WO1999021497A1 - Method and instruments for repairing endochondral and osteochondral defects - Google Patents

Method and instruments for repairing endochondral and osteochondral defects Download PDF

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WO1999021497A1
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Roland Peter Jakob
Emanuel Gautier
Christoph Saager
Pierre Mainil-Varlet
Manfred Zech
Werner MÜLLER-GLAUSER
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Sulzer Orthopädie Ag
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Definitions

  • the invention is in the field of medical technology and relates to methods and instruments according to the preambles of the corresponding claims.
  • the methods and instruments are used to repair endochondral and osteochondral defects, in particular defects that affect articular cartilage or articular cartilage and underlying bone tissue.
  • Defects in the articular cartilage or defects that affect the articular cartilage and underlying bone tissue are repaired according to the prior art by filling them with artificial, possibly vital cells-containing materials, by implanting in vitro grown cartilage tissue or by cartilage tissue in intact, advantageously unstressed areas removed and implanted as an auto-graft at the defective site, in particular the auto-grafts are mostly columns with an outer end of the cartilage and an inner end of the bone. In the case of larger defects, a plurality of such columns are usually implanted side by side in a mosaic-like manner.
  • tissue columns For implanting tissue columns, cylindrical openings are defined as precisely as possible in the area of the defect, a tissue cylinder being punched out or drilled out and then separated by turning at its base, or a cutting drill being used. Tissue columns are then removed from an unloaded joint (for example, the condylar region of the femur), the diameter of which is slightly larger than the inside diameter of the openings in the area of the defect. The tissue columns to be removed are drilled out with a hollow drill and then separated by turning the base. The removed tissue columns are then inserted into the defect openings, whereby a so-called "press fit" is created thanks to the different diameters, by means of which the columns are held in the openings. The openings resulting from the removal of the columns are usually filled with the material which has been removed from the defect, if this material is in good health, or they are closed by inserting artificial materials or material grown in vitro.
  • tubular instruments are usually used, which have an annular cutting edge on one end face and are equipped for holding and guiding at the other end .
  • an instrument advantageously has corresponding windows. The punched material is cut to the inside diameter of the
  • the invention is based on the object of known methods and instrument sets for repairing cartilage defects or defects affecting cartilage and underlying bone tissue, in particular articular cartilage defects, by implanting or transplanting vital tissue in the form of a column in order to increase the chances of success to improve.
  • the methods and instruments according to the invention are intended to make it possible to increase the precision of the repair while at the same time treating the manipulated tissue very gently.
  • the instruments according to the invention should nevertheless be easy to manufacture and, in particular, easy to handle.
  • the methods and devices according to the invention should in particular be suitable for repairing larger defects using a mosaic method, but of course they should at least partially also be applicable for small defects that can be repaired with only one implant.
  • the precision of the positioning and parallelism of the cylindrical openings produced in the region of the defect is increased. This is accomplished by creating the openings using appropriate gauges. This measure generally prevents tissue columns implanted in the openings from pressing against one another and thereby being exposed to additional loads, and it is ensured that each implanted column is at least in the area in which it is anchored in healthy tissue as completely as possible from native Tissue is surrounded, which improves wound healing.
  • the topography of the original, i.e. healthy or defect-free cartilage surface is reproduced with improved precision.
  • the axial length of the tissue columns to be implanted and, if possible, also the orientation of the cartilage surface relative to the column axis are specifically aligned to the cartilage surface to be simulated. This measure is particularly important in the case of relatively large defects that can be repaired with a plurality of implant columns. The better the original cartilage surface is simulated, the more evenly the surfaces of the individual implants are loaded when the repaired joint is used, and the more evenly is the total load distributed to the individual implants.
  • the cartilage surface of the repaired defect is made more gapless and also connected more seamlessly to the native cartilage.
  • the gaplessness of the cartilage surface is realized with a combination of transplanted or implanted tissue columns with in vitro grown cartilage tissue, with the gaps between the implanted
  • Tissue columns and possibly also gaps between the tissue columns and the native cartilage are filled.
  • a gapless cartilage surface encourages the implant and native cartilage to grow together and prevents consequential damage that can occur due to the fact that synovial fluid due to gaps in the
  • Cartilage layer reaches the underlying bone tissue. This measure is also important for larger defects that can be repaired with a plurality of graft columns, while the "press fit" already mentioned at the beginning is sufficient for small defects.
  • the material to be implanted is treated gently during harvesting as well as during implantation and in particular without pressure, so that uncontrolled deformations of the tissue column grafts and possibly the implant parts grown in vitro are avoided and the precision of the repair is also improved thereby.
  • the implanted tissue columns are advantageously autotransplants removed from an unloaded area for all cases, but can also consist of a bone substitute material on which cartilage tissue was previously grown in vitro.
  • Such columns to be implanted are also advantageously produced during the repair operation from appropriately prepared pieces by punching out or drilling out (hollow drill).
  • the methods and instruments according to the invention are suitable both for repair operations which are carried out as open surgery and for arthroscopy.
  • Figure 1 is a schematic representation of a known
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a teaching for creating the openings in the area of a defect to be repaired according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a cartilage defect to explain the improvement aspect of the reconstruction of the original cartilage surface by means of the corresponding axial length of tissue columns to be implanted and an example of a teaching for the reconstruction of the original cartilage surface
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment of an instrument for determining the distance between the original cartilage surface and the base area of a created opening in the area of a defect to be repaired according to FIG. 3, Figure 5 and
  • FIG. 6 shows schematic representations of a cartilage defect (FIG. 5) and a removal point (FIG. 6) to explain the
  • FIG. 7 shows an exemplary embodiment of an instrument for removing and implanting tissue columns with a predetermined angle ⁇ between the cartilage surface and the column axis
  • FIG. 8 shows a teaching according to FIG. 2 equipped for the implantation of tissue columns in a predetermined rotational position
  • FIG. 10 shows schematic representations of a repaired cartilage defect as a top view (FIG. 9) and in section (FIG. 10) to explain the improvement aspect of the gaplessness of the repaired cartilage surface
  • FIG. 11 shows an exemplary embodiment of a punching tool for producing an implant from cartilage tissue grown in vitro for a repair according to FIGS. 9 and 10,
  • Figure 12 shows an exemplary embodiment of an instrument for
  • FIGS. 13 to 16 show an exemplary embodiment of cooperating instruments (FIGS. 13 to 15 in section parallel to the axis) for the gentle removal and implantation of tissue columns,
  • FIG. 17 the instruments according to FIGS. 13, 15, 16 in a three-dimensional representation
  • Figure 18 shows an embodiment of an implant guide with recesses in the end face for receiving a stop pin provided on the extractor
  • Figure 19 shows an embodiment of a ram for ejecting a column of tissue from the extractor.
  • FIG. 1 shows a cartilage defect repaired according to the known mosaic method as a top view (left) and in section (right).
  • the top view shows the surface of the native cartilage layer 1 and the round surfaces of the cartilage layers 2 'of those implanted for the repair
  • Tissue columns 2 On average, the native bone tissue 3 lying under the native cartilage layer 1 is also visible and the tissue columns 2 implanted in corresponding cylindrical openings, which have an inner bone part 2 "under the cartilage layer 2 ', which in the case of transplanted columns of bone tissue, in the case of in vitro grown columns of a bone substitute material.
  • the aim is usually to arrange the columns as closely as possible. For this reason, it is important that the openings for the columns 2 to be implanted run as parallel as possible. With a high degree of parallelism, it can be ensured that the openings can be made very close to one another without overlapping, which would make implantation more difficult and create additional loads on the implanted columns. If, as will be described in connection with FIGS. 9 and 10, the spaces between the columns 2 are to be filled with a further implant, not only is high precision necessary with regard to the parallelism of the openings to be created but also with regard to the positioning of the openings .
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a guiding instrument, with the aid of which a plurality of cylindrical openings can be created in the region of a cartilage defect with a significantly higher precision than the surgeon's eye, as has been done up to now.
  • the exemplary embodiment of the guiding instrument shown is suitable for realizing a repair as shown in FIG. 1. It essentially consists of a hollow cylindrical ring guide 10 and at least two tubular punching or drilling guides 11 and 12, all of which are shown as a top view (like the top view of the repaired defect on the left in FIG. 1).
  • the ring guide 10 is positioned surrounding the defect and, for example, with the help of Kirschner wire which passes through the holes 13 or attached with another suitable fastener. It should be selected from a set of ring guides whose inner surface is of such a shape and size that it is matched as precisely as possible to the defect to be repaired.
  • the punching or drilling guides 11 and 12 have an inner diameter which is adapted to a punching or drilling instrument to be used and, for exact positioning in the ring guide 10 on the outside, have, for example, at least one axially extending comb 14 which fits into the inside surface of the Ring guide 10 axially extending grooves 15 fits, the radial height of the comb or combs 14 being adapted to the distance between the inner surface of the ring guide 10 and an opening to be created.
  • the punching or drilling guide 10 is intended for creating the central opening of the repair shown in FIG. 1, the punching or drilling guide 12 for creating the peripheral openings.
  • Both guides 11 and 12 have two combs 14 which can be positioned in mutually opposite grooves 15 of the ring guide 10. With a corresponding design of grooves and combs, it is also possible to provide only one comb for each punching or drilling guide.
  • the guide instrument shown in FIG. 2 is intended for an approximately circular defect. In the same way, guiding instruments for differently shaped defects can be provided.
  • the ring guide 10 of the guide instrument according to FIG. 2 is fastened, for example, with Kirschner wire positioned around the defect to be repaired.
  • the ring guide 10 can also be attached, for example by means of a three-point fixation, to a fixing point remote from the defect point on the bone on which the Defect is to be repaired.
  • Such attachments are known from joint prosthesis surgery. They can be used for both open surgery and arthroscopy.
  • At least the ring guide 10 advantageously consists of a transparent material or has corresponding windows.
  • the guide instrument shown in FIG. 2 represents an exemplary embodiment of such an instrument.
  • a guide instrument has means with which it can be positioned in the area of a defect to be repaired, and has means for guiding punching or drilling instruments on one Majority of positions.
  • cartilage defects have a set of different guiding instruments which may be adapted to the joint to be treated and the defect to be expected.
  • the surgeon performing the repair selects the appropriate one from the set of guide instruments, positions the ring guide 10 on the defect and fixes it. Then he inserts a punching or drilling guide 11 or 12 into the ring guide 10 and uses it to guide the punching or drilling instrument used to create a corresponding opening. To create additional openings, the punching or drilling guide is exchanged or its position changed.
  • Figure 3 shows a cartilage defect 20 at a strongly curved joint point in section. Defects of this size are not uncommon at knee and hip joints.
  • the defect 20 and three in the area of the defect, for example Openings 21 created in the guide instrument according to FIG. 2 are shown in solid lines.
  • the original cartilage surface 22, which is to be reproduced as accurately as possible by the repair, is indicated by a dash-dotted line.
  • FIG. 3 clearly shows that a measurement of the depth of the openings made in the defective area to determine the axial length of the tissue columns necessary for the repair is a poor approximation.
  • the gauges 23 of the gauge set can, for example, be simple, one-dimensional radius gauges through which the original
  • Cartilage surface 22 is approximated as a spherical surface.
  • one-dimensional or two-dimensional gauges 23 are also conceivable for customary sizes and shapes of certain joint areas.
  • Figure 4 shows an exemplary embodiment of an instrument for
  • the instrument essentially consists of a ring guide 10, a surface template 24 and a measuring rod 25.
  • the ring guide 10 of this instrument advantageously serves as a ring guide for determining the length.
  • This surface template 24 is the template from a set of differently shaped templates 24, which corresponds to the teaching 23 selected prior to the creation of the openings for the reconstruction of the original cartilage surface 22 in its shape (curvature), and it has a pattern of measuring openings 26 which corresponds to this Pattern of the created openings 21 corresponds.
  • the measurement openings 26 of the surface template 24 are aligned with the pattern of the openings 21.
  • the measuring template 24 is also used directly as a shape gauge 23. In this case it is advantageous if it consists of a transparent material.
  • the measuring rod 25 has a diameter matched to the measuring openings 26 and a measuring scale 28 which takes into account the distance between the original cartilage surface 22 and the measuring template 24.
  • the necessary length of the tissue columns to be created for the repair can be read directly on the measuring scale 28, for example to within half a millimeter.
  • each form gauge 23 of a set of gauges to a specific measurement template 24 of a set of templates, these are to be designated accordingly, which can be implemented, for example, with a color code.
  • the measuring templates 24 run parallel to an original cartilage surface 22 and the distance between this surface and the measuring template essentially corresponds to the axial height of the ring guide 10, one measuring rod 25 is sufficient for all measurements. So that openings with an oblique angle between the opening axis and the original cartilage surface 22 (peripheral openings of the defect according to FIG. 3) can be ensured that the same opening depth is always measured,
  • the measuring rod 25 and the measuring openings 26 can be provided with axially extending grooves and ridges (not shown in FIG. 4), by means of which the measuring rod 25 can only be inserted into a measuring opening 26 in a defined rotational position.
  • the instruments according to FIGS. 3 and 4 for determining the original topography of a defect area and for determining the lengths of tissue columns for repairing the defect are exemplary embodiments.
  • such instruments have form gauges for determining the topography and means adapted to the form gauges for determining the column lengths, wherein the form gauges themselves can be part of the means for determining the column lengths.
  • a surgeon who has to repair the defect shown in FIG. 3 proceeds in the following steps:
  • Figure 5 shows the same defect as Figure 3 at a strongly curved joint. It is evident from FIG. 5 that the original cartilage surface 22 can be reconstructed with a higher precision if the Angles ⁇ .1, ⁇ .2 and ⁇ .3 between the original cartilage surface and the axis of the openings 21.1, 21.2 and 21.3 are not left to chance, but are specifically reconstructed. It is therefore advantageous for increased chances of success of the repair to determine the angles ⁇ for the differently implantable tissue columns and to remove the tissue columns in a targeted manner from another location or to punch them out of a cartilage grown in vitro.
  • Area corresponds, and the tissue columns in an arrangement that is identical to the arrangement of the openings created in the defect area.
  • the less stressed condylar region of the femur which has its own shape, is available for removal, and it is advantageous to perform the withdrawals in a row and to keep the distances between the removal sites as large as possible.
  • angles ⁇ have to be determined for a precise reconstruction of the original cartilage surface 22 and the columns have to be removed at the removal point at a corresponding angle.
  • FIG. 6 shows such a removal point and the tissue columns 2.1, 2.2 and 2.3 to be removed, corresponding to the openings 21.1, 21.2 and 21.3, for which the angles ⁇ between the cartilage surface and the column axis are
  • an instrument is to be provided with the aid of which a column with a predetermined one is provided Angle between the column axis and the cartilage surface and can be removed in a defined rotational position and can be implanted in a likewise defined rotational position.
  • Figure 7 shows an exemplary embodiment of such
  • Removal instrument which consists essentially of an extractor guide 30 and an extractor 31.
  • the extractor guide 30 is essentially tubular and has at one end a support flange 32 which is aligned at an angle ⁇ to the tube axis.
  • a support flange 32 which is aligned at an angle ⁇ to the tube axis.
  • the support flange 32 can have holes (not shown) for its attachment, through which it can be nailed to the tissue with Kirschner wire.
  • An external three-point fixation, as already mentioned in connection with FIG. 2, is also possible for fastening the extractor guide.
  • the extractor guide 30 has an inner diameter matched to the extractor 31 and a guide groove 33 which runs axially on the inner surface and runs, for example, at the point on the inner circumference corresponding to the highest or lowest point of the support flange 32.
  • the inside diameter is on the radial extension of the guide groove
  • the extractor 31 is also tubular and has an inner diameter which corresponds to the diameter of the column to be removed. One end is pointed like a blade.
  • the Extractor 31 On its outer surface, the Extractor 31 has a guide cam 35 which runs in the guide groove 33 of the extractor guide 30 when the extractor 31 is inserted into the extractor guide 30.
  • This guide cam 35 is arranged axially in such a way that it is positioned in the enlarged end region 34 of the extractor guide 30 when the tapered end face of the extractor 31 has reached the depth in the tissue which corresponds to the length of the column to be removed. Thanks to the guide cam, the extractor 31 can only be inserted into the extractor guide 30 in a defined rotational position, but can be rotated at its base in the extractor guide in order to detach the column.
  • the extractor has at least one axially extending and advantageously cutting-like rotary stop 36 on its inner surface as close as possible to the tapered end face, projecting radially into the inner cavity. It turns out that the radial extent of such a rotation stop need not be greater than one millimeter.
  • the extractor 31 guided through the extractor guide 30 can be used to punch out a column of tissue, as indicated by the lines S, and to detach it by rotating its base.
  • a hollow drill pre-drilled along the lines S.
  • a hollow drill corresponds in shape to the extractor 31, the guide cam 35 and the rotary stop 36 being missing.
  • the tapered edge is advantageously made of a diamond-containing material or coated with such a material.
  • the drill also has suitable means for determining the drilling depth.
  • FIG. 7 also shows a plunger 37 for ejecting an extracted tissue column from the extractor 31.
  • the plunger has a distal end face which, like the support flange 32, unites with the plunger axis Forms angle ⁇ . So that the plunger 37 can only be inserted into the extractor in the rotational position corresponding to the flange position, it has an axially extending guide groove 38 and the extractor 31 has a corresponding guide comb 39, which, however, does not extend into the area of a tissue column positioned in the extractor.
  • the distal end of the plunger 37 has a reduced diameter so that it can be pushed past the rotary stop 36 to the end of the extractor 31.
  • FIG. 8 shows an implantation instrument for implanting the tissue column removed with the removal instrument according to FIG. 7.
  • the instrument is shown as a top view.
  • This is an implantation guide 40 which is configured in the same way as the punching or drilling guides 11 and 12 in FIG. 2 and can be positioned in the same ring guide 10 (indicated by a dash-dotted circular line).
  • the inside diameter of the implant guide 40 is matched to the outside diameter of the extractor 31. So that the extractor 31 can only be inserted into the implantation guide 40 in the predetermined rotational position, the latter has an axially extending guide groove 41 on its inner surface, in which the guide cam 35 of the extractor 31 can be positioned.
  • the angles ⁇ of the tissue columns to be implanted are clearly determined for each column by the shape of the previously selected surface template 24 (FIG. 4). It is therefore sufficient to provide the surgeon with a removal instrument with a set of different extractor guides 30, which can be correlated, for example, with a code with the corresponding measurement opening of the surface template or with the corresponding opening created in the defect area. Different numbers of lines for different pairs of measuring openings and extractor guides for a surface template to be correlated are conceivable as a code, the lines for different surface templates having different colors.
  • the Extractor guides 30 can also be designated by the size of the angle ⁇ and the same sizes can be noted on the surface templates next to the measurement openings.
  • a surgeon will therefore read from the surface template 24 which extractor guide 30 he has to use to remove each column of tissue. He assembles the extractor guide 30 at a suitable extraction point, he drills the tissue column through the extractor guide 30 with internal and external cooling, he drives an extractor 31 into the pilot hole, detaches the tissue column from its base by rotating the extractor, and rotates the extractor 31 back to its original rotational position and removes the extractor 31 with the tissue column from the extractor guide 30.
  • the axial length of the tissue column removed is determined per se if means are provided with which the drilling depth and the insertion depth of the extractor into the tissue can be adjusted. Nevertheless, it may be advantageous to check this length before the implantation and correct it if necessary. For this purpose, 31 windows (see also FIGS.
  • the extractor 13 and 17 are provided in the extractor, which are arranged such that the cartilage surface of the removed column comes to lie in the area of the windows, and length scales in the area of the windows, with the aid of which the distance between the tapered edge of the extractor and the cartilage surface of the tissue column can be determined. If the tissue column removed is too long, it is pushed forward slightly with the aid of the ram 37 and the part protruding from the extractor is cut off.
  • FIGS. 9 and 10 show a top view and in section of a repaired cartilage defect which, in addition to implanted tissue columns 2, has an implanted cartilage layer 50 grown in vitro.
  • the cartilage layer 50 fills the gaps between the tissue columns 2 and those between the tissue columns 2 and the native cartilage layer 1.
  • the implanted cartilage layer 50 is where the defect is deeper than the thickness of the cartilage layer 50 backfilled with a suitable filling material 51.
  • the main advantage of the repair according to FIGS. 9 and 10 with an implanted cartilage layer 50 compared to the repair according to FIG. 1 without such a cartilage layer is that with the cartilage layer 50 the gaps between the implanted tissue columns 2 are completely closed, as a result of which synovial fluid penetrates the bone tissue can be prevented. As a result, the columns can also be implanted a little further apart, so that they are completely surrounded by native bone tissue, which considerably accelerates the complete adhesion of native and implanted tissue.
  • the cartilage layer 50 is previously grown from autologous cells either on a base made of a bone substitute material or without such a base.
  • the shape of the resulting cartilage is determined by the space that is made available to the cells during cultivation.
  • the in vitro grown cartilage layer 50 For an implantation, the in vitro grown cartilage layer 50 must be punched or cut as precisely as possible into the shape that corresponds to an opening made in the area of the defect to be repaired, and openings for the tissue columns must be created therein, which openings in turn for a "press fit "should have a slightly smaller diameter than the fabric columns. Furthermore, the thickness of the grown cartilage layer must be determined for a precise backfilling of the cartilage layer or for a corresponding cutting out of the defect.
  • a ring guide 10 (FIG. 2) is mounted in the defect area and the native cartilage tissue is cut vertically along it with a corresponding ring punch instrument or with a scalpel and then removed or removed against the defect, in such a way that within the The guidance of the cartilage or bone surface is deeper than the original cartilage surface by at least the thickness of the cartilage layer to be implanted.
  • FIGS. 9 and 10 A repair with six rotationally symmetrically arranged tissue columns 2 is shown in FIGS. 9 and 10.
  • FIGS. 9 and 10 A repair with six rotationally symmetrically arranged tissue columns 2 is shown in FIGS. 9 and 10.
  • other column arrangements with different numbers of tissue columns, in particular also with only one tissue column, can be carried out in the same way.
  • FIG. 11 shows an exemplary embodiment of a punching instrument for producing a desired implant from the cartilage layer 50 for a repair, as is shown in FIGS. 9 and 10.
  • the punching instrument essentially consists of a support surface 60 and a die 61.
  • the shape (curvature) of the support surface 60 advantageously corresponds to the shape of the cartilage surface 22 to be reconstructed (FIGS. 3 and 4) or the surface template 24 (FIG. 4), according to which the Cartilage surface is reconstructed.
  • the punching die 61 has a shape corresponding to the support surface 60 and has punching blades 62 corresponding to the outline of the implant to be created and the openings to be made for tissue columns, the punching blades having a width which is greater than the thickness of the cartilage layer to be punched.
  • the grown cartilage layer 50 is positioned on the support surface 60 and the die 61 is moved in parallel against the support surface 60 by means of suitable drive means until the punch blades 62 on the support surface 60 or rest on the counterblades and the cartilage layer 50 is completely severed at the intended locations.
  • FIG. 12 shows an exemplary embodiment of an instrument for determining the thickness of a cartilage layer 50 grown in vitro (with or without a base layer made of bone substitute material).
  • the instrument essentially consists of a measuring block 70 with indentations 71 of different depths and a weighting block 72, which advantageously consists of a transparent material and whose weight per contact surface essentially corresponds to the pressing force used during the implantation.
  • the depressions 71 advantageously have the shape of a defect to be repaired or the shape of an opening which has been created in the region of such a defect for the implantation of the cartilage layer 50.
  • the punched out cartilage layer 50 is placed in one of the depressions 71 and weighted down with the weighting block 72.
  • the thickness of the cartilage layer 50 relevant for the implantation corresponds to the depth of the depression 71 on which the weighting block 72 is no longer resting when the cartilage layer 50 is positioned therein.
  • An instrument set according to the invention for repairing a defect according to FIGS. 9 and 10 thus has, in addition to at least some of the instruments already described, an instrument for punching or cutting an in vitro grown cartilage layer 50 with a set of different pairs of support surfaces 60 and punching dies 61. Furthermore, the set of instruments advantageously has an instrument for measuring the thickness of such a cartilage layer that is relevant for the implantation, or a set of such instruments for different types of defects.
  • a surgeon carries out, for example, the following steps in the order given:
  • Tissue column 2 implantation of the tissue column 2 in the opening 21;
  • FIGS. 13 to 16 illustrate (FIGS. 13 to 15 in section parallel to the axis) parts of a further exemplary embodiment of an instrument for removing and implanting tissue columns: FIG. 13 an extractor 31.1, FIG. 14 an extractor guide 30.1 for guiding the extractor 31.1 when the tissue column is removed, FIG. 15 shows an implant guide 40.1 for guiding the extractor 31.1 during the implantation of the tissue column and FIG. 15 shows a plunger 37.1 for ejecting a tissue column from the extractor 31.1.
  • the instrument parts 31.1, 30.1, 40.1 and 37.1 correspond in many features to the functionally identical instrument parts 31, 30, 40, 37 already described in connection with FIGS. 7 and 8. Only the features in which they differ from these are described here differentiate. Further features are designated by the reference numerals in FIGS. 7 and 8.
  • the extractor 31.1 has, in its region facing the tapered front edge, two windows 80 lying opposite one another and a length scale 81 for the inspection and length measurement of a removed tissue column. Furthermore, the extractor on the side of the window 80 opposite the tapered end edge is divided longitudinally into two extractor parts up to its opposite end by two axially extending slots 82 arranged opposite one another. The end of the extractor opposite the tapered front edge is equipped for easy handling with a handle 83, also divided into two parts, which also limits the depth of insertion of the extractor 31.1 into a corresponding guide 30.1, 40.1.
  • the rotary stop 36 shown in FIG. 7 and the two rotary stops in FIG. 13, which prevent twisting of the extractor relative to the tissue column when a tissue column is twisted can also be made significantly longer than is shown in FIG. 13 or also in FIG.
  • such a rotation stop 36 can each extend over the maximum length that a tissue column to be removed with the corresponding extractor can have, or even over the entire length of the extractor. Extractors with longer ones
  • Rotation stops 36 are particularly advantageous when the surgeon or orthopedist has advanced the extractor into the area of the cancellous bone, but the cancellous bone is no longer able to offer the extractor the necessary support to hold the column of tissue from the floor, on which it is still anchored to turn. With a longer rotary stop 36, however, this rotary stop extends in any case into an area of the tissue column that offers sufficient hold to ensure that the tissue column is safely unscrewed even if this is not possible with a short rotary stop 36 due to the nature of the cancellous bone would.
  • the extractor guide 30.1 is not equipped like the extractor guide 30 for a precise removal angle ⁇ (FIGS. 6 and 7) and cannot be fixed at a removal point.
  • the implant guide 40.1 is also not equipped to be fixed in the defect area. It also has windows 80 lying opposite one another, through which the rotational position can be determined by aligning the windows in the extractor 31.1 of a tissue column during the implantation.
  • the inner diameter of the implant guide 40.1 corresponds to the outer diameter of the extractor 31.1 only in a distal end region and is otherwise larger than this. This allows the two extractor parts separated by the slots 82 to be spread apart during the implantation.
  • the plunger 37.1 has a conical region 84 for the expansion of the extractor parts mentioned.
  • the plunger 37.1 also has a handle 85, which serves for its convenient handling and at the same time ensures that the plunger can only be pushed up to the pointed end of the extractor 31.1.
  • the features of the instrument parts 31.1, 30.1, 40.1 and 37.1 according to FIGS. 13 to 16 can be combined as desired with features of the functionally identical instrument parts 31, 30, 40, 37 according to FIGS. 7 and 8.
  • Figure 17 shows the instrument parts 31.1, 40.1 and 37.1 according to Figures 13, 15 and 16 in a three-dimensional representation.
  • FIGS. 18 and 19 show further exemplary embodiments for an implant guide 40.2 and a plunger 37.2 which are similar to the implant guide 40.1 and the plunger 37.1 from FIGS. 15 and 16.
  • the extractor 31.1 and also the extractor guide 30.1 can be kept essentially unchanged in the form shown in FIG. 13 and FIG. 14, but in particular the rotary stops 36 can extend over the entire length of the extractor 31.1.
  • the handle 83 has a stop pin 830 projecting downward on its underside.
  • This stop pin 830 is of no further importance for the removal of the tissue column at the harvesting point, except that the extractor guide 30.1 (FIG. 14) can have a corresponding recess 831 for receiving this stop pin 830, which then together with the stop pin represents an anti-rotation device.
  • the stop pin 830 can be of considerable importance if the implant guide is designed accordingly. In order to explain this meaning, the stop pin 830 can have a height of 3 mm, for example, for the following consideration (measured from the underside of the handle 83).
  • tissue column has been removed at the harvesting point with the aid of the extractor 31.1, which is then located in the extractor 31.1 and is, for example, flush with the extractor 31.1 at the bottom, this should be the case Tissue column - as explained earlier - are implanted in a corresponding hole or recess at the defect site.
  • This implantation is carried out in such a way that the tissue column is fitted into the hole at the defect site with a slight press fit ("press fit").
  • press fit it is of particular advantage for the success of such an implantation / transplant if the original shape of the cartilage (i.e. the shape before the defect appears) is reproduced as realistically as possible so that the cartilage again as good as possible after the healing process has its original shape.
  • the tissue column may be necessary, depending on the size of the defect, for the tissue column to either reach the bottom of the hole with the aid of the implant guide 40.2 and the plunger 37.2 (FIG. 18 or FIG. 19) the defect has been created, is pressed in, or that the tissue column has a predetermined distance from the bottom of the bore after the pressing in, so that the original shape of the cartilage can be reproduced as lifelike as possible.
  • the tissue column Under no circumstances should the tissue column be pressed in deeper than the bottom of the hole. This risk exists especially if the bottom of the hole lies within the (porous) cancellous bone. To achieve or avoid all of this, the surgeon or orthopedist should be given a simple instrument.
  • the implant guide 40.2 has on its proximal face (FIG. 18) two depressions 832 and 833, for example arranged opposite one another, of which the depression 832 has a depth of 1 mm and the depression 833 has a depth of 3 mm. If, during implantation, the extractor 31.1 (FIG. 13) containing the tissue column is first inserted into the implant guide 40.2 with the stop pin 830. (FIG. 18), the stop pin 830 can be introduced in three different positions relative to the implant guide 40.2. In the first position, the stop pin 830 comes to rest in the recess 833.
  • the stop pin 830 has a length of 3 mm in the selected embodiment, but the recess 833 also has a depth of 3 mm, the underside of the handle 83 of the extractor 31.1 comes to lie flat on the proximal end face of the implant guide 40.2.
  • the stop pin 830 comes to rest in the recess 832. This has a depth of 1 mm, so that the underside of the handle 83 of the extractor 31.1 is 2 mm above the proximal
  • the end face of the implant guide 40.2 comes to rest when the stop pin 830 stands on the bottom of the depression 832.
  • the stop pin 830 does not come to rest in either of the two depressions 832 or 833, but lies on the proximal end face of the implant guide 40.2.
  • the underside of the handle 83 of the extractor 31.1 comes to lie 3 mm above the proximal end face of the implant guide 40.2.
  • the implant guide 40.2 When the implant guide 40.2 is inserted, the implant guide 40.2 is placed at the location of the defect, in such a way that the distal end face of the implant guide 40.2 is placed on the subchondral bone around the hole already created. The plunger of tissue is then pressed out of the extractor into the bore using the ram.
  • the plunger is basically designed such that when the plunger is fully inserted into the extractor, the underside of the handle of the plunger rests on the proximal end face of the handle of the extractor 31.1. In this state it is distal end of the plunger flush with the distal end of the extractor - the distal end of the plunger has pushed the tissue column completely out of the extractor, but not necessarily completely out of the implant guide 40.2. That depends on the position in which the extractor has been inserted into the implant guide 40.2.
  • the plunger 37.2 has also pushed the tissue column completely out of the implant guide 40.2 (because the distal end of the extractor is then also flush with the distal end the implant guide) and has therefore normally pushed the tissue column to the bottom of the hole at the location of the defect, the tissue column does not protrude above the subchondral bone.
  • the plunger completely immersed in the extractor has pushed the tissue column completely out of the extractor 31.1, but not completely out of the implant guide 40.2 (because it is flat the distal end of the extractor is not flush with the distal end of the implant guide), and there still remains a length of 3 mm (length of the stop pin 830) minus 1 mm (depth of the bore 832), i.e. a length of 2 mm, by which the tissue column still protrudes into the implant guide 40.2.
  • the tissue column then also protrudes from the subchondral bone by this amount, but this can be desirable for larger defects in order to faithfully reproduce the shape of the original cartilage.
  • stop pin 830 stands on the proximal end face of the extractor 31.1 (third position), there is a corresponding amount of 3 mm by which the tissue column is still in the implant guide when the plunger is fully inserted 40.2 protrudes or protrudes above the subchondral bone at the location of the defect. It is clear that these values for the depth of the depressions 832 and 833 are only to be considered as examples, of course other values are also possible. The surgeon or orthopedist can then decide, depending on the circumstances at the location of the defect, how far he wants to press the tissue column into the hole.
  • the plunger 37.2 shown in FIG. 19 now has a special feature in comparison to the plunger 37.1 (FIG. 16).
  • the handle of the plunger 37.2 namely comprises two parts, an upper handle part 851, which is fixedly connected to the shaft of the plunger, and a lower handle part 852, which can be moved along the shaft and whose outer wall is conically tapered when viewed in the distal direction.
  • This lower grip part 852 can be moved along the shaft up to a bead 853 at most.
  • the lower handle part 852 can only be advanced until the underside of the lower handle part 852 bears against the proximal end face of the handle 83 of the extractor 31.1. In the case of the extractor 31.1 which is slightly spread in this way, this is further
  • Pressing out the column of tissue or pressing the column of tissue into the hole is facilitated because the slightly spread extractor makes it easier to press the column of tissue out of the extractor into the hole at the location of the defect.
  • the surgeon or orthopedic surgeon can also use a small hammer with which he lightly strikes the upper handle part 851 until the upper handle part 851 is in contact with the lower handle part 852, which in turn is on the proximal end face of the handle 83 of the extractor 31.1.

Abstract

Endochondral or osteochondral defects, especially joint cartilage defects are repaired by making cylindrical holes (21) in the area of the defect and implanting columns of tissue (2) with a vital cartilage layer (2') on one front surface, said columns of tissue (2) being taken for example from a less strained joint site. The chances of success of this type of reparation are improved by increased precision. To this end, a guiding instrument for precisely guiding cutting or boring instruments is used for making the holes (21). Said guiding instrument can be positioned and fixed in the area of the defect. Consequently it is possible to achieve a high degree of precision in terms of the parallelity and the position of the holes (21). It is also possible to reconstruct an original cartilage surface very accurately by determining an original cartilage surface and then matching the axial length and the angle between the cartilage surface and the column axis of the column of tissue (2) to be implanted to this original surface. Gaps between the implanted tissue columns (2) and on the edges of the defect in the reconstructed cartilage surface are also filled using another implant from a layer of cartilage (50) grown in vitro.

Description

Verfahren und Instrumente für die Reparatur von endochondralen und osteochondralen DefektenMethods and instruments for repairing endochondral and osteochondral defects
Die Erfindung liegt im Gebiet der Medizinaltechnik und betrifft Verfahren und Instrumente nach den Oberbegriffen der entsprechenden Patentansprüche. Die Verfahren und Instrumente dienen zur Reparatur von endochondralen und osteochondralen Defekten, insbesondere von Defekten, die Gelenkknorpel oder Gelenkknorpel und darunterliegendes Knochengewebe betreffen.The invention is in the field of medical technology and relates to methods and instruments according to the preambles of the corresponding claims. The methods and instruments are used to repair endochondral and osteochondral defects, in particular defects that affect articular cartilage or articular cartilage and underlying bone tissue.
Defekte im Gelenkknorpel oder Defekte, die Gelenkknorpel und darunterliegendes Knochengewebe betreffen, werden gemäss dem Stand der Technik repariert, indem sie mit künstlichen, gegebenenfalls vitale Zellen enthaltenden Materialien gefüllt werden, indem in vitro gezüchtetes Knorpelgewebe implantiert wird oder indem an intakten, vorteilhafterweise unbelasteten Stellen Knorpelgewebe entnommen und als Autotransplantat an der defekten Stelle implantiert wird, insbesondere die Autotransplantate sind meistens Säulen mit einer äusseren Knorpel-Stirnseite und einer inneren Knochen-Stirnseite. Bei grösseren Defekten wird üblicherweise eine Mehrzahl derartiger Säulen mosaikartig nebeneinander implantiert. Zum Implantieren von Gewebesäulen werden im Bereich des Defektes möglichst genau definierte, zylindrische Öffnungen erstellt, wobei ein Gewebezylinder ausgestanzt oder ausgebohrt und anschliessend durch Drehen an seiner Basis abgetrennt wird oder wobei ein spanabhebender Bohrer verwendet wird. An einer unbelasteten Gelenkstelle (z.B. Kondylenbereich des Femurs) werden dann Gewebesäulen entnommen, deren Durchmesser leicht grösser ist als der Innendurchmesser der gesetzten Öffnungen im Bereich des Defekts. Die zu entnehmenden Gewebesäulen werden mit einem Hohlbohrer ausgebohrt und dann durch Drehen an der Basis abgetrennt. Die entnommenen Gewebesäulen werden dann in die gesetzten Defektöffnungen eingesetzt, wobei dank der unterschiedlichen Durchmesser ein sogenannter "Pressfit" entsteht, durch den die Säulen in den Öffnungen gehalten werden. Die durch die Entnahme der Säulen entstehenden Öffnungen werden üblicherweise mit dem Material, das aus dem Defekt entfernt wurde, gefüllt, wenn dieses Material in einem gesundheitlich guten Zustand ist, oder sie werden durch Einsetzen von künstlichen Materialien oder von in vitro gezüchtetem Material geschlossen.Defects in the articular cartilage or defects that affect the articular cartilage and underlying bone tissue are repaired according to the prior art by filling them with artificial, possibly vital cells-containing materials, by implanting in vitro grown cartilage tissue or by cartilage tissue in intact, advantageously unstressed areas removed and implanted as an auto-graft at the defective site, in particular the auto-grafts are mostly columns with an outer end of the cartilage and an inner end of the bone. In the case of larger defects, a plurality of such columns are usually implanted side by side in a mosaic-like manner. For implanting tissue columns, cylindrical openings are defined as precisely as possible in the area of the defect, a tissue cylinder being punched out or drilled out and then separated by turning at its base, or a cutting drill being used. Tissue columns are then removed from an unloaded joint (for example, the condylar region of the femur), the diameter of which is slightly larger than the inside diameter of the openings in the area of the defect. The tissue columns to be removed are drilled out with a hollow drill and then separated by turning the base. The removed tissue columns are then inserted into the defect openings, whereby a so-called "press fit" is created thanks to the different diameters, by means of which the columns are held in the openings. The openings resulting from the removal of the columns are usually filled with the material which has been removed from the defect, if this material is in good health, or they are closed by inserting artificial materials or material grown in vitro.
Für das Ablösen und Entnehmen der zu implantierenden Gewebesäulen und gegebenenfalls auch für das Ausstanzen oder Entnehmen des Gewebes aus den Öffnungen im Defektbereich kommen üblicherweise rohrförmige Instrumente zur Anwendung, die an ihrer einen Stirnseite eine ringförmige Schneidekante aufweisen und am anderen Ende zum Halten und Führen ausgerüstet sind. Zur Überprüfung der Länge und der Qualität der ausgestanzten Gewebesäule weist ein derartiges Instrument vorteilhafterweise entsprechende Fenster auf. Das ausgestanzte Material wird mit Hilfe eines auf den Innendurchmesser desFor the detachment and removal of the tissue columns to be implanted and possibly also for punching or removing the tissue from the openings in the defect area, tubular instruments are usually used, which have an annular cutting edge on one end face and are equipped for holding and guiding at the other end . To check the length and quality of the punched-out tissue column, such an instrument advantageously has corresponding windows. The punched material is cut to the inside diameter of the
Instruments abgestimmten Stöpsels aus dem rohrförmigen Instrument geschoben. Derartige Instrumentensätze sind auf dem Markt erhältlich, hergestellt beispielsweise von Smith & Nephew. Inc., USA, oder von Arthrex Inc., USA. Zum Herstellen der Öffnungen im Defektbereich durch Bohren können Flachbohrer zur Anwendung kommen. Es zeigt sich, dass der Erfolg der oben genannten Methoden zur Reparatur von Gelenkknorpel-Defekten durch Implantation von vitalem Gewebe in hohem Masse abhängig ist von der Präzision, mit der das Reparaturgewebe eingesetzt wird, und auch davon, welcher Behandlung das Gewebe bei der Entnahme und bei der Implantation ausgesetzt wird.Instruments matched plugs pushed out of the tubular instrument. Such instrument sets are available on the market, manufactured for example by Smith & Nephew. Inc., USA, or from Arthrex Inc., USA. Flat drills can be used to create the openings in the defect area by drilling. It has been shown that the success of the above-mentioned methods for repairing articular cartilage defects by implanting vital tissue depends to a large extent on the precision with which the repair tissue is used and also on the treatment that the tissue takes when it is removed and exposed during implantation.
Die Erfindung stellt sich aus diesem Grunde die Aufgabe, bekannte Verfahren und Instrumentensätze zur Reparatur von Knorpel-Defekten oder von Defekten, die Knorpel und darunterliegendes Knochengewebe betreffen, insbesondere von Gelenkknorpeldefekten, durch Implantation oder Transplantation von vitalem Geweben in Säulenform im Sinne einer Erhöhung der Erfolgschancen zu verbessern. Die erfindungsgemässen Verfahren und Instrumente sollen es ermöglichen, die Präzision der Reparatur zu erhöhen bei einer gleichzeitig sehr schonenden Behandlung des manipulierten Gewebes. Die erfindungsgemässen Instrumente sollen trotzdem einfach herstellbar und insbesondere einfach handhabbar sein. Die erfindungsgemässen Verfahren und Vorrichtungen sollen insbesondere geeignet sein, um grössere Defekte mit einer Mosaikmethode zu reparieren, sie sollen selbstverständlich aber mindestens teilweise auch anwendbar sein für kleine Defekte, die mit nur einem Implantat zu reparieren sind.For this reason, the invention is based on the object of known methods and instrument sets for repairing cartilage defects or defects affecting cartilage and underlying bone tissue, in particular articular cartilage defects, by implanting or transplanting vital tissue in the form of a column in order to increase the chances of success to improve. The methods and instruments according to the invention are intended to make it possible to increase the precision of the repair while at the same time treating the manipulated tissue very gently. The instruments according to the invention should nevertheless be easy to manufacture and, in particular, easy to handle. The methods and devices according to the invention should in particular be suitable for repairing larger defects using a mosaic method, but of course they should at least partially also be applicable for small defects that can be repaired with only one implant.
Diese Aufgabe wird gelöst durch Verfahren und Instrumente, wie sie in den unabhängigen Patentansprüchen definiert sind. Die abhängigen Patentansprüche definieren weitere Ausführungsformen.This object is achieved by methods and instruments as defined in the independent patent claims. The dependent claims define further embodiments.
Es zeigt sich, dass zur Lösung der oben genannten, generellen Aufgabe Verbesserungsanstrengungen für vier Teilaspekte notwendig sind, wobei je nach Anwendungsfall einer der Verbesserungsaspekte die grösste Wirkung hat und die anderen Aspekte eine kleine Wirkung entwickeln oder ohne merkliche Wirkung sind und deshalb auch weggelassen werden können. Die vier Hauptverbesserungs-Aspekte sind die folgenden:It turns out that improvement efforts for four sub-aspects are necessary to solve the above-mentioned general task, depending on the application one of the improvement aspects has the greatest effect and the other aspects have a small effect or without noticeable effects Are effective and can therefore also be omitted. The four main improvement aspects are as follows:
Bei der Implantation einer Mehrzahl von Gewebesäulen wird die Präzision der Positionierung und Parallelität der im Bereich des Defektes erzeugten, zylindrischen Öffnungen erhöht. Dies wird realisiert, indem die Öffnungen unter Verwendung entsprechender Lehren erstellt werden. Durch diese Massnahme wird generell verhindert, dass in die Öffnungen implantierte Gewebesäulen gegeneinander drücken und dadurch zusätzlichen Belastungen ausgesetzt sind, und es wird dafür gesorgt, dass jede implantierte Säule mindestens in dem Bereich, in dem sie in gesundem Gewebe verankert ist, möglichst rundum von nativem Gewebe umgeben ist, was die Wundheilung verbessert.When a plurality of tissue columns are implanted, the precision of the positioning and parallelism of the cylindrical openings produced in the region of the defect is increased. This is accomplished by creating the openings using appropriate gauges. This measure generally prevents tissue columns implanted in the openings from pressing against one another and thereby being exposed to additional loads, and it is ensured that each implanted column is at least in the area in which it is anchored in healthy tissue as completely as possible from native Tissue is surrounded, which improves wound healing.
- Mit der Knorpeloberfläche des reparierten Defektes wird mit verbesserter Präzision die Topographie der ursprünglichen, das heisst gesunden bzw. defektlosen Knorpeloberfläche nachgebildet. Um dieses Ziel zu erreichen, wird die achsiale Länge der zu implantierenden Gewebesäulen und möglichst auch die Ausrichtung der Knorpeloberfläche relativ zur Säulenachse gezielt auf die nachzubildende Knorpeloberfläche ausgerichtet. Diese Massnahme ist besonders wichtig im Falle von relativ grossen Defekten, die mit einer Mehrzahl von Implantatsäulen zu reparieren sind. Je besser die ursprüngliche Knorpeloberfläche nachgebildet ist, desto gleichmässiger werden beim Gebrauch des reparierten Gelenkes die Oberflächen der einzelnen Implantate belastet und desto gleichmässiger ist die gesamte Last auf die einzelnen Implantate verteilt. Dadurch können unerwünschte Deformationen und Beschädigungen der Implantate und des nativen Knorpels rund um den reparierten Defekt als Nachwirkungen der Reparatur verhindert werden. Die Knorpeloberfläche des reparierten Defektes wird lückenloser gestaltet und auch lückenloser an den nativen Knorpel angeschlossen. Die Lückenlosigkeit der Knorpeloberfläche wird realisiert mit einer Kombination von transplantierten oder implantierten Gewebesäulen mit in vitro gezüchtetem Knorpelgewebe, mit dem Lücken zwischen den implantierten- With the cartilage surface of the repaired defect, the topography of the original, i.e. healthy or defect-free cartilage surface is reproduced with improved precision. In order to achieve this goal, the axial length of the tissue columns to be implanted and, if possible, also the orientation of the cartilage surface relative to the column axis are specifically aligned to the cartilage surface to be simulated. This measure is particularly important in the case of relatively large defects that can be repaired with a plurality of implant columns. The better the original cartilage surface is simulated, the more evenly the surfaces of the individual implants are loaded when the repaired joint is used, and the more evenly is the total load distributed to the individual implants. This can prevent undesirable deformations and damage to the implants and the native cartilage around the repaired defect as after-effects of the repair. The cartilage surface of the repaired defect is made more gapless and also connected more seamlessly to the native cartilage. The gaplessness of the cartilage surface is realized with a combination of transplanted or implanted tissue columns with in vitro grown cartilage tissue, with the gaps between the implanted
Gewebesäulen und gegebenenfalls auch Lücken zwischen den Gewebesäulen und dem nativen Knorpel ausgefüllt werden. Durch eine lückenlose Knorpeloberfläche wird ein Zusammenwachsen von Implantat und nativem Knorpel gefördert und werden Folgeschäden verhindert, die dadurch entstehen können, dass Synovialflüssigkeit durch Lücken in derTissue columns and possibly also gaps between the tissue columns and the native cartilage are filled. A gapless cartilage surface encourages the implant and native cartilage to grow together and prevents consequential damage that can occur due to the fact that synovial fluid due to gaps in the
Knorpelschicht auf das darunterliegende Knochengewebe gelangt. Diese Massnahme ist ebenfalls bei grösseren Defekten, die mit einer Mehrzahl von Transplantatsäulen zu reparieren sind, wichtig, während für kleine Defekte der eingangs bereits erwähnte "Pressfit" ausreicht.Cartilage layer reaches the underlying bone tissue. This measure is also important for larger defects that can be repaired with a plurality of graft columns, while the "press fit" already mentioned at the beginning is sufficient for small defects.
Das zu implantierende Material wird sowohl beim Ernten als auch beim Implantieren schonend und insbesondere möglichst drucklos behandelt, sodass unkontrollierte Deformationen der Gewebesäulen-Transplantate und gegebenenfalls der in vitro gezüchteten Implantatsteile vermieden und dadurch ebenfalls die Präzision der Reparatur verbessert wird.The material to be implanted is treated gently during harvesting as well as during implantation and in particular without pressure, so that uncontrolled deformations of the tissue column grafts and possibly the implant parts grown in vitro are avoided and the precision of the repair is also improved thereby.
Die implantierten Gewebesäulen sind für alle Fälle vorteilhafterweise an einer unbelasteten Stelle entnommene Autotransplantate, können aber auch aus einem Knochenersatzmaterial bestehen, auf dem in vitro vorgängig Knorpelgewebe gezüchtet wurde. Auch derartige zu implantierende Säulen werden vorteilhafterweise während der Reparaturoperation aus entsprechend vorbereiteten Stücken durch Ausstanzen bzw. Ausbohren (Hohlbohrer) hergestellt. Die erfindungsgemässen Verfahren und Instrumente eignen sich sowohl für Reparaturoperationen, die als offene Chirurgie durchgeführt werden als auch für Arthroskopie.The implanted tissue columns are advantageously autotransplants removed from an unloaded area for all cases, but can also consist of a bone substitute material on which cartilage tissue was previously grown in vitro. Such columns to be implanted are also advantageously produced during the repair operation from appropriately prepared pieces by punching out or drilling out (hollow drill). The methods and instruments according to the invention are suitable both for repair operations which are carried out as open surgery and for arthroscopy.
Im Zusammenhang mit den folgenden Figuren sollen nun beispielhafte Ausführungsformen des verbesserten Verfahrens und der verbesserten Instrumentensätze zur Reparatur von endochondralen oder osteochondralen Defekten, insbesondere in Gelenken, mehr im Detail beschrieben werden. Dabei zeigen:In connection with the following figures, exemplary embodiments of the improved method and the improved instrument sets for repairing endochondral or osteochondral defects, in particular in joints, will now be described in more detail. Show:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines nach der bekanntenFigure 1 is a schematic representation of a known
Mosaikmethode reparierten Knorpeldefekts als Draufsicht und im Schnitt zur Erläuterung des Verbesserungsaspekts der Präzision bezüglich Positionierung und Parallelität der im Bereich des Defektes erzeugten Öffnungen,Mosaic method repaired cartilage defect as a top view and in section to explain the improvement aspect of the precision with regard to positioning and parallelism of the openings created in the area of the defect,
Figur 2 eine beispielhafte Ausführungsform einer Lehre für die Erstellung der Öffnungen im Bereich eines gemäss Figur 1 zu reparierenden Defektes,FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a teaching for creating the openings in the area of a defect to be repaired according to FIG. 1,
Figur 3 eine schematische Darstellung eines Knorpeldefektes zur Erläuterung des Verbesserungsaspektes der Rekonstruktion der ursprünglichen Knorpeloberfläche durch entsprechende axiale Länge von zu implantierenden Gewebesäulen und eine beispielhafte Lehre zur Rekonstruktion der ursprünglichen Knorpeloberfläche,FIG. 3 shows a schematic representation of a cartilage defect to explain the improvement aspect of the reconstruction of the original cartilage surface by means of the corresponding axial length of tissue columns to be implanted and an example of a teaching for the reconstruction of the original cartilage surface,
Figur 4 eine beispielhafte Ausführungsform eines Instruments zur Bestimmung des Abstandes zwischen der ursprünglichen Knorpeloberfläche und der Grundfläche einer erstellten Öffnung im Bereich eines zu reparierenden Defektes gemäss Figur 3, Figur 5 undFIG. 4 shows an exemplary embodiment of an instrument for determining the distance between the original cartilage surface and the base area of a created opening in the area of a defect to be repaired according to FIG. 3, Figure 5 and
Figur 6 schematische Darstellungen eines Knorpeldefektes (Figur 5) und einer Entnahmestelle (Figur 6) zur Erläuterung des6 shows schematic representations of a cartilage defect (FIG. 5) and a removal point (FIG. 6) to explain the
Verbesserungsaspekts der Rekonstruktion der ursprünglichen Knorpeloberfläche durch entsprechende Anpassung des Winkels zwischen Knorpeloberfläche und Achse einer zu implantierenden Gewebesäule,Aspect of improvement of the reconstruction of the original cartilage surface by appropriate adjustment of the angle between the cartilage surface and the axis of a tissue column to be implanted,
Figur 7 eine beispielhafte Ausführungsform eines Instruments zum Entnehmen und Implantieren von Gewebesäulen mit einem vorbestimmten Winkel α zwischen Knorpeloberfläche und Säulenachse,FIG. 7 shows an exemplary embodiment of an instrument for removing and implanting tissue columns with a predetermined angle α between the cartilage surface and the column axis,
Figur 8 eine Lehre gemäss Figur 2 ausgerüstet für die Implantation von Gewebesäulen in einer vorbestimmten Drehposition,8 shows a teaching according to FIG. 2 equipped for the implantation of tissue columns in a predetermined rotational position,
Figur 9 undFigure 9 and
Figur 10 schematische Darstellungen eines reparierten Knorpeldefektes als Draufsicht (Figur 9) und im Schnitt (Figur 10) zur Erläuterung des Verbesserungsaspektes der Lückenlosigkeit der reparierten Knorpeloberfläche,10 shows schematic representations of a repaired cartilage defect as a top view (FIG. 9) and in section (FIG. 10) to explain the improvement aspect of the gaplessness of the repaired cartilage surface,
Figur 11 eine beispielhafte Ausführungsform eines Stanzwerkzeuges für die Herstellung eines Implantates aus in vitro gezüchtetem Knorpelgewebe für eine Reparatur gemäss Figuren 9 und 10, Figur 12 eine beispielhafte Ausführungsform eines Instruments zurFIG. 11 shows an exemplary embodiment of a punching tool for producing an implant from cartilage tissue grown in vitro for a repair according to FIGS. 9 and 10, Figure 12 shows an exemplary embodiment of an instrument for
Bestimmung der Schichtdicke von in vitro gezüchtetem Knorpel,Determination of the layer thickness of cartilage grown in vitro,
Figuren 13 bis 16 eine beispielhafte Ausführungsform von kooperierenden Instrumenten (Fig. 13 bis 15 im Schnitt parallel zur Achse) zur schonenden Entnahme und Implantation von Gewebesäulen,13 to 16 show an exemplary embodiment of cooperating instruments (FIGS. 13 to 15 in section parallel to the axis) for the gentle removal and implantation of tissue columns,
Figur 17 die Instrumente gemäss Figuren 13, 15, 16 in dreidimensionaler Darstellung,FIG. 17 the instruments according to FIGS. 13, 15, 16 in a three-dimensional representation,
Figur 18 eine Ausführungsform einer Implantierführung mit Vertiefungen in der Stirnfläche zum Aufnehmen eines am Extraktor vorgesehenen AnschlagstiftsFigure 18 shows an embodiment of an implant guide with recesses in the end face for receiving a stop pin provided on the extractor
undand
Figur 19 eine Ausführungsform eines Stössels zum Ausstossen einer Gewebesäule aus dem Extraktor.Figure 19 shows an embodiment of a ram for ejecting a column of tissue from the extractor.
Figur 1 zeigt einen nach der bekannten Mosaikmethode reparierten Knorpeldefekt als Draufsicht (links) und im Schnitt (rechts). In der Draufsicht ist die Oberfläche der nativen Knorpelschicht 1 sichtbar und die runden Oberflächen der Knorpelschichten 2' der für die Reparatur implantiertenFIG. 1 shows a cartilage defect repaired according to the known mosaic method as a top view (left) and in section (right). The top view shows the surface of the native cartilage layer 1 and the round surfaces of the cartilage layers 2 'of those implanted for the repair
Gewebesäulen 2. Im Schnitt ist auch das unter der nativen Knorpelschicht 1 liegende, native Knochengewebe 3 sichtbar und die in entsprechenden zylindrischen Öffnungen implantierten Gewebesäulen 2, die unter der Knorpelschicht 2' einen inneren Knochenteil 2" aufweisen, der im Falle von transplantierten Säulen aus Knochengewebe, im Falle von in vitro gezüchteten Säulen aus einem Knochenersatzmaterial besteht.Tissue columns 2. On average, the native bone tissue 3 lying under the native cartilage layer 1 is also visible and the tissue columns 2 implanted in corresponding cylindrical openings, which have an inner bone part 2 "under the cartilage layer 2 ', which in the case of transplanted columns of bone tissue, in the case of in vitro grown columns of a bone substitute material.
Um eine reparierte Knorpeloberfläche mit möglichst kleinen Lücken beziehungsweise mit möglichst kleinen Bereichen von defektem Knorpelmaterial erreichen zu können, wird üblicherweise eine möglichst enge Anordnung der Säulen angestrebt. Aus diesem Grunde ist es wichtig, dass die Öffnungen für die zu implantierenden Säulen 2 möglichst genau parallel verlaufen. Mit einer hohen Präzision der Parallelität kann sichergestellt werden, dass die Öffnungen sehr nahe beieinander erstellt werden können, ohne sich aber zu überschneiden, was die Implantation erschweren und zusätzliche Belastungen der implantierten Säulen erzeugen würde. Sollen, wie im Zusammenhang mit den Figuren 9 und 10 noch zu beschreiben sein wird, die Zwischenräume zwischen den Säulen 2 mit einem weiteren Implantat gefüllt werden, ist nicht nur eine hohe Präzision bezüglich Parallelität der zu erstellenden Öffnungen sondern auch bezüglich der Positionierung der Öffnungen erforderlich.In order to be able to achieve a repaired cartilage surface with the smallest possible gaps or with the smallest possible areas of defective cartilage material, the aim is usually to arrange the columns as closely as possible. For this reason, it is important that the openings for the columns 2 to be implanted run as parallel as possible. With a high degree of parallelism, it can be ensured that the openings can be made very close to one another without overlapping, which would make implantation more difficult and create additional loads on the implanted columns. If, as will be described in connection with FIGS. 9 and 10, the spaces between the columns 2 are to be filled with a further implant, not only is high precision necessary with regard to the parallelism of the openings to be created but also with regard to the positioning of the openings .
Figur 2 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Führungsinstrumentes, mit dessen Hilfe im Bereich eines Knorpeldefektes eine Mehrzahl von zylindrischen Öffnungen mit einer bedeutend höheren Präzision erstellbar ist, als dies nach Augenmass des Chirurgen, wie es bis anhin gemacht wird, möglich ist. Die dargestellte, beispielhafte Ausführungsform des Führungsinstrumentes eignet sich, um eine Reparatur zu realisieren, wie sie in der Figur 1 dargestellt ist. Es besteht im wesentlichen aus einer hohlzylindrischen Ringführung 10 und mindestens zwei rohrförmigen Stanz- oder Bohrführungen 11 und 12, die alle als Draufsicht (wie die Draufsicht auf den reparierten Defekt links in Figur 1) dargestellt sind.FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a guiding instrument, with the aid of which a plurality of cylindrical openings can be created in the region of a cartilage defect with a significantly higher precision than the surgeon's eye, as has been done up to now. The exemplary embodiment of the guiding instrument shown is suitable for realizing a repair as shown in FIG. 1. It essentially consists of a hollow cylindrical ring guide 10 and at least two tubular punching or drilling guides 11 and 12, all of which are shown as a top view (like the top view of the repaired defect on the left in FIG. 1).
Die Ringführung 10 wird den Defekt umgebend positioniert und beispielsweise mit Hilfe von Kirschnerdraht, der durch die dafür bestimmten Bohrungen 13 oder mit einem anderen geeigneten Befestigungsmittel befestigt. Es ist aus einem Satz von Ringführungen dabei diejenige auszuwählen, deren Innenfläche eine derartige Form und Grosse aufweist, dass sie möglichst genau auf den zu reparierenden Defekt abgestimmt ist. Die Stanz- oder Bohrführungen 11 und 12 haben einen an ein zu verwendendes Stanz- oder Bohrinstrument angepassten inneren Durchmesser und weisen zur exakten Positionierung in der Ringführung 10 an der Aussenseite beispielsweise mindestens einen axial verlaufenden Kamm 14 auf, der in entsprechende, an der Innenoberfläche der Ringführung 10 axial verlaufende Nuten 15 passt, wobei die radiale Höhe des Kammes oder der Kämme 14 an die Distanz zwischen der Innenoberfläche der Ringführung 10 und einer zu erstellenden Öffnung angepasst ist. In der Figur 2 ist die Stanz- oder Bohrführung 10 zur Erstellung der zentralen Öffnung der in der Figur 1 dargestellten Reparatur bestimmt, die Stanz- oder Bohrführung 12 für die Erstellung der peripheren Öffnungen.The ring guide 10 is positioned surrounding the defect and, for example, with the help of Kirschner wire which passes through the holes 13 or attached with another suitable fastener. It should be selected from a set of ring guides whose inner surface is of such a shape and size that it is matched as precisely as possible to the defect to be repaired. The punching or drilling guides 11 and 12 have an inner diameter which is adapted to a punching or drilling instrument to be used and, for exact positioning in the ring guide 10 on the outside, have, for example, at least one axially extending comb 14 which fits into the inside surface of the Ring guide 10 axially extending grooves 15 fits, the radial height of the comb or combs 14 being adapted to the distance between the inner surface of the ring guide 10 and an opening to be created. In FIG. 2, the punching or drilling guide 10 is intended for creating the central opening of the repair shown in FIG. 1, the punching or drilling guide 12 for creating the peripheral openings.
Beide Führungen 11 und 12 weisen zwei Kämme 14 auf, die in einander gegenüberliegenden Nuten 15 der Ringführung 10 positionierbar sind. Bei entsprechender Ausgestaltung von Nuten und Kämmen ist es auch möglich, nur einen Kamm für jede Stanz- oder Bohrführung vorzusehen.Both guides 11 and 12 have two combs 14 which can be positioned in mutually opposite grooves 15 of the ring guide 10. With a corresponding design of grooves and combs, it is also possible to provide only one comb for each punching or drilling guide.
Das in der Figur 2 dargestellte Führungsinstrument ist vorgesehen für einen etwa kreisförmigen Defekt. In derselben Weise können Führungsinstrumente für anders geformte Defekte vorgesehen werden.The guide instrument shown in FIG. 2 is intended for an approximately circular defect. In the same way, guiding instruments for differently shaped defects can be provided.
Die Ringführung 10 des Führungsinstrumentes gemäss Figur 2 wird beispielsweise mit Kirschnerdraht um den zu reparierenden Defekt positioniert befestigt. Um zusätzliche Belastungen des Defektbereiches durch die Befestigung der Ringführung 10 zu vermeiden, kann die Ringführung 10 auch beispielsweise mittels einer Drei-Punkte-Fixation an einer von der Defektstelle entfernten Fixierstelle an demjenigen Knochen befestigt werden, an dem der Defekt zu reparieren ist. Derartige Befestigungen sind aus der Gelenk- Prothesen-Chirurgie bekannt. Sie sind sowohl für offene Chirurgie als auch für Arthroskopie anwendbar.The ring guide 10 of the guide instrument according to FIG. 2 is fastened, for example, with Kirschner wire positioned around the defect to be repaired. In order to avoid additional stresses on the defect area due to the attachment of the ring guide 10, the ring guide 10 can also be attached, for example by means of a three-point fixation, to a fixing point remote from the defect point on the bone on which the Defect is to be repaired. Such attachments are known from joint prosthesis surgery. They can be used for both open surgery and arthroscopy.
Damit die Sicht des Chirurgen während der Erstellung der Öffnungen möglichst wenig behindert ist, besteht mindestens die Ringführung 10 vorteilhafterweise aus einem durchsichtigen Material oder weist entsprechende Fenster auf.So that the view of the surgeon is hampered as little as possible during the creation of the openings, at least the ring guide 10 advantageously consists of a transparent material or has corresponding windows.
Das in der Figur 2 dargestellte Führungsinstrument stellt eine beispielhafte Ausführungsform eines derartigen Instrumentes dar. Generell weist ein derartiges Führungsinstrument Mittel auf, mit denen es im Bereich eines zu reparierenden Defektes fixierbar positionierbar ist, und weist Mittel auf zur Führung von Stanz- oder Bohrinstrumenten an einer Mehrzahl von Positionen.The guide instrument shown in FIG. 2 represents an exemplary embodiment of such an instrument. In general, such a guide instrument has means with which it can be positioned in the area of a defect to be repaired, and has means for guiding punching or drilling instruments on one Majority of positions.
Ein erfindungsgemässer Instrumentensatz für die Reparatur vonAn inventive set of instruments for the repair of
Knorpeldefekten weist zusätzlich zu den Stanz- oder Bohrinstrumenten zur Erstellung der Öffnungen für die Implantation der Gewebesäulen einen Satz von verschiedenen, gegebenenfalls auf das zu behandelnde Gelenk und auf den zu erwartenden Defekt abgestimmten, Führungsinstrumenten auf. Der die Reparatur durchführende Chirurg wählt aus dem Satz der Führungsinstrumente das geeignete aus, positioniert die Ringführung 10 auf dem Defekt und befestigt sie. Dann steckt er eine Stanz- oder Bohrführung 11 oder 12 in die Ringführung 10 und benützt sie zur Führung des verwendeten Stanz- oder Bohrinstrumentes zur Erstellung einer entsprechenden Öffnung. Für die Erstellung weiterer Öffnungen wird die Stanz- oder Bohrführung ausgewechselt oder deren Position geändert.In addition to the punching or drilling instruments for creating the openings for the implantation of the tissue columns, cartilage defects have a set of different guiding instruments which may be adapted to the joint to be treated and the defect to be expected. The surgeon performing the repair selects the appropriate one from the set of guide instruments, positions the ring guide 10 on the defect and fixes it. Then he inserts a punching or drilling guide 11 or 12 into the ring guide 10 and uses it to guide the punching or drilling instrument used to create a corresponding opening. To create additional openings, the punching or drilling guide is exchanged or its position changed.
Figur 3 zeigt einen Knorpeldefekt 20 an einer stark gewölbten Gelenkstelle im Schnitt. Derart dimensionierte Defekte sind an Knie- und Hüftgelenken nicht unüblich. Der Defekt 20 und drei im Bereich des Defektes beispielsweise mit dem Führungsinstrument gemäss Figur 2 erstellte Öffnungen 21 sind ausgezogen dargestellt. Die ursprüngliche und durch die Reparatur möglichst genau zu reproduzierende Knorpeloberfläche 22 ist mit einer strichpunktierten Linie angedeutet. Die Figur 3 zeigt deutlich, dass eine Ausmessung der Tiefe der im defekten Bereich erstellten Öffnungen zur Bestimmung der axialen Länge der für die Reparatur notwendigen Gewebesäulen eine schlechte Approximation ist.Figure 3 shows a cartilage defect 20 at a strongly curved joint point in section. Defects of this size are not uncommon at knee and hip joints. The defect 20 and three in the area of the defect, for example Openings 21 created in the guide instrument according to FIG. 2 are shown in solid lines. The original cartilage surface 22, which is to be reproduced as accurately as possible by the repair, is indicated by a dash-dotted line. FIG. 3 clearly shows that a measurement of the depth of the openings made in the defective area to determine the axial length of the tissue columns necessary for the repair is a poor approximation.
Zur Verbesserung der Approximation wird vorgeschlagen, die ursprüngliche Knorpeloberfläche 22 mit Hilfe einer Formlehre 23 zu approximieren. Dabei wird vor Erstellung der Öffnungen durch Auflegen verschiedener derartiger Lehren 23 aus einem entsprechenden Lehrensatz die am besten auf den defekten Knorpelbereich passende Lehre 23 ausgewählt.To improve the approximation, it is proposed to approximate the original cartilage surface 22 with the aid of a shape gauge 23. Before the openings are created, various gauges 23 of this type are used to select the gauge 23 that best fits the defective cartilage area from a corresponding set of gauges.
Die Lehren 23 des Lehrensatzes können beispielsweise einfache, eindimensionale Radiuslehren sein, durch die die ursprünglicheThe gauges 23 of the gauge set can, for example, be simple, one-dimensional radius gauges through which the original
Knorpeloberfläche 22 als Kugeloberfläche approximiert wird. Es sind aber auch an übliche Grossen und Formen bestimmter Gelenkbereiche angepasste, ein- oder zweidimensionale Lehren 23 denkbar.Cartilage surface 22 is approximated as a spherical surface. However, one-dimensional or two-dimensional gauges 23 are also conceivable for customary sizes and shapes of certain joint areas.
Figur 4 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Instrumentes zurFigure 4 shows an exemplary embodiment of an instrument for
Bestimmung der axialen Längen von Gewebesäulen zur Implantation in die Öffnungen 21 , die im Defekt 20 gemäss Figur 3 erstellt worden sind. Die Darstellungsweise ist dieselbe wie in Figur 3 und das Instrument zur Bestimmung der Säulenlängen ist in einem axialen Schnitt dargestellt. Das Instrument besteht im wesentlichen aus einer Ringführung 10, einer Oberflächenschablone 24 und einem Messstab 25.Determination of the axial lengths of tissue columns for implantation into the openings 21, which have been created in the defect 20 according to FIG. 3. The representation is the same as in Figure 3 and the instrument for determining the column lengths is shown in an axial section. The instrument essentially consists of a ring guide 10, a surface template 24 and a measuring rod 25.
Wenn die Öffnungen mit Hilfe des Führungsinstrumentes gemäss Figur 2 erstellt worden sind, dient vorteilhafterweise die Ringführung 10 dieses Instruments als Ringführung für die Längenbestimmung. Es wird darauf eine Oberflächenschablone 24 positioniert. Diese Oberflächenschablone 24 ist diejenige Schablone aus einem Satz verschieden geformter Schablonen 24, die der vor der Erstellung der Öffnungen ausgewählten Lehre 23 zur Rekonstruktion der ursprünglichen Knorpeloberfläche 22 in ihrer Form (Wölbung) entspricht, und sie weist ein Muster von Messöffnungen 26 auf, das dem Muster der erstellten Öffnungen 21 entspricht. Beispielsweise mit Positionierungsnocken 27, die in die Nuten 14 der Ringführung 10 passen, werden die Messöffnungen 26 der Oberflächenschablone 24 auf das Muster der Öffnungen 21 ausgerichtet.If the openings have been created with the aid of the guide instrument according to FIG. 2, the ring guide 10 of this instrument advantageously serves as a ring guide for determining the length. There will be one Positioned surface template 24. This surface template 24 is the template from a set of differently shaped templates 24, which corresponds to the teaching 23 selected prior to the creation of the openings for the reconstruction of the original cartilage surface 22 in its shape (curvature), and it has a pattern of measuring openings 26 which corresponds to this Pattern of the created openings 21 corresponds. For example, with positioning cams 27 that fit into the grooves 14 of the ring guide 10, the measurement openings 26 of the surface template 24 are aligned with the pattern of the openings 21.
Es ist auch vorstellbar, dass die Messschablone 24 direkt auch als Formlehre 23 verwendet wird. In diesem Falle ist es vorteilhaft, wenn sie aus einem durchsichtigen Material besteht.It is also conceivable that the measuring template 24 is also used directly as a shape gauge 23. In this case it is advantageous if it consists of a transparent material.
Der Messstab 25 hat einen auf die Messöffnungen 26 abgestimmten Durchmesser und eine Messskala 28, die der Distanz zwischen der ursprünglichen Knorpeloberfläche 22 und der Messschablone 24 Rechnung trägt. Die notwendige Länge der für die Reparatur zu erstellenden Gewebesäulen kann direkt an der Messskala 28 beispielsweise auf einen halben Millimeter genau abgelesen werden.The measuring rod 25 has a diameter matched to the measuring openings 26 and a measuring scale 28 which takes into account the distance between the original cartilage surface 22 and the measuring template 24. The necessary length of the tissue columns to be created for the repair can be read directly on the measuring scale 28, for example to within half a millimeter.
Für eine einfache Zuordnung jeder Formlehre 23 eines Lehrensatzes zu einer bestimmten Messschablone 24 eines Schablonensatzes sind diese entsprechend zu bezeichnen, was beispielsweise mit einem Farbcode realisierbar ist. Da die Messschablonen 24 parallel zu einer ursprünglichen Knorpeloberfläche 22 verlaufen und die Distanz zwischen dieser Oberfläche und der Messschablone im wesentlichen der axialen Höhe der Ringführung 10 entspricht, reicht ein Messstab 25 für alle Messungen aus. Damit für Öffnungen mit einem schiefen Winkel zwischen der Öffnungsachse und der ursprünglichen Knorpeloberfläche 22 (periphere Öffnungen des Defektes gemäss Figur 3) sicher gestellt werden kann, dass immer dieselbe Öffnungstiefe vermessen wird, können der Messstab 25 und die Messöffnungen 26 mit axial verlaufenden Nuten und Kämmen (in der Figur 4 nicht dargestellt) versehen sein, durch die ein Einführen des Messstabes 25 in einer Messöffnung 26 nur in einer definierten Drehposition möglich ist.For a simple assignment of each form gauge 23 of a set of gauges to a specific measurement template 24 of a set of templates, these are to be designated accordingly, which can be implemented, for example, with a color code. Since the measuring templates 24 run parallel to an original cartilage surface 22 and the distance between this surface and the measuring template essentially corresponds to the axial height of the ring guide 10, one measuring rod 25 is sufficient for all measurements. So that openings with an oblique angle between the opening axis and the original cartilage surface 22 (peripheral openings of the defect according to FIG. 3) can be ensured that the same opening depth is always measured, The measuring rod 25 and the measuring openings 26 can be provided with axially extending grooves and ridges (not shown in FIG. 4), by means of which the measuring rod 25 can only be inserted into a measuring opening 26 in a defined rotational position.
Die Instrumente gemäss Figuren 3 und 4 zur Bestimmung der ursprünglichen Topographie eines Defektbereiches und zur Bestimmung der Längen von Gewebesäulen zur Reparatur des Defektes sind beispielhafte Ausführungsformen. Generell weisen derartige Instrumente Formlehren auf zur Bestimmung der Topographie und auf die Formlehren abgestimmte Mittel zur Bestimmung der Säulenlängen, wobei die Formlehren selbst Teil der Mittel zur Bestimmung der Säulenlängen sein können.The instruments according to FIGS. 3 and 4 for determining the original topography of a defect area and for determining the lengths of tissue columns for repairing the defect are exemplary embodiments. In general, such instruments have form gauges for determining the topography and means adapted to the form gauges for determining the column lengths, wherein the form gauges themselves can be part of the means for determining the column lengths.
Ein Chirurg, der den in der Figur 3 dargestellten Defekt zu reparieren hat, geht in den folgenden Schritten vor:A surgeon who has to repair the defect shown in FIG. 3 proceeds in the following steps:
Bestimmung der dem Defekt entsprechenden Oberflächenschablone 24 gegebenenfalls mit Hilfe einer Lehre 23;Determination of the surface template 24 corresponding to the defect, if necessary with the aid of a gauge 23;
Position und Montage der Ringführung 10;Position and assembly of the ring guide 10;
Erstellen der Öffnungen 21 gegebenenfalls mit Hilfe der Führungen 11 und 12;Creating the openings 21, if necessary, with the help of the guides 11 and 12;
Positionieren der Oberflächenschablone 24 und Bestimmung der axialenPosition the surface template 24 and determine the axial
Längen für zu implantierende Gewebesäulen;Lengths for tissue columns to be implanted;
Justierung von Stanz- bzw. Bohristrumenten für die Entnahme von Gewebesäulen auf die vorbestimmte axiale Länge; - Entnahme der Säulen an einer Entnahmestelle und Implantation in denAdjustment of punching or drilling instruments for the removal of tissue columns to the predetermined axial length; - Removal of the columns at an extraction point and implantation in the
Öffnungen.Openings.
Figur 5 zeigt denselben Defekt wie Figur 3 an einer stark gewölbten Gelenkstelle. Es ist aus der Figur 5 offensichtlich, dass die ursprüngliche Knorpeloberfläche 22 mit einer höheren Präzision rekonstruierbar ist, wenn die Winkel α.1 , α.2 und α.3 zwischen der ursprünglichen Knorpeloberfläche und der Achse der Öffnungen 21.1 , 21.2 und 21.3 nicht dem Zufall überlassen, sondern gezielt rekonstruiert werden. Es ist deshalb für erhöhte Erfolgschancen der Reparatur vorteilhaft, die Winkel α für die verschieden zu implantierenden Gewebesäulen zu bestimmen und die Gewebesäulen entsprechend gezielt von einer anderen Stelle zu entnehmen oder aus einem in vitro gezüchteten Knorpel auszustanzen.Figure 5 shows the same defect as Figure 3 at a strongly curved joint. It is evident from FIG. 5 that the original cartilage surface 22 can be reconstructed with a higher precision if the Angles α.1, α.2 and α.3 between the original cartilage surface and the axis of the openings 21.1, 21.2 and 21.3 are not left to chance, but are specifically reconstructed. It is therefore advantageous for increased chances of success of the repair to determine the angles α for the differently implantable tissue columns and to remove the tissue columns in a targeted manner from another location or to punch them out of a cartilage grown in vitro.
Am einfachsten wäre es, für die Entnahme von zu transplantierenden Gewebesäulen eine Entnahmestelle zu suchen, die in der Form dem defektenThe simplest thing would be to look for a removal site for the removal of tissue columns to be transplanted, which has the defective shape
Bereich entspricht, und die Gewebesäulen in einer Anordnung zu entnehmen, die identisch ist mit der Anordnung der im Defektbereich erstellten Öffnungen.Area corresponds, and the tissue columns in an arrangement that is identical to the arrangement of the openings created in the defect area.
Dies ist aber nicht nur nicht vorteilhaft sondern eigentlich nicht möglich. ZurNot only is this not advantageous, it is actually not possible. to
Entnahme steht insbesondere der wenig belastete Kondylenbereich des Femurs zur Verfügung, der seine eigene Form hat, und es ist vorteilhaft, die Entnahmen in einer Reihe vorzunehmen und die Distanzen zwischen den Entnahmestellen so gross wie möglich zu halten.In particular, the less stressed condylar region of the femur, which has its own shape, is available for removal, and it is advantageous to perform the withdrawals in a row and to keep the distances between the removal sites as large as possible.
Aus diesem Grunde sind für eine präzise Rekonstruktion der ursprünglichen Knorpeloberfläche 22 die Winkel α zu bestimmen und an der Entnahmestelle die Säulen unter einem entsprechenden Winkel zu entnehmen.For this reason, the angles α have to be determined for a precise reconstruction of the original cartilage surface 22 and the columns have to be removed at the removal point at a corresponding angle.
Figur 6 zeigt eine derartige Entnahmestelle und die den Öffnungen 21.1, 21.2 und 21.3 entsprechenden, zu entnehmenden Gewebesäulen 2.1 , 2.2 und 2.3, für die die Winkel α zwischen der Knorpeloberfläche und der Säulenachse denFIG. 6 shows such a removal point and the tissue columns 2.1, 2.2 and 2.3 to be removed, corresponding to the openings 21.1, 21.2 and 21.3, for which the angles α between the cartilage surface and the column axis are
Winkeln α.1 , α.2 und α.3 entsprechen.Correspond to angles α.1, α.2 and α.3.
Für die Entnahme der Gewebesäulen 2.1, 2.2 und 2.3 gemäss Figur 6 und zu deren Implantation in die Öffnungen 21.1 , 21.2 und 21.3 gemäss Figur 5 ist ein Instrument vorzusehen, mit dessen Hilfe eine Säule mit einem vorbestimmten Winkel zwischen Säulenachse und Knorpeloberfläche und in einer definierten Drehposition entnehmbar und in einer ebenfalls definierten Drehposition implantierbar ist.For the removal of the tissue columns 2.1, 2.2 and 2.3 according to FIG. 6 and for their implantation into the openings 21.1, 21.2 and 21.3 according to FIG. 5, an instrument is to be provided with the aid of which a column with a predetermined one is provided Angle between the column axis and the cartilage surface and can be removed in a defined rotational position and can be implanted in a likewise defined rotational position.
Figur 7 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines derartigenFigure 7 shows an exemplary embodiment of such
Entnahmeinstruments, das im wesentlichen aus einer Extraktorführung 30 und aus einem Extraktor 31 besteht.Removal instrument, which consists essentially of an extractor guide 30 and an extractor 31.
Die Extraktorführung 30 ist im wesentlichen rohrförmig und weist an ihrem einen Ende einen Auflageflansch 32 auf, der mit einem Winkel α zur Rohrachse ausgerichtet ist. Wenngleich in Figur 7 ein Ausführungsbeispiel gezeigt ist, bei welchem der Winkel α zur Rohrachse fest vorgegeben ist, so ist es selbstverständlich, dass das Instrument auch so ausgebildet sein kann, dass dieser Winkel α einstellbar ist. Der Auflageflansch 32 kann für seine Befestigung Bohrungen (nicht dargestellt) aufweisen, durch die er mit Kirschnerdraht am Gewebe festgenagelt werden kann. Zur Befestigung der Extraktorführung ist auch eine externe Dreipunkt-Fixation möglich, wie sie bereits im Zusammenhang mit der Figur 2 erwähnt wurde.The extractor guide 30 is essentially tubular and has at one end a support flange 32 which is aligned at an angle α to the tube axis. Although an exemplary embodiment is shown in FIG. 7 in which the angle α to the pipe axis is fixed, it goes without saying that the instrument can also be designed such that this angle α can be set. The support flange 32 can have holes (not shown) for its attachment, through which it can be nailed to the tissue with Kirschner wire. An external three-point fixation, as already mentioned in connection with FIG. 2, is also possible for fastening the extractor guide.
Die Extraktorführung 30 weist einen auf den Extraktor 31 abgestimmten Innendurchmesser auf und eine auf der Innenoberfläche axial verlaufende Führungsnut 33, die beispielsweise an der der höchsten oder tiefsten Stelle des Auflageflansches 32 entsprechenden Stelle des Innenumfangs verläuft. In einem erweiterten Endbereich 34 der Extraktorführung 30, der in den Auflageflansch 32 mündet, ist der Innendurchmesser auf die radiale Ausdehnung der FührungsnutThe extractor guide 30 has an inner diameter matched to the extractor 31 and a guide groove 33 which runs axially on the inner surface and runs, for example, at the point on the inner circumference corresponding to the highest or lowest point of the support flange 32. In an enlarged end region 34 of the extractor guide 30, which opens into the support flange 32, the inside diameter is on the radial extension of the guide groove
33 erweitert.33 expanded.
Der Extraktor 31 ist ebenfalls rohrförmig und weist einen Innendurchmesser auf, der dem Durchmesser der zu entnehmenden Säule entspricht. Die eine Stirnseite ist klingenartig zugespitzt. Auf seiner Aussenoberfläche weist der Extraktor 31 einen Führungsnocken 35 auf, der beim Einführen des Extraktors 31 in die Extraktorführung 30 in der Führungsnut 33 der Extraktorführung 30 läuft. Dieser Führungsnocken 35 ist axial derart angeordnet, dass er im erweiterten Endbereich 34 der Extraktorführung 30 positioniert ist, wenn die zugespitzte Stirnseite des Extraktors 31 die Tiefe im Gewebe erreicht hat, die der Länge der zu entnehmenden Säule entspricht. Der Extraktor 31 ist dank dem Führungsnocken nur in einer definierten Drehposition in die Extraktorführung 30 einsteckbar, ist aber zum Loslösen der Säule an ihrer Basis in der Extraktorführung drehbar.The extractor 31 is also tubular and has an inner diameter which corresponds to the diameter of the column to be removed. One end is pointed like a blade. On its outer surface, the Extractor 31 has a guide cam 35 which runs in the guide groove 33 of the extractor guide 30 when the extractor 31 is inserted into the extractor guide 30. This guide cam 35 is arranged axially in such a way that it is positioned in the enlarged end region 34 of the extractor guide 30 when the tapered end face of the extractor 31 has reached the depth in the tissue which corresponds to the length of the column to be removed. Thanks to the guide cam, the extractor 31 can only be inserted into the extractor guide 30 in a defined rotational position, but can be rotated at its base in the extractor guide in order to detach the column.
Damit die zu lösende Säule sich bei Ablösen durch Drehen nicht im Extraktor 31 dreht, weist dieser an seiner inneren Oberfläche möglichst nahe an der zugespitzten Stirnseite mindestens einen radial in den Innenhohlraum ragenden, axial verlaufenden und vorteilhafterweise schneidenartigen Drehstop 36 auf. Es zeigt sich, dass die radiale Ausdehnung eines derartigen Drehstops nicht grösser als ein Millimeter zu sein braucht.So that the column to be detached does not rotate in the extractor 31 when it is detached by turning, the extractor has at least one axially extending and advantageously cutting-like rotary stop 36 on its inner surface as close as possible to the tapered end face, projecting radially into the inner cavity. It turns out that the radial extent of such a rotation stop need not be greater than one millimeter.
Der durch die Extraktorführung 30 geführte Extraktor 31 kann verwendet werden, um eine Gewebesäule, wie sie durch die Linien S angedeutet ist, auszustanzen und durch Drehen an ihrer Basis loszulösen. Vorteilhafterweise wird aber vor derThe extractor 31 guided through the extractor guide 30 can be used to punch out a column of tissue, as indicated by the lines S, and to detach it by rotating its base. Advantageously, however, before
Extraktion der Säule mit einem Hohlbohrer (nicht dargestellt) diese entlang der Linien S vorgebohrt. Ein derartiger Hohlbohrer entspricht in seiner Form dem Extraktor 31 , wobei der Führungsnocken 35 und der Drehstop 36 fehlen. Die zugespitzte Kante ist mit Vorteil aus einem diamanthaltigen Material gefertigt oder mit einem solchen beschichtet. Der Bohrer weist ferner geeignete Mittel zur Bestimmung der Bohrtiefe auf.Extraction of the column with a hollow drill (not shown) pre-drilled along the lines S. Such a hollow drill corresponds in shape to the extractor 31, the guide cam 35 and the rotary stop 36 being missing. The tapered edge is advantageously made of a diamond-containing material or coated with such a material. The drill also has suitable means for determining the drilling depth.
Die Figur 7 zeigt ferner einen Stössel 37 zum Ausstossen einer extrahierten Gewebesäule aus dem Extraktor 31. Vorteilhafterweise weist der Stössel eine distale Stirnfläche auf, die wie der Auflageflansch 32 zur Stösselachse einen Winkel α bildet. Damit der Stössel 37 nur in der der Flanschposition entsprechenden Drehposition in den Extraktor einführbar ist, weist er eine axial verlaufende Führungsnut 38 auf und der Extraktor 31 weist einen entsprechenden Führungskamm 39 auf, der jedoch nicht bis in den Bereich einer im Extraktor positionierten Gewebesäule reicht. Das distale Ende des Stössels 37 weist einen reduzierten Durchmesser auf, damit es am Drehstop 36 vorbei bis ans Ende des Extraktors 31 vorgeschoben werden kann.FIG. 7 also shows a plunger 37 for ejecting an extracted tissue column from the extractor 31. Advantageously, the plunger has a distal end face which, like the support flange 32, unites with the plunger axis Forms angle α. So that the plunger 37 can only be inserted into the extractor in the rotational position corresponding to the flange position, it has an axially extending guide groove 38 and the extractor 31 has a corresponding guide comb 39, which, however, does not extend into the area of a tissue column positioned in the extractor. The distal end of the plunger 37 has a reduced diameter so that it can be pushed past the rotary stop 36 to the end of the extractor 31.
Figur 8 zeigt ein Implantationsinstrument zur Implantation der mit dem Entnahmeinstrument gemäss Figur 7 entnommenen Gewebesäule. Das Instrument ist als Draufsicht dargestellt. Es handelt sich dabei um eine Implantierführung 40, die gleich ausgestaltet ist wie die Stanz- oder Bohrführungen 11 und 12 der Figur 2 und in derselben Ringführung 10 (angedeutet durch strichpunktierte Kreislinie) positionierbar ist. Der Innendurchmesser der Implantierführung 40 ist auf den Aussendurchmesser des Extraktors 31 abgestimmt. Damit der Extraktor 31 nur in der vorbestimmten Drehposition in die Implantierführung 40 einführbar ist, weist diese an ihrer inneren Oberfläche eine axial verlaufende Führungsnut 41 auf, in der der Führungsnocken 35 des Extraktors 31 positionierbar ist.FIG. 8 shows an implantation instrument for implanting the tissue column removed with the removal instrument according to FIG. 7. The instrument is shown as a top view. This is an implantation guide 40 which is configured in the same way as the punching or drilling guides 11 and 12 in FIG. 2 and can be positioned in the same ring guide 10 (indicated by a dash-dotted circular line). The inside diameter of the implant guide 40 is matched to the outside diameter of the extractor 31. So that the extractor 31 can only be inserted into the implantation guide 40 in the predetermined rotational position, the latter has an axially extending guide groove 41 on its inner surface, in which the guide cam 35 of the extractor 31 can be positioned.
Die Winkel α der zu implantierenden Gewebesäulen sind durch die Form der vorgängig ausgewählten Oberflächenschablone 24 (Figur 4) für jede Säule eindeutig bestimmt. Es genügt also, dem Chirurgen ein Entnahmeinstrument mit einem Satz von verschiedenen Extraktorführungen 30 zur Verfügung zu stellen, die beispielsweise mit einem Code mit der entsprechenden Messöffnung der Oberflächenschablone bzw. mit der entsprechenden im Defektbereich erstellten Öffnung korrelierbar sind. Als Code sind verschiedene Anzahlen von Strichen für verschiedene zu korrelierende Paare von Messöffnungen und Extraktorführungen für eine Oberflächenschablone denkbar, wobei die Striche für verschiedene Oberflächenschablonen verschiedene Farben haben. Die Extraktorführungen 30 können auch mit der Grosse des Winkels α bezeichnet sein und dieselben Grossen neben den Messöffnungen auf den Oberflächenschablonen vermerkt sein.The angles α of the tissue columns to be implanted are clearly determined for each column by the shape of the previously selected surface template 24 (FIG. 4). It is therefore sufficient to provide the surgeon with a removal instrument with a set of different extractor guides 30, which can be correlated, for example, with a code with the corresponding measurement opening of the surface template or with the corresponding opening created in the defect area. Different numbers of lines for different pairs of measuring openings and extractor guides for a surface template to be correlated are conceivable as a code, the lines for different surface templates having different colors. The Extractor guides 30 can also be designated by the size of the angle α and the same sizes can be noted on the surface templates next to the measurement openings.
Die Instrumente gemäss Figuren 7 und 8 stellen beispielhafteThe instruments according to FIGS. 7 and 8 represent examples
Ausführungsformen dar. Generell weist ein Entnahmeinstrument für eine Säulenentnahme mit einem vorbestimmten Winkel zwischen Knorpeloberfläche und Säulenachse an einer Entnahmestelle fixierbare Mittel zur Führung eines Extraktors und gegebenenfalls eines Hohlbohrers unter dem vorbestimmten Winkel auf und ein Implantierinstrument, wobei Entnahmeinstrument und Implantierinstrument korrelierte Mittel für eine Entnahme und Implantation in einer korrelierten Drehposition aufweisen.In general, a removal instrument for a column removal with a predetermined angle between the cartilage surface and column axis at a removal point fixable means for guiding an extractor and possibly a hollow drill at the predetermined angle and an implantation instrument, the removal instrument and implantation instrument correlated means for a removal and Have implantation in a correlated rotational position.
Ein Chirurg wird also zur Rekonstruktion der Winkel zwischen Säulenachsen und der ursprünglichen Knorpeloberfläche an der Oberflächenschablone 24 ablesen, welche Extraktorführung 30 er für die Entnahme jeder Gewebesäule zu verwenden hat. Er montiert die Extraktorführung 30 auf einer geeigneten Entnahmestelle, er bohrt geführt durch die Extraktorführung 30 mit Innen- und Aussenkühlung die Gewebesäule vor, er treibt einen Extraktor 31 in die Vorbohrung, löst die Gewebesäule durch Drehen des Extraktors von ihrer Basis, dreht den Extraktor 31 in seine ursprüngliche Drehposition zurück und entfernt den Extraktor 31 mit der Gewebesäule aus der Extraktorführung 30. Dann steckt er die Implantierführung 40 in die immer noch auf dem Defektbereich montierte Ringführung 10, schiebt den Extraktor mit der Gewebesäule in die Implantierführung 40 und schiebt die Gewebesäule mit Hilfe des Stössels 37 in die unter der Implantierführung positionierte Öffnung, die er vorgängig erstellt hat, wie dies beispielsweise im Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 beschrieben wurde. Die axiale Länge der entnommenen Gewebesäule ist an sich bestimmt, wenn Mittel vorgesehen sind, mit denen die Bohrtiefe und die Einführtiefe des Extraktors in das Gewebe eingestellt werden können. Trotzdem mag es vorteilhaft sein, diese Länge vor der Implantation zu überprüfen und gegebenenfalls zu korrigieren. Dafür sind im Extraktor 31 Fenster (siehe auch Figuren 13 und 17) vorgesehen, die derart angeordnet sind, dass die Knorpeloberfläche der entnommenen Säule in den Bereich der Fenster zu liegen kommt, und Längenskalen im Bereich der Fenster, mit deren Hilfe die Distanz zwischen der zugespitzten Kante des Extraktors und der Knorpeloberfläche der Gewebesäule bestimmbar ist. Ist die entnommene Gewebesäule zu lang, wird sie mit Hilfe des Stössels 37 leicht vorgeschoben und der aus dem Extraktor vorstehende Teil wird abgeschnitten.In order to reconstruct the angles between the column axes and the original cartilage surface, a surgeon will therefore read from the surface template 24 which extractor guide 30 he has to use to remove each column of tissue. He assembles the extractor guide 30 at a suitable extraction point, he drills the tissue column through the extractor guide 30 with internal and external cooling, he drives an extractor 31 into the pilot hole, detaches the tissue column from its base by rotating the extractor, and rotates the extractor 31 back to its original rotational position and removes the extractor 31 with the tissue column from the extractor guide 30. Then he puts the implant guide 40 in the ring guide 10 still mounted on the defect area, pushes the extractor with the tissue column into the implant guide 40 and pushes the tissue column with it With the aid of the plunger 37 into the opening positioned under the implant guide, which he previously created, as was described, for example, in connection with FIGS. 1 and 2. The axial length of the tissue column removed is determined per se if means are provided with which the drilling depth and the insertion depth of the extractor into the tissue can be adjusted. Nevertheless, it may be advantageous to check this length before the implantation and correct it if necessary. For this purpose, 31 windows (see also FIGS. 13 and 17) are provided in the extractor, which are arranged such that the cartilage surface of the removed column comes to lie in the area of the windows, and length scales in the area of the windows, with the aid of which the distance between the tapered edge of the extractor and the cartilage surface of the tissue column can be determined. If the tissue column removed is too long, it is pushed forward slightly with the aid of the ram 37 and the part protruding from the extractor is cut off.
Figuren 9 und 10 zeigen als Draufsicht und im Schnitt einen reparierten Knorpeldefekt, der zusätzlich zu implantierten Gewebesäulen 2 eine implantierte, in vitro gezüchtete Knorpelschicht 50 aufweist. Die Knorpelschicht 50 füllt die Lücken zwischen den Gewebesäulen 2 und diejenigen zwischen den Gewebesäulen 2 und der nativen Knorpelschicht 1. Die implantierte Knorpelschicht 50 ist da, wo der Defekt tiefer ist als die Dicke der Knorpelschicht 50 mit einem geeigneten Füllmaterial 51 hinterfüllt.FIGS. 9 and 10 show a top view and in section of a repaired cartilage defect which, in addition to implanted tissue columns 2, has an implanted cartilage layer 50 grown in vitro. The cartilage layer 50 fills the gaps between the tissue columns 2 and those between the tissue columns 2 and the native cartilage layer 1. The implanted cartilage layer 50 is where the defect is deeper than the thickness of the cartilage layer 50 backfilled with a suitable filling material 51.
Der Hauptvorteil der Reparatur gemäss Figuren 9 und 10 mit implantierter Knorpelschicht 50 gegenüber der Reparatur gemäss Figur 1 ohne eine derartige Knorpelschicht besteht darin, dass mit der Knorpelschicht 50 die Lücken zwischen den implantierten Gewebesäulen 2 vollständig geschlossen werden, wodurch ein Eindringen von Synovialflüssigkeit auf das Knochengewebe verhindert werden kann. Dadurch können die Säulen ohne Nachteile auch etwas weiter voneinander implantiert werden, sodass sie rundum von nativem Knochengewebe umgeben sind, was eine vollständige Verwachsung von nativem und implantiertem Gewebe erheblich beschleunigt. Der Vorteil der Reparatur gemäss Figuren 9 und 10 mit implantierter Knorpelschicht 50 und transplantierten Gewebesäulen gegenüber einer Reparatur, die nur eine in vitro gezüchtete Knorpelschicht (gegebenenfalls mit einem geeigneten Material hinterfüllt) aufweist, besteht darin, dass durch den transplantierten Knorpel, der dafür auch eine genügende mechanische Festigkeit aufweist, ein Grossteil der Belastung übernommen wird, sodass unmittelbar nach der Reparaturoperation der in vitro gezüchtete Knorpel unter Schonung (wenig Belastung) maturieren und dadurch seine endgültige, dem nativen Knorpel ebenbürtige mechanische Festigkeit erreichen kann.The main advantage of the repair according to FIGS. 9 and 10 with an implanted cartilage layer 50 compared to the repair according to FIG. 1 without such a cartilage layer is that with the cartilage layer 50 the gaps between the implanted tissue columns 2 are completely closed, as a result of which synovial fluid penetrates the bone tissue can be prevented. As a result, the columns can also be implanted a little further apart, so that they are completely surrounded by native bone tissue, which considerably accelerates the complete adhesion of native and implanted tissue. The advantage of the repair according to FIGS. 9 and 10 with implanted cartilage layer 50 and transplanted tissue columns compared to a repair that only has an in vitro grown cartilage layer (possibly backfilled with a suitable material) is that the transplanted cartilage, which is also a has sufficient mechanical strength, a large part of the load is taken over, so that immediately after the repair operation, the in vitro grown cartilage matures with care (little strain) and can thus achieve its final mechanical strength, which is equivalent to the native cartilage.
Die Knorpelschicht 50 wird vorgängig aus autologen Zellen entweder auf einer Unterlage aus einem Knochenersatzmaterial oder ohne eine derartige Unterlage gezüchtet. Dabei wird durch den Raum, der den Zellen bei der Züchtung zur Verfügung gestellt wird, die Form des entstehenden Knorpels bestimmt.The cartilage layer 50 is previously grown from autologous cells either on a base made of a bone substitute material or without such a base. The shape of the resulting cartilage is determined by the space that is made available to the cells during cultivation.
Für eine Implantation muss die in vitro gezüchtete Knorpelschicht 50 möglichst präzise in diejenige Form gestanzt oder geschnitten werden, die einer im Bereich des zu reparierenden Defektes erstellten Öffnung entspricht, und es müssen darin Öffnungen für die Gewebesäulen erstellt werden, welche Öffnungen wiederum für einen "Pressfit" einen etwas kleineren Durchmesser aufweisen sollen als die Gewebesäulen. Ferner muss für eine präzise Hinterfüllung der Knorpelschicht bzw. für ein entsprechendes Ausschneiden des Defektes die Dicke der gezüchteten Knorpelschicht bestimmt werden.For an implantation, the in vitro grown cartilage layer 50 must be punched or cut as precisely as possible into the shape that corresponds to an opening made in the area of the defect to be repaired, and openings for the tissue columns must be created therein, which openings in turn for a "press fit "should have a slightly smaller diameter than the fabric columns. Furthermore, the thickness of the grown cartilage layer must be determined for a precise backfilling of the cartilage layer or for a corresponding cutting out of the defect.
Für die Erstellung der Öffnung für die zu implantierende Knorpelschicht 50 wird beispielsweise eine Ringführung 10 (Figur 2) im Defektbereich montiert und entlang dieser das native Knorpelgewebe mit einem entsprechenden Ringstanzinstrument oder mit einem Skalpell senkrecht eingeschnitten und dann gegen den Defekt hin abgetragen oder entfernt, derart, dass innerhalb der Ringführung die Knorpel- oder Knochenoberfläche überall um mindestens die Dicke der zu implantierenden Knorpelschicht tiefer liegt als die ursprüngliche Knorpeloberfläche.To create the opening for the cartilage layer 50 to be implanted, for example, a ring guide 10 (FIG. 2) is mounted in the defect area and the native cartilage tissue is cut vertically along it with a corresponding ring punch instrument or with a scalpel and then removed or removed against the defect, in such a way that within the The guidance of the cartilage or bone surface is deeper than the original cartilage surface by at least the thickness of the cartilage layer to be implanted.
In den Figuren 9 und 10 ist eine Reparatur mit sechs rotationssymmetrisch angeordneten Gewebesäulen 2 dargestellt. Selbstverständlich sind in der gleichen Weise andere Säulenanordnungen mit anderen Anzahlen von Gewebesäulen, insbesondere auch mit nur einer Gewebesäule ausführbar.A repair with six rotationally symmetrically arranged tissue columns 2 is shown in FIGS. 9 and 10. Of course, other column arrangements with different numbers of tissue columns, in particular also with only one tissue column, can be carried out in the same way.
Figur 11 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Stanzinstruments zur Herstellung eines gewünschten Implantates aus der Knorpelschicht 50 für eine Reparatur, wie sie in den Figuren 9 und 10 dargestellt ist. Das Stanzinstrument besteht im wesentlichen aus einer Auflagefläche 60 und einer Stanzform 61. Die Form (Wölbung) der Auflagefläche 60 entspricht vorteilhafterweise der Form der zu rekonstruierenden Knorpeloberfläche 22 (Figuren 3 und 4) bzw. der Oberflächenschablone 24 (Figur 4), gemäss der die Knorpeloberfläche rekonstruiert wird. Die Stanzform 61 hat eine der Auflagefläche 60 entsprechende Form und weist dem Umriss des zu erstellenden Implantates und den zu erstellenden Öffnungen für Gewebesäulen entsprechende Stanzklingen 62 auf, wobei die Stanzklingen eine Breite haben, die grösser ist als die Dicke der zu stanzenden Knorpelschicht.FIG. 11 shows an exemplary embodiment of a punching instrument for producing a desired implant from the cartilage layer 50 for a repair, as is shown in FIGS. 9 and 10. The punching instrument essentially consists of a support surface 60 and a die 61. The shape (curvature) of the support surface 60 advantageously corresponds to the shape of the cartilage surface 22 to be reconstructed (FIGS. 3 and 4) or the surface template 24 (FIG. 4), according to which the Cartilage surface is reconstructed. The punching die 61 has a shape corresponding to the support surface 60 and has punching blades 62 corresponding to the outline of the implant to be created and the openings to be made for tissue columns, the punching blades having a width which is greater than the thickness of the cartilage layer to be punched.
Zur Erzeugung einer noch präziseren Stanzung ist es vorteilhaft, auf der Auflagefläche 60 den Stanzklingen 62 der Stanzform 61 entsprechende Gegenklingen (nicht dargestellt) einer sehr geringen Breite anzubringen.To produce an even more precise punching, it is advantageous to mount counterblades (not shown) of a very small width corresponding to the punching blades 62 of the punching die 61 on the support surface 60.
Die gezüchtete Knorpelschicht 50 wird auf der Auflagefläche 60 positioniert und die Stanzform 61 wird mittels geeigneter Antriebsmittel parallel gegen die Auflagefläche 60 bewegt, bis die Stanzklingen 62 auf der Auflagefläche 60 oder auf den Gegenklingen aufliegen und die Knorpelschicht 50 an den vorgesehenen Stellen ganz durchtrennt ist.The grown cartilage layer 50 is positioned on the support surface 60 and the die 61 is moved in parallel against the support surface 60 by means of suitable drive means until the punch blades 62 on the support surface 60 or rest on the counterblades and the cartilage layer 50 is completely severed at the intended locations.
Figur 12 zeigt eine beispielhafte Ausführung eines Instruments zur Bestimmung der Dicke einer in vitro gezüchteten Knorpelschicht 50 (mit oder ohne Unterlageschicht aus Knochenersatzmaterial). Das Instrument besteht im wesentlichen aus einem Messblock 70 mit Einformungen 71 verschiedener Tiefe und aus einem Beschwerungsblock 72, der vorteilhafterweise aus einem durchsichtigen Material besteht und dessen Gewicht pro Auflagefläche im wesentlichen der bei der Implantation zur Anwendung kommenden Presskraft entspricht. Die Vertiefungen 71 haben vorteilhafterweise die Form eines zu reparierenden Defektes bzw. die Form einer Öffnung, die im Bereich eines derartigen Defektes für die Implantation der Knorpelschicht 50 erstellt worden ist.FIG. 12 shows an exemplary embodiment of an instrument for determining the thickness of a cartilage layer 50 grown in vitro (with or without a base layer made of bone substitute material). The instrument essentially consists of a measuring block 70 with indentations 71 of different depths and a weighting block 72, which advantageously consists of a transparent material and whose weight per contact surface essentially corresponds to the pressing force used during the implantation. The depressions 71 advantageously have the shape of a defect to be repaired or the shape of an opening which has been created in the region of such a defect for the implantation of the cartilage layer 50.
Für eine Dickenbestimmung wird die ausgestanzte Knorpelschicht 50 in eine der Vertiefungen 71 gelegt und mit dem Beschwerungsblock 72 beschwert. Die für die Implantation relevante Dicke der Knorpelschicht 50 entspricht der Tiefe derjenigen Vertiefung 71 , auf der der Beschwerungsblock 72 gerade nicht mehr aufliegt, wenn die Knorpelschicht 50 darin positioniert ist.For a thickness determination, the punched out cartilage layer 50 is placed in one of the depressions 71 and weighted down with the weighting block 72. The thickness of the cartilage layer 50 relevant for the implantation corresponds to the depth of the depression 71 on which the weighting block 72 is no longer resting when the cartilage layer 50 is positioned therein.
Ein erfindungsgemässer Instrumentensatz für die Reparatur eines Defektes gemäss Figuren 9 und 10 weist also zusätzlich zu mindestens einem Teil der bereits beschriebenen Instrumente ein Instrument zum Stanzen oder Schneiden einer in vitro gezüchteten Knorpelschicht 50 mit einem Satz von verschiedenen Paaren von Aufiageflächen 60 und Stanzformen 61 auf. Ferner weist der Instrumentensatz vorteilhafterweise ein Instrument zur Messung der für die Implantation relevanten Dicke einer derartigen Knorpelschicht auf oder einen Satz derartiger Instrumente für verschiedene Defektformen. Ein Chirurg führt für eine Reparatur, wie sie in den Figuren 9 und 10 illustriert ist, beispielsweise die folgenden Schritte in der angegebenen Reihenfolge aus:An instrument set according to the invention for repairing a defect according to FIGS. 9 and 10 thus has, in addition to at least some of the instruments already described, an instrument for punching or cutting an in vitro grown cartilage layer 50 with a set of different pairs of support surfaces 60 and punching dies 61. Furthermore, the set of instruments advantageously has an instrument for measuring the thickness of such a cartilage layer that is relevant for the implantation, or a set of such instruments for different types of defects. For a repair as illustrated in FIGS. 9 and 10, a surgeon carries out, for example, the following steps in the order given:
Bestimmen der Form der zu rekonstruierenden Knorpeloberfläche 22;Determining the shape of the cartilage surface 22 to be reconstructed;
Bestimmen der Öffnung für die zu implantierende Knorpelschicht 50 und des Musters der zu implantierenden Gewebesäulen 2;Determining the opening for the cartilage layer 50 to be implanted and the pattern of the tissue columns 2 to be implanted;
Herstellen des Implantates aus einer in vitro gezüchteten Knorpelschicht 50 und Bestimmen der Dicke der Knorpelschicht 50;Producing the implant from an in vitro grown cartilage layer 50 and determining the thickness of the cartilage layer 50;
Montage einer Ringführung 10;Assembly of a ring guide 10;
Erstellen der Öffnung für die zu implantierende Knorpelschicht 50; - Für jede Gewebesäule 2: Erstellen einer Öffnung 21 , Entnahme einerCreating the opening for the cartilage layer 50 to be implanted; - For each tissue column 2: create an opening 21, remove one
Gewebesäule 2, Implantation der Gewebesäule 2 in der Öffnung 21 ;Tissue column 2, implantation of the tissue column 2 in the opening 21;
Entfernen der Ringführung 10; wenn notwendig, Einbringen des Füllmaterials 51 ;Removing the ring guide 10; if necessary, introduction of the filling material 51;
Implantieren der gestanzten Knorpelschicht 50.Implant the punched cartilage layer 50.
Figuren 13 bis 16 stellen (Fig. 13 bis 15 im Schnitt parallel zur Achse) Teile einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eines Instruments zur Entnahme und Implantation von Gewebesäulen dar und zwar: Figur 13 einen Extraktor 31.1 , Figur 14 eine Extraktorführung 30.1 zur Führung des Extraktors 31.1 bei der Entnahme der Gewebesäule, Figur 15 eine Implantierführung 40.1 zur Führung des Extraktors 31.1 bei der Implantation der Gewebesäule und Figur 15 einen Stössel 37.1 für das Ausstossen einer Gewebesäule aus dem Extraktor 31.1.FIGS. 13 to 16 illustrate (FIGS. 13 to 15 in section parallel to the axis) parts of a further exemplary embodiment of an instrument for removing and implanting tissue columns: FIG. 13 an extractor 31.1, FIG. 14 an extractor guide 30.1 for guiding the extractor 31.1 when the tissue column is removed, FIG. 15 shows an implant guide 40.1 for guiding the extractor 31.1 during the implantation of the tissue column and FIG. 15 shows a plunger 37.1 for ejecting a tissue column from the extractor 31.1.
Die Instrumententeile 31.1 , 30.1 , 40.1 und 37.1 entsprechen in vielen Merkmalen den im Zusammenhang mit den Figuren 7 und 8 bereits beschriebenen funktionsgleichen Instrumententeilen 31 , 30, 40, 37. Es werden also hier nur noch die Merkmale beschrieben, in denen sie sich von diesen unterscheiden. Weitere Merkmale sind mit den Bezugszeichen der Figuren 7 und 8 bezeichnet. Der Extraktor 31.1 weist in seinem der zugespitzten Stirnkante zugewandten Bereich zwei einander gegenüberliegende Fenster 80 und eine Längenskala 81 zur Inspektion und Längenmessung einer entnommenen Gewebesäule auf. Ferner ist der Extraktor auf der der zugespitzten Stirnkante gegenüberliegenden Seite der Fenster 80 bis zu seinem entgegengesetzten Ende durch zwei einander gegenüberliegend angeordnete, axial verlaufende Schlitze 82 längs in zwei Extraktorteile geteilt. Das der zugespitzten Stirnkante entgegengesetzte Ende des Extraktors ist zum bequemen Handhaben mit einem, ebenfalls in zwei Teile geteilten Griff 83 ausgerüstet, der auch zur Beschränkung der Einführtiefe des Extraktors 31.1 in eine entsprechende Führung 30.1 , 40.1 beschränkt.The instrument parts 31.1, 30.1, 40.1 and 37.1 correspond in many features to the functionally identical instrument parts 31, 30, 40, 37 already described in connection with FIGS. 7 and 8. Only the features in which they differ from these are described here differentiate. Further features are designated by the reference numerals in FIGS. 7 and 8. The extractor 31.1 has, in its region facing the tapered front edge, two windows 80 lying opposite one another and a length scale 81 for the inspection and length measurement of a removed tissue column. Furthermore, the extractor on the side of the window 80 opposite the tapered end edge is divided longitudinally into two extractor parts up to its opposite end by two axially extending slots 82 arranged opposite one another. The end of the extractor opposite the tapered front edge is equipped for easy handling with a handle 83, also divided into two parts, which also limits the depth of insertion of the extractor 31.1 into a corresponding guide 30.1, 40.1.
An dieser Stelle soll noch angemerkt werden, dass der in Figur 7 gezeigte Drehstop 36 bzw. in Figur 13 die beiden Drehstops, die beim Abdrehen einer Gewebesäule ein Verdrehen des Extraktors relativ zur Gewebesäule verhindern (immerhin muss ja die Gewebesäule vom Boden, an dem sie noch "verankert" ist, abgedreht werden), auch deutlich länger ausgeführt sein können, als es in Figur 13 oder auch in Figur 7 dargestellt ist. Insbesondere kann sich ein solcher Drehstop 36 jeweils über die maximale Länge erstrecken, die eine mit dem entsprechenden Extraktor zu entnehmende Gewebesäule aufweisen kann oder sogar über die gesamte Länge des Extraktors. Extraktoren mit längerenAt this point it should also be noted that the rotary stop 36 shown in FIG. 7 and the two rotary stops in FIG. 13, which prevent twisting of the extractor relative to the tissue column when a tissue column is twisted (after all, the tissue column must be from the floor on which it is located is still "anchored", can be twisted off), can also be made significantly longer than is shown in FIG. 13 or also in FIG. In particular, such a rotation stop 36 can each extend over the maximum length that a tissue column to be removed with the corresponding extractor can have, or even over the entire length of the extractor. Extractors with longer ones
Drehstops 36 sind vor allem dann von Vorteil, wenn der Chirurg bzw. Orthopäde den Extraktor bis in den Bereich der Spongiosa vorgeschoben hat, die Spongiosa aber nicht mehr in der Lage ist, dem Extraktor den notwendigen Halt zu bieten, um die Gewebesäule vom Boden, an welchem sie noch verankert ist, abzudrehen. Mit einem längeren Drehstop 36 erstreckt sich dieser Drehstop aber auf jeden Fall bis in einen Bereich der Gewebesäule, der genügend Halt bietet, um ein sicheres Abdrehen der Gewebesäule auch dann zu gewährleisten, wenn dies aufgrund der Beschaffenheit der Spongiosa mit einem kurzen Drehstop 36 nicht möglich wäre. Die Extraktorführung 30.1 ist nicht wie die Extraktorführung 30 für einen präzisen Entnahmewinkel α (Figuren 6 und 7) ausgerüstet und kann nicht an einer Entnahmestelle fixiert werden. Aus diesem Grunde ist sie als Führung für einen Hohlbohrer nicht sehr geeignet. Ihre Funktion besteht vielmehr darin, dem Chirurgen neben dem Griff 83 ein weiteres Haltemittel zum Halten des Extraktors 31.1 während der Extraktion einer Gewebesäule zur Verfügung zu stellen, in welcher Führung 30.1 der Extraktor 31.1 frei drehbar ist, und um gleichzeitig ein unerwünschtes Aufspreizen der beiden durch den Schlitz 82 bis auf den Bereich der zugspitzten Stirnkante voneinander getrennten Extraktorteile zu verhindern.Rotation stops 36 are particularly advantageous when the surgeon or orthopedist has advanced the extractor into the area of the cancellous bone, but the cancellous bone is no longer able to offer the extractor the necessary support to hold the column of tissue from the floor, on which it is still anchored to turn. With a longer rotary stop 36, however, this rotary stop extends in any case into an area of the tissue column that offers sufficient hold to ensure that the tissue column is safely unscrewed even if this is not possible with a short rotary stop 36 due to the nature of the cancellous bone would. The extractor guide 30.1 is not equipped like the extractor guide 30 for a precise removal angle α (FIGS. 6 and 7) and cannot be fixed at a removal point. For this reason, it is not very suitable as a guide for a hollow drill. Rather, their function is to provide the surgeon with a further holding means in addition to the handle 83 for holding the extractor 31.1 during the extraction of a tissue column, in which guide 30.1 the extractor 31.1 can be freely rotated, and at the same time to undesirably spread the two to prevent the slot 82 apart from the extractor parts apart from one another in the region of the tension-pointed end edge.
Auch die Implantierführung 40.1 ist nicht ausgerüstet, um im Defektbereich fixiert zu werden. Sie weist ebenfalls einander gegenüberliegende Fenster 80 auf, durch die die Drehposition durch Ausrichten auf die Fenster im Extraktor 31.1 einer Gewebesäule bei der Implantation bestimmbar ist. Der Innendurchmesser der Implantierführung 40.1 entspricht nur in einem distalen Endbereich dem Aussendurchmesser des Extraktors 31.1 und ist sonst grösser als dieser. Dadurch ist ein Aufspreizen der beiden durch die Schlitze 82 getrennten Extraktorteile während der Implantation möglich. Der Stössel 37.1 weist für die genannte Aufspreizung der Extraktorteile einen konischen Bereich 84 auf.The implant guide 40.1 is also not equipped to be fixed in the defect area. It also has windows 80 lying opposite one another, through which the rotational position can be determined by aligning the windows in the extractor 31.1 of a tissue column during the implantation. The inner diameter of the implant guide 40.1 corresponds to the outer diameter of the extractor 31.1 only in a distal end region and is otherwise larger than this. This allows the two extractor parts separated by the slots 82 to be spread apart during the implantation. The plunger 37.1 has a conical region 84 for the expansion of the extractor parts mentioned.
Durch das Aufspreizen der Extraktorteile bei der Implantation wird die Reibung zwischen Extraktor und Gewebesäule vermindert und dadurch der Druck auf die Knorpelschicht dieser Gewebesäule, der notwendig ist, um sie aus dem Extraktor zu schieben, kleiner, wodurch die Behandlung der Gewebesäule schonender wird.By spreading the extractor parts during implantation, the friction between the extractor and the tissue column is reduced and the pressure on the cartilage layer of this tissue column, which is necessary to push it out of the extractor, is reduced, which makes the treatment of the tissue column more gentle.
Auch der Stössel 37.1 weist einen Griff 85 auf, der zu seiner bequemen Handhabung dient und gleichzeitig sicherstellt, dass der Stössel nur bis zu der zugespitzten Stimkante des Extraktors 31.1 vorgeschoben werden kann. Die Merkmale der Instrumententeile 31.1 , 30.1 , 40.1 und 37.1 gemäss Figuren 13 bis 16 sind beliebig kombinierbar mit Merkmalen der funktionsgleichen Instrumententeile 31 , 30, 40, 37 gemäss Figuren 7 und 8.The plunger 37.1 also has a handle 85, which serves for its convenient handling and at the same time ensures that the plunger can only be pushed up to the pointed end of the extractor 31.1. The features of the instrument parts 31.1, 30.1, 40.1 and 37.1 according to FIGS. 13 to 16 can be combined as desired with features of the functionally identical instrument parts 31, 30, 40, 37 according to FIGS. 7 and 8.
Figur 17 zeigt die Instrumententeile 31.1 , 40.1 und 37.1 gemäss Figuren 13, 15 und 16 in dreidimensionaler Darstellung.Figure 17 shows the instrument parts 31.1, 40.1 and 37.1 according to Figures 13, 15 and 16 in a three-dimensional representation.
In den Figuren 18 und 19 sind weitere Ausführungsbeispiele für eine Implantierführung 40.2 und einen Stössel 37.2 gezeigt, die der Implantierführung 40.1 und dem Stössel 37.1 aus den Figuren 15 und 16 ähnlich sind. DerFIGS. 18 and 19 show further exemplary embodiments for an implant guide 40.2 and a plunger 37.2 which are similar to the implant guide 40.1 and the plunger 37.1 from FIGS. 15 and 16. The
Extraktor 31.1 und auch die Extraktorführung 30.1 kann dabei in der in Figur 13 bzw. Figur 14 dargestellten Form im wesentlichen unverändert beibehalten werden, insbesondere können aber die Drehstops 36 sich über die gesamte Länge des Extraktors 31.1 erstrecken.The extractor 31.1 and also the extractor guide 30.1 can be kept essentially unchanged in the form shown in FIG. 13 and FIG. 14, but in particular the rotary stops 36 can extend over the entire length of the extractor 31.1.
Wie man in Figur 13 erkennt, weist der Griff 83 an seiner Unterseite einen nach unten vorstehenden Anschlagstift 830 auf. Dieser Anschlagstift 830 ist für die Entnahme der Gewebesäule an der Erntestelle nicht weiter von Bedeutung, ausser dass die Extraktorführung 30.1 (Figur 14) eine entsprechende Vertiefung 831 zur Aufnahme dieses Anschlagsstifts 830 aufweisen kann, die dann zusammen mit dem Anschlagstift eine Verdrehsicherung darstellt. Hingegen kann der Anschlagstift 830 er bei enstprechender Ausgestaltung der Implantierführung eine erhebliche Bedeutung erlangen. Um diese Bedeutung zu erläutern, kann für die nachfolgende Betrachtung der Anschlagstift 830 beispielsweise eine Höhe von 3 mm aufweisen (gemessen ab Unterseite des Griffs 83).As can be seen in FIG. 13, the handle 83 has a stop pin 830 projecting downward on its underside. This stop pin 830 is of no further importance for the removal of the tissue column at the harvesting point, except that the extractor guide 30.1 (FIG. 14) can have a corresponding recess 831 for receiving this stop pin 830, which then together with the stop pin represents an anti-rotation device. On the other hand, the stop pin 830 can be of considerable importance if the implant guide is designed accordingly. In order to explain this meaning, the stop pin 830 can have a height of 3 mm, for example, for the following consideration (measured from the underside of the handle 83).
Ist an der Erntestelle mit Hilfe des Extraktors 31.1 eine Gewebesäule entnommen worden, die sich dann im Extraktor 31.1 befindet und beispielsweise nach unten hin bündig mit dem Extraktor 31.1 abschliesst, so soll diese Gewebesäule - wie früher bereits eräutert - in eine entsprechende Bohrung oder Vertiefung an der Defektstelle implantiert werden. Diese Implantation erfolgt derart, dass die Gewebesäule in die Bohrung an der Defektstelle mit einem leichten Pressitz ("Pressfit") eingepasst wird. Wie bereits erläutert, ist es für den Erfolg einer solchen Implantation/Transplantation von besonderem Vorteil, wenn die ursprüngliche Form der Knorpels (also die Form vor dem Auftreten des Defekts) möglichst naturgetreu nachgebildet wird, damit der Knorpel nach dem Heilungsprozess wieder so gut wie möglich seine ursprüngliche Form aufweist.If a tissue column has been removed at the harvesting point with the aid of the extractor 31.1, which is then located in the extractor 31.1 and is, for example, flush with the extractor 31.1 at the bottom, this should be the case Tissue column - as explained earlier - are implanted in a corresponding hole or recess at the defect site. This implantation is carried out in such a way that the tissue column is fitted into the hole at the defect site with a slight press fit ("press fit"). As already explained, it is of particular advantage for the success of such an implantation / transplant if the original shape of the cartilage (i.e. the shape before the defect appears) is reproduced as realistically as possible so that the cartilage again as good as possible after the healing process has its original shape.
Um dies zu erreichen, kann es - ahbhängig von der Grosse des Defekts - notwendig sein, dass die Gewebesäule mit Hilfe der Implantierführung 40.2 und mit Hilfe des Stössels 37.2 (Figur 18 bzw. Figur 19) entweder ganz bis zum Boden der Bohrung, die an der Defektstelle erstelllt worden ist, eingepresst wird, oder aber dass die Gewebesäule nach dem Einpressen einen vorgegebenen Abstand zum Boden der Bohrung aufweist, damit die ursprüngliche Form des Knorpels so naturgetreu wie möglich nachgebildet werden kann. Auf keinen Fall soll die Gewebesäule jedoch tiefer als bis zum Boden der Bohrung eingepresst werden. Diese Gefahr besteht vor allem dann, wenn der Boden der Bohrung innerhalb der (porösen) Spongiosa liegt. Um all dies zu erreichen bzw. zu vermeiden, soll dem Chirurgen bzw. Orthopäden eine einfaches Instrument an die Hand gegeben werden.To achieve this, it may be necessary, depending on the size of the defect, for the tissue column to either reach the bottom of the hole with the aid of the implant guide 40.2 and the plunger 37.2 (FIG. 18 or FIG. 19) the defect has been created, is pressed in, or that the tissue column has a predetermined distance from the bottom of the bore after the pressing in, so that the original shape of the cartilage can be reproduced as lifelike as possible. Under no circumstances should the tissue column be pressed in deeper than the bottom of the hole. This risk exists especially if the bottom of the hole lies within the (porous) cancellous bone. To achieve or avoid all of this, the surgeon or orthopedist should be given a simple instrument.
Zu diesem Zweck weist die Implantierführung 40.2 auf ihrer proximalen stirnseitigen Fläche (Figur 18) zwei z.B. gegenüberliegend angeordnete Vertiefungen 832 und 833 auf, von denen die Vertiefung 832 beispielsweise eine Tiefe von 1 mm und die Vertiefung 833 eine Tiefe von 3 mm aufweist. Führt man beim Implantieren nun zunächst den die Gewebesäule enthaltenden Extraktor 31.1 (Figur 13) mit dem Anschlagstift 830 in die Implantierführung 40.2. (Figur 18) ein, so kann der Anschlagstift 830 relativ zu der Implantierführung 40.2 in drei verschiedenen Stellungen eingebracht werden. ln der ersten Stellung kommt der Anschlagstift 830 in der Vertiefung 833 zu liegen. Da der Anschlagstift 830 bei dem gewählten Ausführungsbeipsiel eine Länge von 3 mm aufweist, die Vertiefung 833 aber ebenfalls eine Tiefe von 3 mm aufweist, kommt die Unterseite des Griffs 83 des Extraktors 31.1 flach auf die proximale Stirnfläche der Implantierführung 40.2 zu liegen.For this purpose, the implant guide 40.2 has on its proximal face (FIG. 18) two depressions 832 and 833, for example arranged opposite one another, of which the depression 832 has a depth of 1 mm and the depression 833 has a depth of 3 mm. If, during implantation, the extractor 31.1 (FIG. 13) containing the tissue column is first inserted into the implant guide 40.2 with the stop pin 830. (FIG. 18), the stop pin 830 can be introduced in three different positions relative to the implant guide 40.2. In the first position, the stop pin 830 comes to rest in the recess 833. Since the stop pin 830 has a length of 3 mm in the selected embodiment, but the recess 833 also has a depth of 3 mm, the underside of the handle 83 of the extractor 31.1 comes to lie flat on the proximal end face of the implant guide 40.2.
In der zweiten Stellung kommt der Anschlagstift 830 in der Vertiefung 832 zu liegen. Diese weist eine Tiefe von 1 mm auf, so dass die Unterseite des Griffs 83 des Extraktors 31.1 um einen Betrag von 2 mm oberhalb der proximalenIn the second position, the stop pin 830 comes to rest in the recess 832. This has a depth of 1 mm, so that the underside of the handle 83 of the extractor 31.1 is 2 mm above the proximal
Stirnfläche der Implantierführung 40.2 zu liegen kommt, wenn der Anschlagstift 830 am Boden der Vertiefung 832 aufsteht.The end face of the implant guide 40.2 comes to rest when the stop pin 830 stands on the bottom of the depression 832.
In der dritten Stellung schliesslich kommt der Anschlagstift 830 in keiner der beiden Vertiefungen 832 oder 833 zu liegen, sondern liegt auf der proximalen Stirnfläche der Implantierführung 40.2 auf. In dieser Stellung kommt die Unterseite des Griffs 83 des Extraktors 31.1 um einen Betrag von 3 mm oberhalb der proximalen Stirnfläche der Implantierführung 40.2 zu liegen.Finally, in the third position, the stop pin 830 does not come to rest in either of the two depressions 832 or 833, but lies on the proximal end face of the implant guide 40.2. In this position, the underside of the handle 83 of the extractor 31.1 comes to lie 3 mm above the proximal end face of the implant guide 40.2.
Hat der Chirurg nun den Extraktor in einer der drei Stellungen in dieThe surgeon now has the extractor in one of the three positions
Implantierführung 40.2 eingeführt, so wird die Implantierführung 40.2 am Ort des Defekts aufgesetzt und zwar derart, dass die distale Stirnfläche der Implantierführung 40.2 um die bereits erstellte Bohrung herum auf dem subchondralen Knochen aufgesetzt wird. Anschliessend wird mit Hilfe des Stössels die Gewebesäule aus dem Extraktor heraus in die Bohrung hineingepresst.When the implant guide 40.2 is inserted, the implant guide 40.2 is placed at the location of the defect, in such a way that the distal end face of the implant guide 40.2 is placed on the subchondral bone around the hole already created. The plunger of tissue is then pressed out of the extractor into the bore using the ram.
Der Stössel ist grundsätzlich so ausgebildet, dass bei vollständig in den Extraktor eingeführtem Stössel die Unterseite des Griffs des Stössels auf der proximalen Stirnfläche des Griffs des Extraktors 31.1 aufliegt. In diesem Zustand ist das distale Ende des Stössels bündig mit dem distalen Ende des Extraktors - das distale Ende des Stössels hat die Gewebesäule vollständig aus dem Extraktor herausgeschoben, aber nicht zwingend auch vollständig aus der Implantierführung 40.2 heraus. Das hängt eben davon ab, in welcher Stellung der Extraktor in die Implantierführung 40.2 eingeführt worden ist.The plunger is basically designed such that when the plunger is fully inserted into the extractor, the underside of the handle of the plunger rests on the proximal end face of the handle of the extractor 31.1. In this state it is distal end of the plunger flush with the distal end of the extractor - the distal end of the plunger has pushed the tissue column completely out of the extractor, but not necessarily completely out of the implant guide 40.2. That depends on the position in which the extractor has been inserted into the implant guide 40.2.
Ist der Anschlagstift 830 des Extraktors bis zum Anschlag in die Vertiefung 833 der Implantierführung 40.2 eingetaucht (erste Stellung), so hat der Stössel 37.2 die Gewebesäule auch vollständig aus der Implantierführung 40.2 herausgedrückt (weil das distale Ende des Extraktors dann auch bündig mit dem distalen Ende der Implantierführung ist) und hat damit im Normalfall die Gewebesäule bis an den Boden der Bohrung am Ort des Defekts vorgeschoben, die Gewebesäule steht nicht über den subchondralen Knochen hervor.If the stop pin 830 of the extractor is immersed up to the stop in the recess 833 of the implant guide 40.2 (first position), then the plunger 37.2 has also pushed the tissue column completely out of the implant guide 40.2 (because the distal end of the extractor is then also flush with the distal end the implant guide) and has therefore normally pushed the tissue column to the bottom of the hole at the location of the defect, the tissue column does not protrude above the subchondral bone.
Ist der Anschlagstift 830 des Extraktors 31.1 bis zum Anschlag in die Vertiefung 832 eingetaucht (zweite Stellung), so hat der vollständig in den Extraktor eingetauchte Stössel die Gewebesäule zwar vollständig aus dem Extraktor 31.1 herausgedrückt, nicht jedoch vollständig aus der Implantierführung 40.2 heraus (weil eben das distale Ende des Extraktors nicht bündig mit dem distalen Ende der Implantierführung ist), und zwar verbleibt noch eine Länge von 3 mm (Länge des Anschlagstifts 830) minus 1 mm (Tiefe der Bohrung 832), also eine Länge von 2 mm, um welche die Gewebesäule noch in die Implantierführung 40.2 hineinragt. Um diesen Betrag steht die Gewebesäule dann auch über den subchondralen Knochen hervor, was aber gerade bei grösseren Defekten zur naturgetreuen Nachbildung der Gestalt des ursprünglichen Knorpels durchaus wünschenswert sein kann.If the stop pin 830 of the extractor 31.1 is immersed up to the stop in the recess 832 (second position), the plunger completely immersed in the extractor has pushed the tissue column completely out of the extractor 31.1, but not completely out of the implant guide 40.2 (because it is flat the distal end of the extractor is not flush with the distal end of the implant guide), and there still remains a length of 3 mm (length of the stop pin 830) minus 1 mm (depth of the bore 832), i.e. a length of 2 mm, by which the tissue column still protrudes into the implant guide 40.2. The tissue column then also protrudes from the subchondral bone by this amount, but this can be desirable for larger defects in order to faithfully reproduce the shape of the original cartilage.
Steht der Anschlagstift 830 auf der proximalen Stirnfläche des Extraktors 31.1 auf (dritte Stellung), ergibt sich entsprechend ein Betrag von 3 mm, um den die Gewebesäule bei vollständig eingeführtem Stössel noch in die Implantierführung 40.2 hineinragt bzw. über dem subchondralen Knochen am Ort des Defekts hervorsteht. Es ist klar, dass diese Werte für die Tiefe der Vertiefungen 832 und 833 nur beispielhaft zu betrachten sind, selbstverständlich sind auch andere Werte möglich. Der Chirurg bzw. Orthopäde kann dann jeweils nach den Gegebenheiten am Ort des Defekts entscheiden, wie weit er die Gewebesäule in die Bohrung einpressen will.If the stop pin 830 stands on the proximal end face of the extractor 31.1 (third position), there is a corresponding amount of 3 mm by which the tissue column is still in the implant guide when the plunger is fully inserted 40.2 protrudes or protrudes above the subchondral bone at the location of the defect. It is clear that these values for the depth of the depressions 832 and 833 are only to be considered as examples, of course other values are also possible. The surgeon or orthopedist can then decide, depending on the circumstances at the location of the defect, how far he wants to press the tissue column into the hole.
Der in Figur 19 gezeigte Stössel 37.2 weist nun im Vergleich zum Stössel 37.1 (Figur 16) noch eine Besonderheit auf. Der Griff des Stössels 37.2 umfasst nämlich zwei Teile, ein oberes Griffteil 851 , welches mit dem Schaft des Stössels fest verbunden ist, und ein unteres, entlang dem Schaft bewegbares Griffteil 852, dessen Aussenwand in distaler Richtung betrachtet konisch zulaufend ausgebildet ist. Dieses untere Griffteil 852 ist entlang dem Schaft maximal bis zu einem Wulst 853 hin bewegbar. Beim Einführen des Schafts des Stössels 37.2 in den Extraktor 31.1 hinein kann das untere Griffteil 852 in den Extraktor hinein bewegt werden und kann mit Hilfe seiner konischen Aussenflächen den Extraktor 31.1 , der ja Längschlitze aufweist, leicht spreizen. Das untere Griffteil 852 kann jedoch nur so weit vorgeschoben werden, bis die Unterseite des unteren Griffteils 852 an der proximalen Stirnfläche des Griffs 83 des Extraktors 31.1 anliegt. Bei dem auf diese Weise leicht gespreizten Extraktor 31.1 ist das weitereThe plunger 37.2 shown in FIG. 19 now has a special feature in comparison to the plunger 37.1 (FIG. 16). The handle of the plunger 37.2 namely comprises two parts, an upper handle part 851, which is fixedly connected to the shaft of the plunger, and a lower handle part 852, which can be moved along the shaft and whose outer wall is conically tapered when viewed in the distal direction. This lower grip part 852 can be moved along the shaft up to a bead 853 at most. When the stem of the plunger 37.2 is inserted into the extractor 31.1, the lower grip part 852 can be moved into the extractor and can easily expand the extractor 31.1, which has longitudinal slots, with the help of its conical outer surfaces. However, the lower handle part 852 can only be advanced until the underside of the lower handle part 852 bears against the proximal end face of the handle 83 of the extractor 31.1. In the case of the extractor 31.1 which is slightly spread in this way, this is further
Herausdrücken der Gewebesäule bzw. das Einpressen der Gewebesäule in die Bohrung erleichtert, weil der leicht gespreizte Extraktor das Herausdrücken der Gewebesäule aus dem Extraktor in die Bohrung am Ort des Defekts erleichtert. Zum Erleichtern des Herausdrückens der Gewebesäule aus dem Extraktor kann der Chirurg oder Orthopäde auch einen kleinen Hammer zu Hilfe nehmen, mit welchem er leicht auf das obere Griffteil 851 schlägt, bis das obere Griffteil 851 am unteren Griffteil 852 anliegt, welches seinerseits an der proximalen Stirnfläche des Griffs 83 des Extraktors 31.1 anliegt. Pressing out the column of tissue or pressing the column of tissue into the hole is facilitated because the slightly spread extractor makes it easier to press the column of tissue out of the extractor into the hole at the location of the defect. To facilitate pushing the column of tissue out of the extractor, the surgeon or orthopedic surgeon can also use a small hammer with which he lightly strikes the upper handle part 851 until the upper handle part 851 is in contact with the lower handle part 852, which in turn is on the proximal end face of the handle 83 of the extractor 31.1.

Claims

Patentansprüche claims
1. Instrumentensatz zur Durchführung von Reparaturen von endochondralen oder osteochondralen Defekten (20) durch Implantation von Gewebesäulen (2), die auf ihrer einen Stirnseite eine vitale Knorpelschicht (2') tragen, welcher Instrumentensatz Instrumente zum Erstellen von definierten, zylindrischen Öffnungen (21 ) für die Implantation der Gewebesäulen (2) im Bereich des Defektes (20), Instrumente zum Entnehmen von Gewebesäulen (2) aus vitalem Gewebe oder zum Formen von Gewebesäulen (2) aus einer in vitro gezüchteten Knorpelschicht und Instrumente zum Implantieren der1. set of instruments for carrying out repairs of endochondral or osteochondral defects (20) by implantation of tissue columns (2) which carry a vital cartilage layer (2 ') on one end face, which set of instruments instruments for creating defined cylindrical openings (21) for the implantation of the tissue columns (2) in the area of the defect (20), instruments for removing tissue columns (2) from vital tissue or for forming tissue columns (2) from an in vitro grown cartilage layer and instruments for implanting the
Gewebesäulen (2) in den erstellten zylindrischen Öffnungen (21 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Instrumentensatz zusätzlich aus einer Instrumentengruppe mindestens ein weiteres Instrument aufweist, wobei die Instrumentengruppe im wesentlichen aus den folgenden Instrumenten besteht: Instrumente zur Erhöhung derHas tissue columns (2) in the created cylindrical openings (21), characterized in that the instrument set additionally comprises at least one further instrument group from an instrument group, the instrument group essentially consisting of the following instruments: Instruments for increasing the
Präzision bezüglich Parallelität und Positionierung der zylindrischen Öffnungen (21), Instrumente zur Bestimmung einer ursprünglichen Knorpeloberfläche (22) im Bereich des Defektes, Instrumente zur Bestimmung der Distanz zwischen der Grundfläche einer erstellten zylindrischen Öffnung (21 ) und der ursprünglichen KnorpeloberflächePrecision with regard to parallelism and positioning of the cylindrical openings (21), instruments for determining an original cartilage surface (22) in the area of the defect, instruments for determining the distance between the base of a cylindrical opening (21) and the original cartilage surface
(22), Instrumente zur Entnahme von Gewebesäulen mit einem vorbestimmten Winkel (α) zwischen Knorpeloberfläche und Säulenachse und Instrumente zur Herstellung eines Implantates aus einer in vitro gezüchteten Knorpelschicht (50) zum Füllen der Lücken in der mit den Gewebesäulen (2) reparierten Knorpeloberfläche. (22), instruments for removing tissue columns with a predetermined angle (α) between the cartilage surface and column axis and instruments for producing an implant from an in vitro grown cartilage layer (50) for filling the gaps in the cartilage surface repaired with the tissue columns (2).
2. Instrumentensatz nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Instrumente zur Erhöhung der Präzision bezüglich Parallelität und Positionierung der Öffnungen (21) Führungsinstrumente (10,11 ,12) für Stanz- oder Bohrinstrumente zur Erstellung der Öffnungen (21 ) sind, welche Führungsinstrumente Mittel für eine fixierte Positionierung im2. Instrument set according to claim 1, characterized in that the instruments for increasing the precision with regard to parallelism and positioning of the openings (21) are guide instruments (10, 11, 12) for punching or drilling instruments for creating the openings (21), which guide instruments Means for a fixed positioning in the
Bereich eines zu reparierenden Defektes aufweisen.Have area of a defect to be repaired.
3. Instrumentensatz nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Instrumente zur Bestimmung der ursprünglichen Knorpeloberfläche eine Mehrzahl von Formlehren (23) sind.3. Instrument set according to claim 1, characterized in that the instruments for determining the original cartilage surface are a plurality of form gauges (23).
4. Instrumentensatz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die4. Instrument set according to claim 3, characterized in that the
Instrumente zur Bestimmung der Distanz zwischen der bestimmten Knorpeloberfläche (22) und der Grundfläche einer erstellten zylindrischen Öffnung (21) den Formlehren (23) zugeordnete Oberflächenschablonen (24) mit den erstellten Öffnungen (21) zugeordneten Messöffnungen (26) aufweisen.Instruments for determining the distance between the particular cartilage surface (22) and the base of a cylindrical opening (21) have surface templates (24) assigned to the gauges (23) with measuring openings (26) assigned to the openings (21) created.
5. Instrumentensatz nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Instrumente zur Entnahme von Gewebesäulen (2) mit einem vorbestimmten Winkel (α) zwischen Knorpeloberfläche und Säulenachse an einer Entnahmestelle unter dem vorbestimmten Winkel (α) fixierbar positionierbare Mittel zur Führung von5. Instrument set according to claim 1 or 3, characterized in that the instruments for removing tissue columns (2) with a predetermined angle (α) between the cartilage surface and column axis at a removal point at the predetermined angle (α) fixable positionable means for guiding
Entnahmeinstrumenten aufweisen.Have removal instruments.
6. Instrumentensatz nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Instrumente zur Herstellung eines Implantates aus einer in vitro gezüchteten Knorpelschicht (50) zum Füllen der Lücken zwischen implantierten Gewebesäulen (2) als Stanzinstrumente (60,61) oder6. Instrument set according to claim 1, characterized in that the instruments for producing an implant from an in vitro grown cartilage layer (50) for filling the gaps between implanted tissue columns (2) as punching instruments (60, 61) or
Schneidinstrumente ausgebildet sind. Cutting instruments are formed.
7. Instrumentensatz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Satz zusätzlich Instrumente (70,72) zur Messung der Dicke der Knorpelschicht (50) aufweist.7. Instrument set according to claim 6, characterized in that the set additionally comprises instruments (70, 72) for measuring the thickness of the cartilage layer (50).
8. Instrument zur Erhöhung der Präzision bezüglich Parallelität und Positionierung von im Bereich eines endochondralen oder osteochondralen Defektes (20) zu erstellenden, zylindrischen Öffnungen (21 ) zur Implantation von Gewebesäulen (2) mit einer vitalen Knorpelschicht (2'), dadurch gekennzeichnet, dass es als ein im Bereich des Defektes (20) fixierbar positionierbares Führungsinstrument (10,11 ,12) für ein Stanz- oder Bohrinstrument ausgebildet ist.8. Instrument for increasing the precision with regard to parallelism and positioning of cylindrical openings (21) to be created in the region of an endochondral or osteochondral defect (20) for the implantation of tissue columns (2) with a vital cartilage layer (2 '), characterized in that it is designed as a guide instrument (10, 11, 12) for a punching or drilling instrument that can be positioned in the region of the defect (20) and can be fixed.
9. Instrument nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Ringführung (10) und mindestens eine in der Ringführung (10) positionierbare Stanz- oder Bohrführung (11, 12) aufweist.9. Instrument according to claim 8, characterized in that it has a ring guide (10) and at least one in the ring guide (10) positionable punching or drilling guide (11, 12).
10. Instrument zur Bestimmung einer ursprünglichen Knorpeloberfläche (22) im Bereich eines zu reparierenden endochondralen oder osteochondralen Defektes (20), dadurch gekennzeichnet, dass es eine Mehrzahl von Formlehren (23) umfasst.10. Instrument for determining an original cartilage surface (22) in the region of an endochondral or osteochondral defect (20) to be repaired, characterized in that it comprises a plurality of form gauges (23).
11. Instrument zur Bestimmung der Distanz zwischen der Grundfläche einer im Bereich eines endochondralen oder osteochondralen Defektes (20) erstellten zylindrischen Öffnung (21 ) und einer ursprünglichen11. Instrument for determining the distance between the base of a cylindrical opening (21) created in the region of an endochondral or osteochondral defect (20) and an original one
Knorpeloberfläche (22), dadurch gekennzeichnet, dass es die ursprüngliche Knorpeloberfläche nachbildende Mittel und einen Messstab aufweist. Cartilage surface (22), characterized in that it has means reproducing the original cartilage surface and a measuring rod.
12. Instrument nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die die ursprüngliche Knorpeloberfläche (22) nachbildenden Mittel Oberflächenschablonen (24) sind, die mit den erstellten zylindrischen Öffnungen (21 ) korrelierte Messöffnungen (26) aufweisen.12. Instrument according to claim 11, characterized in that the means simulating the original cartilage surface (22) are surface templates (24) which have measurement openings (26) correlated with the cylindrical openings (21) created.
13. Instrument nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die13. Instrument according to claim 12, characterized in that the
Oberflächenschablone (24) auf eine im Bereich des Defektes (20) fixierbar positionierbare Ringführung (10) aufsteckbar ist.Surface template (24) can be plugged onto a ring guide (10) which can be fixed in the region of the defect (20).
14. Instrument zur Entnahme von Gewebesäulen (2) mit einem vorbestimmten Winkel (α) zwischen Knorpeloberfläche und Säulenachse zur Implantation im Bereich eines endochondralen oder osteochondralen Defektes (20), dadurch gekennzeichnet, dass es ein an einer Entnahmestelle unter dem Winkel (α) fixierbar positionierbares Mittel zur Führung von Instrumenten zur Entnahme von Gewebesäulen (2) aufweist.14. Instrument for removing tissue columns (2) with a predetermined angle (α) between the cartilage surface and column axis for implantation in the region of an endochondral or osteochondral defect (20), characterized in that it can be fixed at a removal point at the angle (α) has positionable means for guiding instruments for removing tissue columns (2).
15. Instrument nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das15. Instrument according to claim 14, characterized in that the
Mittel zur Führung als im wesentlichen rohrförmige Extraktorführung (30,30.1) ausgebildet ist und das Entnahmeinstrument als in die Extraktorführung (30,30.1 ) geführt einführbarer Extraktor (31 ,31.1 ) ausgebildet ist.Means for guiding is designed as an essentially tubular extractor guide (30, 30.1) and the removal instrument is designed as an extractor (31, 31.1) that can be inserted into the extractor guide (30, 30.1).
16. Instrument nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der16. Instrument according to claim 15, characterized in that the
Extraktor (31.1 ) Fenster aufweist.Extractor (31.1) has windows.
17. Instrument nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Extraktor (31.1 ) durch zwei Schlitze (82) in zwei Extraktorteile geteilt ist, die von einem distalen Extraktorbereich mit einer zugespitzten Stirnkante verbunden sind. 17. Instrument according to claim 15 or 16, characterized in that the extractor (31.1) is divided by two slots (82) into two extractor parts which are connected by a distal extractor region to a tapered end edge.
18. Instrument nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Extraktorführung (30) einen Auflageflansch (32) aufweist, der mit der Rohrachse den vorbestimmten Winkel (α) bildet.18. Instrument according to one of claims 15 to 17, characterized in that the extractor guide (30) has a support flange (32) which forms the predetermined angle (α) with the tube axis.
19. Instrument zur Herstellung eines Implantates aus einer in vitro gezüchteten Knorpelschicht (50) zum Füllen der Lücken in einer mit Gewebesäulen (2) reparierten Knorpeloberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass das Instrument als Stanzinstrument (60,61) oder als Schneidinstrument ausgebildet ist.19. Instrument for producing an implant from an in vitro grown cartilage layer (50) for filling the gaps in a cartilage surface repaired with tissue columns (2), characterized in that the instrument is designed as a punching instrument (60, 61) or as a cutting instrument.
20. Instrument nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass es als20. Instrument according to claim 19, characterized in that it as
Stanzinstrument (60,61 ) ausgebildet ist und eine Aufiagefläche (60) in der Form einer ursprünglichen Knorpeloberfläche (22) sowie eine Stanzform (61) mit Stanzklingen (62) aufweist.Stamping instrument (60,61) is formed and has a mounting surface (60) in the form of an original cartilage surface (22) and a punching mold (61) with punching blades (62).
21. Instrument zur Bestimmung der Dicke einer in vitro gezüchteten Knorpelschicht (50), dadurch gekennzeichnet, dass es einen21. Instrument for determining the thickness of an in vitro grown cartilage layer (50), characterized in that it is a
Messblock (70) mit Einformungen (71) verschiedener Tiefe und einen Beschwerungsblock (72) aufweist.Measuring block (70) with indentations (71) of different depths and a weighting block (72).
22. Verfahren zur Reparatur von endochondralen oder osteochondralen Defekten (20) durch Implantation von Gewebesäulen (2), die auf ihrer einen Stirnseite eine vitale Knorpelschicht (2') aufweisen, in im Bereich des Defektes angebrachte, zylindrischen Öffnungen, dadurch gekennzeichnet, dass zur präzisen Führung von Stanz- oder Bohrinstrumenten zur Erstellung der zylindrischen Öffnungen (21) ein Führungsinstrument (10,11 ,12) im Bereich des Defektes fixiert positioniert wird. 22. A method for repairing endochondral or osteochondral defects (20) by implantation of tissue columns (2) which have a vital cartilage layer (2 ') on one end face, in cylindrical openings made in the region of the defect, characterized in that for Precise guidance of punching or drilling instruments to create the cylindrical openings (21), a guidance instrument (10, 11, 12) is positioned fixed in the area of the defect.
23. Verfahren zur Reparatur von endochondralen oder osteochondralen Defekten (20) durch Implantation von Gewebesäulen (2), die auf ihrer einen Stirnseite eine vitale Knorpelschicht (2') aufweisen, in im Bereich des Defektes angebrachte, zylindrische Öffnungen (21 ), dadurch gekennzeichnet, dass vor der Reparatur die ursprüngliche23. A method for repairing endochondral or osteochondral defects (20) by implanting tissue columns (2), which have a vital cartilage layer (2 ') on one end face, in cylindrical openings (21) made in the region of the defect, characterized that before the repair the original
Knorpeloberfläche (22) bestimmt wird, und dass durch die Reparatur diese ursprüngliche Knorpeloberfläche (22) rekonstruiert wird.Cartilage surface (22) is determined, and that this original cartilage surface (22) is reconstructed by the repair.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der Grundfläche einer erstellten zylindrischen Öffnung (21 ) und der ursprünglichen Knorpeloberfläche (22) bestimmt wird und dass die axiale Länge der in die Öffnung (21 ) zu implantierenden Gewebesäule (2) an diese Distanz angepasst wird.24. The method according to claim 23, characterized in that the distance between the base of a created cylindrical opening (21) and the original cartilage surface (22) is determined and that the axial length of the tissue column (2) to be implanted in the opening (21) is adapted to this distance.
25. Verfahren zur Reparatur von endochondralen oder osteochondralen Defekten (20) durch Implantation von Gewebesäulen (2), die auf ihrer einen Stirnseite eine vitale Knorpelschicht (2') aufweisen, in im Bereich des Defektes angebrachte, zylindrische Öffnungen (21 ), dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkel (α) zwischen einer zu erstellenden Knorpeloberfläche (22) und der Achse einer erstellten zylindrischen Öffnung (21 ) bestimmt wird und dass eine in die Öffnung (21 ) zu implantierende Gewebesäule (2) einen gleichen Winkel (α) zwischen der Säulenachse und der Knorpeloberfläche aufweist und in einer definierten Drehposition implantiert wird.25. Method for repairing endochondral or osteochondral defects (20) by implantation of tissue columns (2) which have a vital cartilage layer (2 ') on one end face, in cylindrical openings (21) made in the region of the defect, characterized that an angle (α) between a cartilage surface (22) to be created and the axis of a cylindrical opening (21) is determined and that a tissue column (2) to be implanted in the opening (21) has an equal angle (α) between the Has column axis and the cartilage surface and is implanted in a defined rotational position.
26. Verfahren zur Reparatur von endochondralen oder osteochondralen Defekten (20) durch Implantation von Gewebesäulen (2), die auf ihrer einen Stirnseite eine vitale Knorpelschicht (2') aufweisen, in im Bereich des Defektes (20) angebrachte, zylindrischen Öffnungen (21), dadurch gekennzeichnet, dass Lücken in der Knorpelschicht zwischen den implantierten Gewebesäulen (2) und zwischen dem Rand des Defektes (20) und den implantierten Gewebesäulen (2) durch ein weiteres Implantat aus einer in vitro gezüchteten Knorpelschicht (50) gefüllt werden.26. Method for repairing endochondral or osteochondral defects (20) by implantation of tissue columns (2), which have a vital cartilage layer (2 ') on one end face, in cylindrical openings (21) made in the area of the defect (20). , characterized in that gaps in the cartilage layer between the implanted tissue columns (2) and between the edge of the defect (20) and the implanted tissue columns (2) are filled by a further implant made of an in vitro grown cartilage layer (50).
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die27. The method according to claim 26, characterized in that the
Knorpelschicht (50) für die Implantation in eine Form bzw. Gestalt mit Öffnungen für die implantierten Gewebesäulen (2) gestanzt oder geschnitten wird.Cartilage layer (50) for the implantation is punched or cut into a shape or shape with openings for the implanted tissue columns (2).
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der in vitro gezüchteten28. The method according to any one of claims 26 or 27, characterized in that the thickness of those grown in vitro
Knorpelschicht (50) bestimmt wird und dass für das weitere, aus der Knorpelschicht hergestellte Implantat im Defektbereich eine Öffnung mit einer minimalen Tiefe erstellt wird, wobei die minimale Tiefe im wesentlichen der Dicke der in vitro gezüchteten Knorpelschicht entspricht.Cartilage layer (50) is determined and that an opening with a minimal depth is created in the defect area for the further implant made from the cartilage layer, the minimum depth essentially corresponding to the thickness of the cartilage layer grown in vitro.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Implantat aus der in vitro gezüchteten Knorpelschicht (50) mindestens teilweise mit einem Füllmaterial (51 ) hinterfüllt wird. 29. The method according to any one of claims 26 to 28, characterized in that the implant is at least partially backfilled with a filling material (51) from the cartilage layer (50) grown in vitro.
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