant oder näherungsweise konstant ist. Eine exakte Parallelität ist nicht notwendig, Abweichungen von der Parallelität im Bereich eines Durchmessers oder einer Dicke der Verbinder, die klein in Bezug auf die Länge der Verbinder und insbesondere nur einen Bruchteil der Länge der Verbinder ist, sind möglich und sollen immer noch als „parallel“ im Sinne der Erfindung aufgefasst werden. Das gilt jedenfalls für unverformte Verbinder. Durch - insbesondere elastische - Verformung durch Bewegung des Frakturteils in Bezug auf das erste Knochenteil kann die Parallelität der Verbinder verloren gehen. Das ist insbesondere bei einer Rotation des Frakturteils in Bezug auf das erste Knochenteil der Fall. Bei mehr als zwei Verbindern sind mindestens zwei der Verbinder oder Verbinderpaare parallel zueinander.

Durch die Herstellung des künstlichen Knochens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung durch 3D-Druck lassen sich das erste Knochenteil, das oder die Frakturteile und der oder die Verbinder einstückig und aus einem Werkstoff, beispielsweise aus einem Kunststoff oder auch aus einem anderen Werkstoff wie beispielsweise Metall herstellen. Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der oder die Verbinder aus einem anderen Werkstoff als das erste Knochenteil und/oder als das oder die Frakturteile bestehen, wobei das das oder die Frakturteile insbesondere aus dem gleichen Werkstoff bestehen wie das erste Knochenteil. Möglich ist das mit einem Zwei- oder Mehrkomponenten 3D-Druck.

Erfindungsgemäß kann der künstliche Knochen ein, zwei oder mehr Frakturteile aufweisen, die in der vorstehend erläuterten Weise jeweils durch einen, zwei oder mehr Verbinder beweglich mit dem ersten Knochenteil verbunden sind.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht eine Ausbildung des künstlichen Knochens oder jedenfalls des ersten Knochenteils des künstlichen Knochens als Hohlteil vor, in dessen Innenraum der oder die Verbinder angeordnet sind. Der erfindungsgemäße künstliche Knochen kann auch dann als Hohlteil ausgeführt sein, wenn ein nachgebilter natürlicher Knochen kein hohler- oder Röhrenknochen ist. Die Ausbildung des künstlichen Knochens oder jedenfalls seines ersten Knochenteils als Hohlteil hat den Vorteil, dass der oder die Verbinder in dem ersten Knochenteil untergebracht werden können und nicht außen am Knochen angeordnet werden müssen. Bei der Simulation der Operation ist der beziehungsweise sind die Verbinder dadurch nicht störend im Weg. Das oder die Frakturteile können ebenfalls Hohlteile oder beispielsweise kappenförmig gewölbte Teile sein.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der künstliche Knochen eine Nachbildung eines menschlichen Knochens mit einer Fraktur ist, der und dessen Fraktur beziehungsweise Bruchflächen naturgetreu oder zumindest näherungsweise naturgetreu nachgebildet ist. Dadurch lässt sich eine bevorstehende Operation eines gebrochenen menschlichen Knochens simulieren.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht einen Positionsmarker an dem ersten Knochenteil und/oder an dem oder den Frakturteilen vor, die eine berührungslose, insbesondere optische Positionserfassung ermöglichen. Um die Position des ersten Knochenteils und/oder des oder der Frakturteile 2-dimensional oder 3 dimensional, das heißt eine räumliche Lage der Frakturteile in Bezug zu dem ersten Knochenteil erfassen zu können, weisen das erste Knochenteil und/oder die Frakturteile zwei, drei oder mehr Positionsmarker an verschiedenen, voneinander beabstandeten Stellen auf. Solche Positionsmarker sind aus der Biomechanik, wo sie auf verschiedene Stellen eines Menschen/Probanden geklebt werden, um beispielsweise dessen Bewegungen berührungslos erfassen zu können, oder von Crashtest Dummies bekannt. Es gibt auch andere Positionsmarker, die für die Erfindung verwendbar sind.

Sämtliche in der Beschreibung genannte und/oder der Zeichnung dargestellte Merkmale können einzeln für sich oder in jeder beliebigen Kombination bei Ausführungen der Erfindung verwirklicht sein. Ausführungen der Erfindung, die nicht alle, sondern nur einen Teil der Merkmale eines Anspruchs, auch des unabhängigen Anspruchs, aufweisen, sind möglich.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen künstlichen Knochen mit einer Fraktur gemäß der Erfindung mit voneinander entfernten Knochenteilen;

Figur 2 den künstlichen Knochen aus Figur 1 mit aneinander angeordneten Knochenteilen;

Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines künstlichen Knochens mit einer Fraktur gemäß der Erfindung mit voneinander entfernten Knochenteilen; und

Figur 4 den künstlichen Knochen aus Figur 3 mit aneinander angeordneten Knochenteilen.

Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen versehen.

Als Beispiel eines künstlichen Knochens 1 zeigen Figuren 1 und 2 einen knieseitigen Bereich eines Schienbeinknochens, das heißt eines Unterschenkelknochens eines Menschen. Der künstliche Knochen 1 ist als hohler, röhrenförmiger Knochen ausgeführt, der sich an seinem Ende zu einem Kopf 2 erweitert, an den sich in einem menschlichen Skelett ein Kniegelenk anschließen würde, wobei der Kopf 2 des Knochens 1 Bestandteil des Knies ist. Der Kopf 2 des Knochens 1 ist ebenfalls als Hohlkörper ausgeführt.

Am Kopf 2 weist der künstliche Knochen 1 zwei Frakturteile 3 auf, die als von dem Kopf 2 des Knochens 1 abgebrochene, künstliche Knochenstücke ausgeführt sind. Ein übriger Teil des Knochens 1 wird hier als erstes Knochenteil 4 bezeichnet.

Der Kopf 2 des künstlichen Knochens 1 , das heißt also das erste Knochenteil 4, weist zwei ringförmige Bruchflächen 5 auf, an denen die Frakturteile 3 vom Knochen 1 abgebrochen sind. Die beiden Frakturteile 3 weisen gegengleiche, zu den Bruchflächen 5 des Kopfes 2 des künstlichen Knochens 1 passende Bruchflächen 6 auf.

Die Frakturteile 3 sind mit beweglichen Verbindern 7 mit dem ersten Knochenteil 4 verbunden derart, dass die Frakturteile 3 durch eine Beweglichkeit der Verbinder 7 begrenzt 3-dimensional translatorisch und 3-dimensional rotatorisch in Bezug auf das erste Knochenteil 4 beweglich sind. Durch die 3-dimensionale translatorische Beweglichkeit lassen sich die Frakturteile 3 wie in Figur 1 gezeigt von den Bruchflächen 5 des ersten Knochenteils 4 entfernen oder wie es Figur 2 zeigt mit ihren Bruchflächen 6 passend an den Bruchflächen 5 am Kopf 2 des künstlichen Knochens 1 , das heißt an dem ersten Knochenteil 4 des erfindungsgemäßen künstlichen Knochens 1 , anordnen. Die mit den Bruchflächen 6 passend an den Bruchflächen 5 des ersten Knochenteils 4 angeordnete, in Figur 2 gezeichnete Lage der Frakturteile 3 entspricht einer Anordnung, die die Frakturteile 3 bei unverletztem Knochen 1 am Knochen 1 hätten und wird hier als unverletzte Stellung der Frakturteile 3 am ersten Knochenteil 4 bezeichnet.

Die Verbinder 7 sind im Ausführungsbeispiel elastische, bogenförmige Biegefedern 8 mit sich über ihre Länge ändernden Krümmungen. Im Ausführungsbeispiel sind die Biegefedern 8 in einer Richtung gekrümmt, das heißt sie weisen keine entgegengesetzte Krümmung auf, wobei die Verbinder 7 in dem ersten Knochenteil 4 und dem jeweiligen Frakturteil 3 nahen Bereichen stärker gekrümmt sind als in einem Mittelbereich, in dem die Verbinder 7 nahezu gestreckt verlaufen. Im Ausführungsbeispiel können die die Verbinder 7 bildenden Biegefedern 8 als linienförmig, als stabförmig oder als seilförmig aufgefasst werden, sie weisen einen kreisförmigen Querschnitt auf, dessen Durchmesser einen Bruchteil einer Länge des jeweiligen Verbinders 7 beträgt. Der Querschnitt der Verbinder 7 kann sich über die Länge der Verbinder 7 ändern, um elastische Biegeeigenschaften der Verbinder 7 über ihre Länge zu verändern.

Die die Verbinder 7 bildenden Biegefeder 8 lassen sich elastisch biegen, wodurch die 3-dimensionale translatorische und 3-dimensionale rotatorische Bewegung der Frakturteile 3 in Bezug auf das erste Knochenteil 4 möglich ist. Möglich ist auch, dass die Verbinder 7 elastisch dehnbar sind.

Im Ausführungsbeispiel weist der Knochen 1 für jedes Frakturteil 3 zwei Verbinder 7 auf, die im Ausführungsbeispiel gleiche oder näherungsweise gleiche Formen aufweisen und in einer Blickrichtung der Figuren 1 und 2 deckungsgleich hintereinander angeordnet sind, wodurch jeweils nur ein in Blickrichtung vorderer der jeweils zwei Verbinder 7 der Frakturteile 3 zu sehen ist. Im Ausführungsbeispiel sind die Verbinder 7 parallel oder jedenfalls näherungsweise parallel zueinander angeordnet.

Die beschriebene Form, Anordnung und Anzahl der die Verbinder 7 bildenden Biegefedern 8 ist nicht zwingend für die Erfindung, Verbinder mit anderer Form, anders im Knochen 1 angeordnete Verbinder oder mit nur einem Verbinder oder mit mehr als zwei Verbindern für jedes Frakturteil 3 sind möglich (nicht dargestellt).

Die Verbinder 7 sind in dem röhrenförmigen künstlichen Knochen 1 angeordnet, das heißt in dem hohlen ersten Knochenteil 4 und an oder in hohlen Innenseiten der Frakturteile 3, die in den Figuren 1 und 2 als kappenförmig aufgefasst werden können. Bei einer Handhabung des Knochens 1 sind die Verbinder 7 dadurch nicht im Weg. In ihrem unverformten Zustand halten die die Verbinder ? bildenden Biegefedern 8 die Frakturteile 3 in einem Abstand von den Bruchflächen 5 des ersten Knochenteils 4, wobei die Bruchflächen 6 der Frakturteile 3 den Bruchflächen 5 des ersten Knochenteils 4 zugewandt sind. Die Frakturteile 3 lassen sich gegenüber dem ersten Knochenteil 4 drehen, wobei die die Verbinder 7 bildenden Biegefedern 8 elastisch gebogen werden, und die Frakturteile 3 lassen sich mit ihren Bruchflächen 6 passend an den Bruchflächen 5 des ersten Knochenteils 4 anordnen, also in einer Lage, die die Frakturteile 3 an einem unverletzten (Schienbein-) Knochen 1 hätten. Wie geschrieben wird diese Lage hier als unverletzte Stellung bezeichnet. Auch dabei werden die die Verbinder 7 bildenden Biegefedern 8 elastisch verformt.

Es ist auch eine Ausführung der Erfindung möglich, bei der die Frakturteile 3 bei unverformten Verbindern 7 die unverletzte Stellung einnehmen, in der die Bruchflächen 6 der Frakturteile 3 passend an den Bruchflächen 5 des ersten Knochenteils 4 anliegen (nicht dargestellt). In diesem Fall lassen sich die Frakturteile 3 von den Bruchflächen 5 des ersten Knochenteils 4 entfernen und ebenfalls gegenüber dem ersten Knochenteil 4 verdrehen, wobei die die Verbinder 7 bildenden Biegefedern 8 elastisch verformt werden.

Im Ausführungsbeispiel ist der künstliche Knochen 1 durch einen 3D-Druck aus Kunststoff hergestellt, wobei das erste Knochenteil 4, die Frakturteile 3 und die als Biegefedern 8 ausgeführten Verbinder 7 in einem Druckvorgang und dadurch einstückig miteinander hergestellt sind. An ihren Enden gehen die Verbinder 7 ohne einen Übergang in die Frakturteile 3 und in das erste Knochenteil 4 über.

Es können die Verbinder 7 aus dem gleichen Kunststoff hergestellt sein wie die Frakturteile 3 und das erste Knochenteil 4, wobei die Verbinder 7 durch ihre Formgebung als Biegefedern 8 ausgebildet sind und ihre Elastizität aufweisen. Das erste Knochenteil 4 und die Frakturtele 3 weisen aufgrund ihrer Form und gegebenenfalls Wanddicke eine hohe Steifigkeit auf.

Möglich ist auch ein Zweikomponenten 3D-Druck des künstlichen Knochens 1 , bei dem die Verbinder 7 aus einem anderen Kunststoff gedruckt werden als das erste Knochenteil 4 und die Frakturteile 3. Nicht ausgeschlossen ist ein Mehrkomponenten 3D-Druck des künstlichen Knochens 1 , bei dem das erste Knochenteil 4 aus einem anderen Kunststoff als die Frakturteile 3 und die Verbinder 7 aus einem dritten Kunststoff gedruckt sind. Auch schließt die Erfindung einen 3D-Druck des künstlichen Knochens 1 oder seiner Frakturteile 3, des ersten Knochenteils 4 und/o der Verbinder 7 aus einem anderen Werkstoff als Kunststoff nicht aus.

Der erfindungsgemäße künstliche Knochen 1 ermöglicht eine Simulation einer Operation eines gebrochenen Knochens, insbesondere eine Einübung einer Bewegung der Frakturteile 3 mit ihren Bruchflächen 6 in passende Anlage an den Bruchflächen 5 des ersten Knochenteils 4, also ein Verbringen der Frakturteile 3 in die unverletzte Stellung. Außerdem ermöglicht der erfindungsgemäße künstliche Knochen 1 ein Fixieren der Frakturteile 3 in der unverletzten Stellung an dem ersten Knochenteil 4 mit beispielsweise chirurgischem Draht oder chirurgischen Schrauben und einem oder mehreren chirurgischen Lochblechen.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der künstliche Knochen 1 mit der Fraktur beziehungsweise den Frakturen einem gebrochenen menschlichen Knochen nachgebildet ist, das heißt die Frakturteile 3 und die Bruchflächen 5, 6 weisen dieselbe Form wie bei dem gebrochenen menschlichen Knochen auf. Auf diese Weise lässt sich eine bevorstehende Operation simulieren.

Die Figuren 3 und 4 zeigen einen künstlichen Röhrenknochen mit einer Fraktur als zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Knochens 1 mit einer Fraktur. Gezeichnet ist ein Abschnitt des Röhrenknochens mit der Fraktur. Eines der beiden Teile des gebrochenen Knochens 1 wird nachfolgend als erstes Knochenteil 4 und ein anderes als Frakturteil 3 bezeichnet, wobei die Zuordnung zu den beiden Teilen des gebrochenen Knochens 1 willkürlich ist. Wie auch im ersten Ausführungsbeispiel weisen das Frakturteil 3 und das erste Knochenteil 4 ringförmige, im wesentlichen gegengleiche und zueinander passende Bruchflächen 5, 6 auf.

Als Biegefedern 8 ausgeführten Verbinder 7 verbinden das Frakturteil 3 begrenzt elastisch 3-dimensional translatorisch und 3-dimensional rotatorisch beweglich mit dem ersten Knochenteil 4. Die Biegefedern 8 weisen auch im zweiten Ausführungsbeispiel die Form in einer Richtung gekrümmter Federbügel auf, wobei hier die Biegefedern 8 nahe an ihren Enden nahezu abgewinkelt, das heißt hakenförmig und zwischen den Abwinklungen nahezu gestreckt sind. Wie geschrieben sind andere Formen der Verbinder 7 möglich.

Die Verbinder 7 sind in dem hohl als Röhrenknochen ausgebildeten Knochen 1 beziehungsweise in dem röhrenförmigen ersten Knochenteil 4 und in dem ebenfalls röhrenförmigen Frakturteil 3 angeordnet.

Das Frakturteil 3 lässt sich wie in Figur 4 gezeichnet mit seiner Bruchfläche 6 passend an der Bruchfläche 5 des ersten Knochenteils 4, das heißt in der unverletzten Stellung anordnen, die das Frakturteil 3 bei unverletztem Knochen 1 am erste Knochenteil 4 hätte, wobei die Verbinder 7 elastisch verformt werden. In unverformtem Zustand (Figur 3) halten die Verbinder 7 das Frakturteil 3 mit seiner Bruchfläche 6 in einem Abstand von der Bruchfläche 5 des ersten Knochenteils 4 und - im Ausführungsbeispiel - das Frakturteil 3 etwas versetzt zum ersten Knochenteil 4, was allerdings nicht zwingend für die Erfindung ist.

Wie im ersten Ausführungsbeispiel ist auch der Knochen 1 im zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung durch 3D-Druck aus Kunststoff hergestellt, wobei durch einen Zweikomponenten- oder einen Mehrkomponenten 3D-Druck die Verbinder 7 aus einem anderen Kunststoff hergestellt sein können als das erste Knochenteil 4 und das Frakturteil 3.

Zur Erläuterung des zweiten, in Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiels des die Fraktur aufweisenden, erfindungsgemäßen künstlichen Knochens 1 werden ergänzend die Erläuterungen der Figuren 1 und 2 in Bezug genommen.

Das erste Knochenteil 4 und die Frakturteile 3 sind mit Positionsmarkern 9 versehen, um ihre Lage berührungslos, insbesondere optisch erfassen zu können. Solche Positionsmarker 9 sind beispielsweise in der Biomechanik oder von Crashtest Dummies bekannt, wobei auch andere Positionsmarker 9 verwendbar sind. Insbe- sondere weisen das erste Knochenteil 4 und die Frakturteile 3 jeweils mehrere Positionsmarker 9 auf, die in Abständen voneinander angeordnet sind, wodurch eine räumliche Lage des ersten Knochenteils 4 und der Frakturteile 3 und damit auch die räumliche Lage der Frakturteile 3 in Bezug zu dem ersten Knochenteil 4 berüh- rungslos erfassbar sind. In den Figuren sind die Positionsmarker 9 der Einfachheit halber in dem ersten Knochenteil 4 und in den Frakturteilen 3 gezeichnet. Tatsächlich befinden sich die Positionsmarker 9 außen oder jedenfalls an für die Erfassung ihrer Lage zugänglichen, beispielsweise optisch zugänglichen Stellen des ersten Knochenteils 4 und der Frakturteile 3.