DE2805868A1

DE2805868A1 - Prosthesis made of materials to take operational stresses - plus appropriate frictional partner materials and suitable binder

Info

Publication number: DE2805868A1
Application number: DE19782805868
Authority: DE
Inventors: Georg Wilhelm Dr Baars; Eckhardt Dr Med Engelbrecht; Jochen Dipl Ing Dr Mueller; Elmar Dr Med Nieder; H Erich Ing Grad Strickle
Original assignee: GMT Gesellschaft fuer Medizinische Technik mbH
Current assignee: GMT Gesellschaft fuer Medizinische Technik mbH
Priority date: 1978-02-11
Filing date: 1978-02-11
Publication date: 1979-08-23

Abstract

An endoprosthesis replacing a bone or bone part in a living body is made up of a combination of >=2 components, one of which transmits loads and one is a binder. The former itself may consist of two materials. The load-transmitting component of a prosthesis can be a fibrous material e.g. carbon fibre, the binder a material which bonds these fibres together e.g. epoxy resin. Carbon fibres are tolerated by the body, epoxy resins also if all valency bonds are saturated. For joint areas where abrasion occurs e.g. high m.w. polythene and e.g. aluminium oxide ceramic can work together satisfactorily. Minimal movement between bone and prosthesis, optimal loading on bone, minimal degradation changes in bone, combination material is chosen to suit the application.

Description

Die Erfindung betrifft eine Endoprothese zum Ersatz min-The invention relates to an endoprosthesis for replacing min-

destens eines Knochens bzw. Knochenteils innerhalb eines lebenden Organismus.at least one bone or part of a bone within a living one Organism.

Altersveränderungen, Unfall folgen, rheumatische Entzündungen und Mißbildungen sind Hauptursache für schwere Gelenkveränderungen in ca. 4 bis 5 % der Bevölkerung. Es ist heute möglich, diese Veränderungen wirkungsvoll mit einem künstlochen Gelenkersatz zu behandeln.Age changes, accident ensuing, rheumatic inflammation and Malformations are the main cause of severe joint changes in approx. 4 to 5% the population. It is possible today to make these changes effectively with one to treat artificial punctured joint replacements.

Bei den künstlichen Gelenken, in der Fachsprache Endoprothesen genannt, werden heute vorwiegend folgende Werkstoffe verwendet: 1.) Metalle, vorwiegend Chrom-Kobalt-Molybdän-Legierungen.In the case of artificial joints, called endoprostheses in technical terms, The following materials are mainly used today: 1.) Metals, mainly chromium-cobalt-molybdenum alloys.

2.) Kunststoffe, wie hochmolekulares Polyäthylen, Polymethylenoxid, Polyacetal und Polyester. 2.) Plastics such as high molecular weight polyethylene, polymethylene oxide, Polyacetal and polyester.

Metall und Kunststoff stehen sich dabei in den meisten Fällen als Gleitpartner gegenüber. In most cases, metal and plastic stand out as Sliding partner opposite.

3.) Keramik, meist in der Kombination mit Metallen oder mit Kunststoff. 3.) Ceramics, mostly in combination with metals or with plastic.

Ein konkretes Beispiel ist der künstliche Ersatz eines zerstörten Hüftgelenkes. Die häufigste Form des Vorgehens ist in diesen Fällen heute der Ersatz des Oberschenkelkopfes durch Metall und der Pfanne durch Kunststoff. Die Verankerung des Metallkopfes erfolgt über einen Prothesenstiel in dem Markrohr des Oberschenkelknochens. Zur Befestigung der beiden Teile im Knochen dient als Füllmaterial in der Regel ein Acrylharz.A concrete example is the artificial replacement of a destroyed one Hip joint. The most common form of action in these cases today is replacement the head of the femur with metal and the pan with plastic. The anchorage of the metal head takes place via a prosthetic stem in the medullary tube of the femur. As a rule, the filling material is used to fasten the two parts in the bone an acrylic resin.

Die oben beschriebenen Werkstoffe wurden als sich gegenseitig beaufschlagende Gelenkteile bisher in der Endo-Prothetik in folgenden Kombinationen verwendet: 1. Metall - Kunststoff 2. Metall - Kunststoff - Metall 3. Metall - Keramik - Keramik 4. Metall - Keramik - Kunststoff 5. Metall - Metall.The materials described above were considered to be mutually adjoining Joint parts have so far been used in endo-prosthetics in the following combinations: 1. Metal - plastic 2. Metal - plastic - metal 3. Metal - ceramic - ceramic 4. Metal - ceramic - plastic 5. Metal - metal.

Neben der heute meist üblichen Verankerung von Endoprothesen mittels eines Methyl-Methacrylates laufen auch erste Versuche mit zementloser Verankerung von Metall und Keramik-Prothesen.In addition to the anchoring of endoprostheses that is usually used today of a methyl methacrylate, initial attempts are also being made with cementless anchoring of metal and ceramic prostheses.

Die beschriebenen technischen Prinzipien des künstlichen Gelenkes finden heute auch Anwendung bei Zerstörungen an anderen Gelenken als am Hüftgelenk. So werden beispielsweise vorgenommen Implantationen von Teil- und Total-Endoprothesen des Kniegelenkes, totale Sprunggelenksendoprothesen, totale Schultergelenksendoprothesen, totale Ellengelenksendoprothesen, totale Handgelenksendoprothesen und Fingergelenksendoprothesen. Das gleiche gilt auch für den teilweisen oder totalen Ersatz von ganzen Röhrenknochen, wie z.B. des Oberschenkels oder des Oberarmes.The described technical principles of the artificial joint are now also used for damage to joints other than the hip joint. For example, partial and total endoprostheses are implanted of the knee joint, total ankle joint endoprostheses, total shoulder joint endoprostheses, total elbow endoprostheses, total wrist endoprostheses and finger joint endoprostheses. The same applies to the partial or total replacement of whole long bones, such as the thigh or the upper arm.

Die am Hüftgelenk auftretenden Kräfte werden über den Prothesenstiel in den Oberschenkelknochen eingeleitet. Die vorliegenden Erfahrungen zeigen jedoch, daß die dauerhafte Verbindung zwischen Implantat und Knochen nicht immer problemlos ist. Unter bestimmten Bedingungen kann es zu mechanischen Lockerungen von Endoprothesen kommen. Hierbei spielen nach der vorliegenden Kenntnis sehr wahrscheinlich Relativbewegungen zwischen Implantat und Knochen eine maßgebliche Rolle. Außerdem können durch eine ungünstige Belastung des Knochens Umbildungen im Knochen stattfinden, die ebenfalls eine Lockerung der Endoprothese begünstigen.The forces occurring at the hip joint are transmitted via the prosthesis stem introduced into the femur. However, the present experience shows that the permanent connection between implant and bone is not always problem-free is. Under certain conditions, mechanical loosening of the endoprosthesis can occur come. According to the present knowledge, relative movements are very likely to play here between the implant and bone plays a decisive role. In addition, a unfavorable stress on the bone remodeling takes place in the bone, which also favor loosening of the endoprosthesis.

Ursachen für diese Relativbewegungen und ungünstigen Belastungen des Knochens können einzelne oder mehrere zusammenwirkende Faktoren der folgenden Art sein: Formgebung der Prothese, die Art des verwendeten Werkstoffes, die Struktur des Knochens, extreme Überlastungen des Gelenkes und eine fehlerhafte Implantation.Causes for these relative movements and unfavorable loads on the Bone can be single or several interacting factors of the following kind be: Shape of the prosthesis, the type of material used, the structure of the bone, extreme overloading of the joint and a faulty one Implantation.

Folgende Komplikationen können sich daraus ergeben: Lockerung des Implantates, Bruch eines Prothesenstiels, Bruch des die Endoprothese aufnehmenden Knochens und Mikroabrieb des Zementes mit Schwund des umgebenden Knochens.The following complications can result from this: Loosening of the Implant, fracture of a prosthetic stem, fracture of the prosthesis receiving the endoprosthesis Bone and micro-abrasion of the cement with shrinkage of the surrounding bone.

Bei Auftreten derartiger Komplikationen wird das Angehen von Infektionen des umgebenden Knochens begünstigt. In der heutigen Konstruktion von Endoprothesen und der Art der dazu verwendeten Werkstoffe liegen wesentliche Ursachen für die geschilderten Unzulänglichkeiten Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Endoprothese der einleitend genannten Art derart zu verbessern, daß deren mechanische Eigenschaften so ausgelegt sind, daß einerseits Relativbewegungen zwischen Knochen und Prothesen kleingehalten oder ganz vermieden werden und andererseits eine optimale Belastung des Knochens bei einer weitgehenden Vermeidung von Veränderungen des Knochens im Sinne eines Knochenan- oder -abbaus erreicht werden.When such complications arise, tackling infections of the surrounding bone. In today's construction of endoprostheses and the type of materials used are the main reasons for this Deficiencies outlined The object of the present invention is therefore to to improve an endoprosthesis of the type mentioned in the introduction in such a way that its mechanical Properties are designed so that on the one hand relative movements between bones and prostheses can be kept small or avoided altogether and, on the other hand, an optimal one Stress on the bone while largely avoiding changes in the bone can be achieved in terms of bone growth or degradation.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die.This object is achieved in that the.

Endoprothese aus einem mindestens zwei Komponenten enthaltenden Verbundwerkstoff besteht.Endoprosthesis made from a composite material containing at least two components consists.

Die Verwendung von Verbundwerkstoffen für die Herstellung von Endoprothesen erlaubt eine qualitativ und quantitativ unterschiedliche Zusammensetzung der Einzelkomponenten.The use of composite materials for the manufacture of endoprostheses allows a qualitatively and quantitatively different composition of the individual components.

Dabei können nicht nur die miteinander im Eingriff stehenden Gelenkteile einander verschieden den örtlichen Verhältnisses angepaßt ausgelegt werden, vielmehr ist es auch möglich, innerhalb eines Gelenkteiles die Komponenten des Verbundwerkstoffes hinsichtlich ihrer Lage und/oder ihrer qualitativen Zusammensetzung so zu kombinieren, daß an den jeweiligen Stellen ihres Einsatzes eine optimale Anpassung an die dort vorhandenen Belastungen, Einbauverhältnisse und Knochenqualität erfolgt. Durch diesen weiten Spielraum von Kombinationsmöglichkeiten werden einerseits die mechanischen Eigenschaften der Prothese so eingestellt, daß sie sich möglichst weit an diejenigen des natürlichen Knochens angleichen, mit dem sie nach der Implantation zusammenarbeiten sollen. Andererseits kann die Kombination SO vorgenommen werden, daß die an der jeweiligen Einsatzstelle herrschenden mechanischen Beanspruchungen optimal aufgenommen werden.Not only can the joint parts which are in engagement with one another be interpreted differently adapted to the local situation, rather it is also possible to have the components of the composite material within a joint part to combine in terms of their location and / or their qualitative composition, that to the optimal adaptation to the respective places of their use to the existing loads, installation conditions and bone quality. Due to this wide range of possible combinations, on the one hand the mechanical properties of the prosthesis adjusted so that they extend as far as possible to match those of the natural bone with which they are after implantation should work together. On the other hand, the combination SO can be made, that the mechanical stresses prevailing at the respective place of use can be optimally recorded.

Insbesondere ist zu denken an eine Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit zur Aufnahme von Wechselspannungen. Darüber hinaus erhält die Prothese ein günstiges Dämpfungsverhalten, so daß nur Teile der auftretenden Spannungsspitzen von einem Knochen in den anderen übergeleitet werden. Schließlich werden die insbesondere am Ende des Prothesenstiels auftretenden Spannungsspitzen weitgehend abgebautlund durch eine entsprechende Gestaltung des Stielendes entsprechend der Konsistenz des dort vorhandenen natürlichen Knochens erfolgt eine gleitende Überleitung der Kräfte vom Ende des Prothesenstiels in den natürlichen Knochen. Auf diese Weise wird verhindert, daß an dieser besonders stark gefährdeten Stelle ein Knochenan- oder abbau stattfindet, der die problemlose Funktion der Endoprothese in Frage stellen würde. Auf diese Weise werden die aufgezeigten Unvollkommenheiten der Endoprothetik weitgehend ausgestaltet und die Möglichkeiten für eine problemlose Funktion der Endoprothese wesentlich verbessert. Die Bruchgefahr des Knochens wird innerhalb und außerhalb des Bereiches des implantierten Teiles wesentlich vermindert. Die Verankerung des Implantates im Knochen kann wesentlich verbessert werden, da die Relativbewegungen zwischen dem Knochen und der Endoprothese weitgehend ausgeschaltet werden.In particular, an improvement in fatigue strength should be considered for receiving alternating voltages. In addition, the prosthesis receives a cheap one Damping behavior, so that only parts of the voltage peaks occurring from one Bones are transferred into the other. Finally, the particular the tension peaks occurring at the end of the prosthesis stem are largely reduced by appropriately designing the stem end according to the consistency of the The natural bone present there is a smooth transfer of forces from the end of the prosthetic stem into the natural bone. This prevents that at this particularly endangered area, bone is being built up or broken down, which would call into question the problem-free function of the endoprosthesis. To this In this way, the identified imperfections in endoprosthetics are largely designed and the possibilities for problem-free functioning of the endoprosthesis are essential improved. The risk of breaking the bone is inside and outside the area of the implanted part is significantly reduced. Anchoring the implant in the bone can be significantly improved because the relative movements between the bone and the endoprosthesis are largely eliminated.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Verbundwerkstoff einer kraftübertragende Komponente und eine Verbundkomponente auf. Durch diese Funktionstrennung zwischen den einzelnen Komponenten wird erreicht, daß jede Komponente für die ihr zukommende Aufgabe optimal eingerichtet werden kann. Insbesondere ist es möglich, ein den jeweiligen Beanspruchungen des Knochens gewachsenes kraftübertragendes Material in der jeweils erforderlichen Menge zu verwenden und auszurichten und auf diese Weise auf das mechanische Verhalten der Endoprothese Einfluß zu nehmen.According to a preferred embodiment of the invention, the composite material a power transmitting component and a composite component. Through this separation of functions between the individual components is achieved that each component can be optimally set up for the task at hand. In particular is it is possible to use a force-transmitting device that can cope with the respective stresses on the bone To use material in the required amount and to align and up to influence the mechanical behavior of the endoprosthesis in this way.

Die Individualisierung der kraftübertragenden Komponente erfolgt durch die Wahl des Werkstoffes und dessen qualitative und quantitative Abstimmung auf den jeweiligen Belastungsfall. Insbesondere kann die Menge des jeweils benötigten Materials sowie die Orientierung des Verlaufs kraftübertragender Fasern auf den jeweiligen Bedarfsfall abgestimmt werden. Die Verbundkomponente dient zur Verbindung der einzelnen kraftübertragenden Komponenten. Diese wird daraufhin -ausgesucht, daß sie sowohl eine gute Verbindung zwischen den kraftübertragenden Komponenten herstellt als auch alle Voraussetzungen erfüllt, die an die Körperverträglichkeit einer Endoprothese gestellt werden. Eine in dieser Weise kombinierte Endoprothese kann den örtlichen Verhältnissen des natürlichen Knochens weitgehend angepaßt werden, so daß unter gleichen Belastungen etwa gleiche Dehnungen stattfinden. Dadurch wird dem Problem der mechanischen Lockerung der Endoprothese innerhalb des Knochens begegnet, die 13ruchgefahr des Materials reduziert, die Bruchgefahr des Knochens im Bereich und außerhalb des Bereiches des Implantates vermindert und neue Dimensionierungen ermöglicht.The individualization of the power-transmitting component takes place through the choice of material and its qualitative and quantitative coordination the respective load case. In particular, the amount of each required Material as well as the orientation of the course of force-transmitting fibers on the to be coordinated in each case as required. The composite component is used for connection of the individual power-transmitting components. This is then selected that they are both a good connection between the power-transmitting components manufactures as well as fulfills all requirements for the body tolerance an endoprosthesis. An endoprosthesis combined in this way can be largely adapted to the local conditions of the natural bone, so that approximately the same stretching takes place under the same loads. This will addresses the problem of mechanical loosening of the endoprosthesis within the bone, the risk of breakage of the material is reduced, the risk of breakage of the bone in the area and outside the area of the implant diminished and new dimensions enables.

Die Steifigkeit der Prothese kann so optimiert werden, daß die Belastung des Knochens am günstigsten ist.The stiffness of the prosthesis can be optimized so that the load of the bone is cheapest.

Im Gegensatz zu den bekannten sich isoelastisch verhaltenden Prothesen aus einem homogenen isotropenM material steht bei der erfindungsgemäßen Prothese trotz der vorgegebenen äußeren Formgebung ein Freiheitsraum zur Verfügung, innerhalb dessen die Eigenschaften durch quantitativ und qualitativ unterschiedliche Zusammensetzung der Verbundkonstruktio# weitgehend den spezifischen Anforderungen des Knochens angepaßt werden können.In contrast to the known isoelastically behaving prostheses The prosthesis according to the invention consists of a homogeneous isotropic material despite the given external shape, a space of freedom is available within its properties by quantitatively and qualitatively different composition the composite construction largely adapted to the specific requirements of the bone can be.

Demgegenüber ist bei der bisher gebräuchlichen Metallprothese durch deren Formgebung auch das mechanische Verhalten festgelegt. Diese Verbundwerkstoffe zeichnen sich dadurch aus, daß die die Hauptlast tragenden Komponenten bestehend aus gerichteten oder ungerichteten Fasern mittels einer Matrix, z.B. aus Kunststoff, miteinander verbunden werden.In contrast, with the metal prosthesis that has been used up to now the shape of which also determines the mechanical behavior. These composites are characterized by the fact that the main load-bearing components consist made of directed or non-directed fibers by means of a matrix, e.g. made of plastic, be connected to each other.

Durch derartige Kompositionen werden bei Belastungen Kräfte von den Fasern zueinander übertragen und dadurch Werkstoffeigenschaften erreicht, die sich unter anderem durch sehr hohe mechanische Festigkeiten auszeichnen. Durch den Fasergehalt und die Faserorientierung sowie die Wahl der Matrix können Eigenschaften erreicht werden, die auf spezifische Gegebenheiten und Anforderungen abgestimmt sind. Die Voraussetzungen sind somit gegeben, z.B. speziell ausgerichtete Kohlenstoffasergruppen an bestimmten stärker beanspruchten Positionen der Prothese zu konzentrieren in unterschiedlichen Richtungen zu ordnen und damit die mechanischen Eigenschaften den Anforderungen entsprechend zu variieren, ohne die Eigenschaften der restlichen Struktur zu verändern. Bei Verbundwerkstoffen aus kohlenstoffaserverstärkten Kunststoffen zeichnen sich beispielsweise die Kohlenstoffasern unter anderem durch gute mechanische Eigenschaften und eine bereits erprobte Körperverträglichkeit aus. In Abhängigkeit vom Alter des Patienten und der Grunderkrankung sind die mechanischen Eigenschaften des Knochens unterschiedlich.With such compositions, forces of the Fibers are transferred to each other and thereby material properties are achieved that are different distinguished among other things by very high mechanical strengths. By the fiber content and the fiber orientation and the choice of matrix can achieve properties that are tailored to specific conditions and requirements. the The prerequisites are therefore given, e.g. specially aligned carbon fiber groups to concentrate in certain more stressed positions of the prosthesis different directions and thus the mechanical properties to vary according to requirements, without affecting the properties of the rest To change structure. For composites made of carbon fiber reinforced plastics For example, carbon fibers are characterized, among other things, by good mechanical properties Properties and an already tested body tolerance. Dependent on the age of the patient and the underlying disease are the mechanical properties of the bone different.

Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffe können Prothesen hergestellt werden, die auf die spezifischen Voraussetzungen abgestimmt sin#d.By using the composite materials according to the invention you can Prostheses are manufactured that are tailored to the specific requirements are.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.Further details of the invention emerge from the following detailed description and the accompanying drawings, in which a preferred Embodiment of the invention is shown.

In den Zeichnungen zeigen: Figur 1 : eine Schemazeichnung einesLängsschnittes durch eine implantierte Hüftgelenkendoprothese, Figur 2 : eine Seitenansicht einer Oberschenkelendoprothese mit angefügtem Hüftgelenk und Kniegelenk und Figur 3 : eine gegenüber Figur 2 um 900 gedrehte Oberschenkelendoprothese mit angefügten Hüftgelenk und Kniegelenk.The drawings show: FIG. 1: a schematic drawing of a longitudinal section through an implanted hip joint prosthesis, Figure 2: a Side view of a thigh endoprosthesis with attached hip joint and knee joint and FIG. 3 shows a thigh endoprosthesis rotated by 900 compared to FIG attached hip joint and knee joint.

Die Verwendung von Verbundwerkstoffen für die Herstellung von Endoprothesen soll im nachfolgenden am Beispiel einer Hüftgelenkendoprothese dargestellt werden. Diese stellt lediglich ein Beispiel einer Prothesenkonstruktion dar, das durch eine Vielzahl anderer Prothesen erweitert werden könnte.The use of composite materials for the manufacture of endoprostheses is to be shown in the following using the example of a hip joint endoprosthesis. This is only an example of a prosthesis construction that is supported by a Variety of other prostheses could be expanded.

Insbesondere ist es denkbar, die bereits aufgezählten Gelenke des menschlichen Körpers mit Endoprothesen zu versorgen, die aus Verbundwerkstoffen hergestellt sind. Auf derartige Gelenkendoprothesen sowie auf die Prothesen von Knochenteilen, z.B.In particular, it is conceivable that the joints of the to supply the human body with endoprostheses made from composite materials are made. On such joint endoprostheses as well as on the prostheses of Bone parts, e.g.

von Röhrenknochen können die allgemeinen Gesichtspunkte übertragen werden, die sich aus der nachfolgenden Beispielsbeschreibung anhand der Hüftgelenkprothese ergeben.of long bones can carry over the general points of view which result from the following example description based on the hip joint prosthesis result.

Eine Hüftgelenkprothese besteht im wesentlichen aus einer Prothesenpfanne 1, einem Prothesenkopf 2 und einem Schaft 3. Die Prothesenpfanne 1 ist in einen Pfannengrund 4 eingelassen, in der sie mit einem Knochenzement 5 befestigt ist. In einer Innenschale 6 der Prothesenpfanne 1 ist drehbeweglich der Prothesenkopf 2 mit einem Spiel gelagert, das die Beweglichkeit des Beines verbessert. Der Prothesenkopf 2 ist an dem Schaft 3-befestigt, der in einen Oberschenkelknochen 7 hineinragt.A hip joint prosthesis essentially consists of a prosthesis socket 1, a prosthesis head 2 and a shaft 3. The prosthesis socket 1 is in a Recessed pan base 4, in which it is fastened with a bone cement 5. The prosthesis head is rotatable in an inner shell 6 of the prosthesis socket 1 2 stored with a game that improves the mobility of the leg. The prosthetic head 2 is attached to the shaft 3, which protrudes into a thigh bone 7.

Die Befestigung des Schaftes 3 erfolgt in dem als Markhöhle 8 ausgebildeten Innenraum des Oberschenkelknochens 7 mit Hilfe von Knochenzement 5.The shaft 3 is fastened in the medullary cavity 8 Interior of the femur 7 with the help of bone cement 5.

Unter dem Einfluß des Körpergewichts wirken beim Gang und insbesondere im Einbeinstand biegende Kräfte auf den Oberschenkelknochen 7, die zu Zug- und Druckspannungen im Knochen führen. Das Ausmaß der Spannungen hängt von der Querschnittsform des Oberschenkelknochens 7, von der Größe des einwirkenden Gewichts und vom Abstand der einwirkenden Kraft vom Knochen, somit von der anatomischen Form des Oberschenkelknochens ab. In der äußeren Halbschale 7 a des Oberschenkelknochens treten Zugkräfte, in der inneren Halbschale 7 b treten Druckkräfte auf.Under the influence of body weight act when walking and in particular in the one-leg stance bending forces on the thighbone 7, which lead to tensile and compressive stresses lead in the bone. The level of tension depends on the Cross-sectional shape of the femur 7, the size of the applied weight and the distance the acting force from the bone, thus from the anatomical shape of the thigh bone away. In the outer half-shell 7 a of the thigh bone tensile forces occur in the inner half-shell 7 b occur pressure forces.

In entsprechender Form treten diese Kräfte auch im Schaft 3 der Hüftgelenkendoprothese auf, wie der in Figur 1 eingetragene Spannungsverlauf 9 deutlich erkennen läßt. Die aufwärts gerichteten Pfeile 10 deuten auf die in der äußeren Halbschale 7 a auftretenden Zugspannungen, die abwärts gerichteten Pfeile 11 auf die in der inneren Halbschale 7b auftretenden Druckspannungen hin. Der Spannungsverlauf ist über den Querschnitt von Knochen und Prothese diskontinuierlich.These forces also occur in a corresponding form in the shaft 3 of the hip joint endoprosthesis on, as the voltage curve 9 shown in FIG. 1 clearly shows. The upward arrows 10 indicate the in the outer half-shell 7 a occurring tensile stresses, the downward arrows 11 on the in the inner Half-shell 7b occurring compressive stresses. The voltage curve is over the Discontinuous cross-section of bone and prosthesis.

Unter dem Einfluß dieser Spannungen treten im Oberschenkelknochen 7 Verformungen auf, die sich im Bereich der äußeren Halbschale 7a als Zugdeformationen 26, im Bereich der inneren Halbschale 7b als Druckdeformationen 27 bemerkbar machen. Je nach der Konsistenz des Oberschenkelknochens 7 ist das Ausmaß dieser Verformungen. Dabei wird ein elastisches Knochenmaterial beim Auftreten vergleichbarer Spannungen stärker verformt als ein hartes Knochenmaterial. Der Verlauf der Deformation ist über den Querschnitt von Knochen und Prothese kontinuierlich.Under the influence of these tensions occur in the femur 7 deformations that appear in the area of the outer half-shell 7a as tensile deformations 26, make noticeable as pressure deformations 27 in the area of the inner half-shell 7b. The extent of these deformations depends on the consistency of the femur 7. In this case, an elastic bone material is created when comparable stresses occur more deformed than hard bone material. The course of the deformation is Continuously across the cross-section of bone and prosthesis.

Bei einem weitgehend in seinem Elastizitätsverhalten gleicht bleibenden Material werden die in ihm auftretenden Spannungen diesem Elastizitätsverhalten entsprechende Verformungen hervorrufen. Diese Verformungen entsprechen nur dann denen, die im Oberschenkelknochen 7 auftreten, wenn zufälligerweise das Elastizitätsverhalten des für den Schaft 3 verwendeten Materials dem des Oberschenkelknochens 7 angepaßt ist.With one that remains largely the same in its elasticity behavior Material, the stresses occurring in it are this elasticity behavior cause corresponding deformations. These deformations only correspond then those that occur in the femur 7, if by chance the elasticity behavior the material used for the shaft 3 is adapted to that of the femur 7 is.

Diese Sonderfälle werden nur relativ selten auftreten, da das Elastizitätsverhalten des Oberschenkelknochens stark von der Individualität des Einzelmenschen abhängt. In ~den weitaus meisten Fällen muß daher damit gerechnet werden, daß die im Oberschenkelknochen 7 auftretenden Verformungen sich von denen des Schaftes 3 soweit unterscheiden, daß zwischen dem Oberschenkelknochen 7 und dem Schaft 3 Relativdeformationen auftreten können. Diese können so groß sein, daß der die Verbindung zwischen dem Schaft 3 und dem Oberschenkelknochen 7 herstellende Knochenzement 5 diese Relativdeformationen im elastischen Bereich nicht mehr aufnehmen kann, so daß Lockerungen im Knochenzement 5 auftreten können.These special cases will only occur relatively rarely because of the elasticity behavior of the thigh bone depends heavily on the individuality of the individual. In the vast majority of cases, therefore, it must be expected that those in the thigh bone 7 occurring deformations from those of the shaft 3 so far distinguish that between the thigh bone 7 and the shaft 3 relative deformations may occur. These can be so large that the connection between the Shaft 3 and the femur 7 producing bone cement 5 these relative deformations in the elastic area can no longer absorb, so that loosening in the bone cement 5 can occur.

Diese Lockerungen können dazu führen, daß der Oberschenkelknochen 7 sich vom Schaft 3 löst, so daß mit einem neuen chirurgischen Eingriff versucht werden muß, eine neue Verbindung zwischen dem Schaft 3 und dem Oberschenkelknochen 7 herzustellen.This looseness can lead to the thigh bone 7 separates from the shaft 3, so that a new surgical procedure is attempted must be a new connection between the shaft 3 and the femur 7 manufacture.

Dartiber hinaus ist es denkbar, daß bei mangelhafter Anpassung-des Schaftes 3 an die im Oberschenkelknochen 7 auftretenden Spannungen gerade an einer das dem Prothesenkopf 2 gegenüberliegende Ende bildenden Spitze 12 Spannungsspitzen auftreten können. Diese entstehen dadurch, daß die vom Schaft 3 übertragenen Kräfte nicht gleichmäßig genug in den Oberschenkelknochen 7 überführt werden. Gerade im Bereich der Spitze 12 muß daher das Material des Schaftes 3 so elastisch ausgebildet sein, daß es in der Lage ist, sich der jeweils vom Oberschenkelknochen 7 vorgegebenen Richtung anpassen zu können, um die an der Spitze 7 auftretenden Kräfte in Richtung des Verlaufs des Oberschenkelknochens 7 in diesen einleiten zu können. Eine derartige Anpassungsfähigkeit setzt voraus, daß an der Spitze 12 möglicherweise andere Materialeigenschaften vorhanden sein- müssen als im übrigen Bereich des Schaftes 3.In addition, it is conceivable that in the event of an inadequate adaptation of the Shank 3 to the stresses occurring in the thigh bone 7 just at one the end opposite the prosthesis head 2 forming the tip 12 stress peaks may occur. These arise from the fact that the forces transmitted by the shaft 3 are not transferred evenly enough into the thigh bone 7. Especially in the In the area of the tip 12, the material of the shaft 3 must therefore be so elastic be that it is able to be the given by the femur 7 in each case Direction to be able to adapt to the forces occurring at the tip 7 in the direction the course of the thigh bone 7 to be able to initiate this. Such a one Adaptability presupposes that at the tip 12, possibly other material properties must be present than in the rest of the area of the shaft 3.

Andererseits erfordert die Überleitung der auftretenden 2 Kräfte im Bereich der Prothesenpfanne 1 und des Prothesenkopfes Materialeigenschaften, die weitgehend druckunempfindlich sind.On the other hand, the transition of the 2 forces in the Area of the prosthesis socket 1 and the prosthesis head material properties that are largely insensitive to pressure.

Das für die sich einander beaufschlagenden Oberflächen verwendete Material muß daher Oberflächenpressungen aushalten können.Andererseits muß die Prothesenpfanne 1 in ihren der Innenschale 6 abgewandten Aussenbereichen der Konsistenz ~s Pfannengrundes. 4 möglichst angepaßt sein, um auch an dieser Stelle Relativdeformationen zwischen d# Pfannengrund 4 und der Prothesenpfanne 1 zu vermeiden.That used for the surfaces in contact with one another Material must therefore be able to withstand surface pressures. On the other hand, the prosthesis socket 1 in their outer areas of the consistency of the pan base facing away from the inner shell 6. 4 should be adapted as possible to avoid relative deformations between d # socket base 4 and the prosthesis socket 1.

Die dargestellten Belastungsfälle zeigen deutlich, daß die Verwendung isotropenMaterials notwendig zu Schwierigkeiten bei der Zusammenarbeit mit dem natürlichen Knochenmaterial führen mußte. Trotz allem sind bisher in der Endoprothetik nur die bereits dargestellten isotropenMaterialien zur Anwendung gekommen. Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verbundwerkstoffe erlauben demgegenüber eine Anpassung des für die Endoprothesen verwendeten Materials an die Bedürfnisse des jeweiligen Einsatzfalles.The load cases shown clearly show that the use isotropic material necessary to have difficulty in working with the natural Had to lead bone material. In spite of everything, so far only those are in endoprosthetics isotropic materials already shown have been used. According to the invention In contrast, proposed composite materials allow an adaptation of the Endoprostheses used material to the needs of the respective application.

Beispielsweise ist es denkbar, den Schaft 3 aus einem Verbundwerkstoff herzustellen, bei dem die in der Hauptbelastungsrichtung wirkenden Druck- bzw. Zugkräfte von einem etwa im Zentrum des Schaftes verlaufenden tragenden Kern 13 übertragen werden, während die dem Oberschenkelknochen 7 benachbarten äußeren Bereiche 14 einen Aufbau zeigen, der sich in seinem Elastizitätsverhalten je weiter demjenigen des Oberschenkelknochens 7 annähert, je weiter diese äußeren Bereiche 14 dem benachbarten Knochenmaterial des Oberschenkelknochens 7 angenähert sind. In Richtung auf die Spitze 12 kann beispielsweise der tragende Kern immer weiter verdünnt werden, je weiter er sich der Spitze 12 annähert. Im Bereich der Spitze 12 kann es sich möglicherweise als notwendig erweisen, das dort verwendete Material hochelastisch durch sparsame Verwendung der tragenden Komponente auszubilden.For example, it is conceivable for the shaft 3 to be made of a composite material in which the compressive or tensile forces acting in the main load direction from a supporting core 13 running approximately in the center of the shaft are, while the thigh bone 7 adjacent outer areas 14 a Show structure, which in its elasticity behavior the further that of the Thigh bone 7 approximates the further these outer areas 14 to the neighboring Bone material of the thigh bone 7 are approximated. Towards the Tip 12, for example, the supporting core can be thinned more and more, depending further he approaches the tip 12. It can possibly be in the area of the tip 12 prove necessary to make the material used there highly elastic by being economical Use the load-bearing component to train.

Auf diese Weise soll erreicht werden, daß die Spitze 12 sich entsprechend der jeweiligen Richtung des Oberschenkelknochens 7 verformt.In this way it should be achieved that the tip 12 is accordingly deformed in the respective direction of the femur 7.

Je steifer das natürliche Knochenmaterial des Oberschenkelknochens 7 ist, um so mehr kann auch in den äußeren Bereichen 14 des Schaftes 3 tragendes Material Verwendung finden, um die aufgrund der in diesen Bereichen auftretenden Spannungen eintretende Verformungen denjenigen des Oberschenkelknochens 7 weitgehend anzupassen. Ist demgegenüber das natürliche Material des Oberschenkelknochens 7 weniger steif, so müssen die äußeren Bereiche 14 durch entsprechend sparsame Verwendung der kraftübertragenden Komponente in ihrem Steifigkeitsverhalten demjenigen des Oberschenkelknochens 7 weitgehend angepaßt werden.The stiffer the natural bone material of the thigh bone 7, all the more it can be load-bearing in the outer regions 14 of the shaft 3 Material use to find the due to the occurring in these areas Stresses occurring deformations largely match those of the femur 7 adapt. In contrast, the natural material of the thigh bone 7 less stiff, the outer areas 14 must be used sparingly of the force-transmitting component in its stiffness behavior that of the Thigh bone 7 are largely adapted.

Ein entsprechender Anwendungsfall wird im Bereich der Prothesenpfanne 1 und des Prothesenkopfes 2 dadurch eintreten, daß im Bereich der einanderbeaufschlagenden Oberflächen ein Verbundwerkstoff 15 bzw. 16 Verwendung findet, bei dem ein hoher Anteil von kraftübertragender Komponente das Auftreten hoher Flächenpressungen gestattet. Mit Hilfe dieses Materials 15 bzw. 16 werden Deformationen vermieden, die durch punktuelle Belastungen möglicherweise auftreten könnten. Darüber hinaus ist es zweckmäßig, die kraftübertragende Komponente im Bereich der sich beaufschlagenden Oberflächen so anzuordnen, daß die einzelnen Fasern der kraftübertragenden Komponente einen die Aufnahme der Kräfte begünstigenden Verlauf innehaben.Im Regelfall werden sich daher die Fasern in ihrer Längsrichtung der Krümmung der Innenschale 6 bzw. des Prothesenkopfes 2 anpassen. Bei entsprechender Auswahl der kraftübertragenden Komponenten ist es allerdings auch denkbar, daß die sich einanderbeaufschlagenden Oberflächen von den Enden' der Fasern gebildet werden, die sich in Richtung des weiteren Kraftveriaufes erstrecken. Auf jeden Fall aber müssen die Fasern der kraftübertragenden Komponente in den tragenden Kern 13 der kraftübertragenden Komponente einmünden.A corresponding application is in the area of the prosthesis socket 1 and the prosthesis head 2 occur in that in the area of each other Surface a composite material 15 or 16 is used, in which a high Share of force-transmitting component allows the occurrence of high surface pressures. With the help of this material 15 and 16 deformations are avoided by punctual loads could possibly occur. In addition, it is useful the force-transmitting component in the area of the impacting surfaces to be arranged so that the individual fibers of the force-transmitting component one the absorption of the forces have a favorable course. As a rule will therefore the fibers in their longitudinal direction of the curvature of the inner shell 6 or des Adjust the prosthesis head 2. With the appropriate selection of the power-transmitting components However, it is also conceivable that the surfaces which act on one another are formed by the ends of the fibers, which extend in the direction of the further force progression extend. In any case, however, the fibers of the force-transmitting component must open into the load-bearing core 13 of the force-transmitting component.

Andererseits ist es notwendig, daß innerhalb der Verbundwerkstoffes eine stetige Veränderung der Materialqualität auch im Bereich der Prothesenpfanne 1 und des Prothesenkopfes 2 vorgenommen wird.Diese Veränderung muß zum Ziel haben,daß im Bereich sich der einander beaufschlagenden Oberflächen ein hohe Flächenpressung aushaltendesMaterial in seinen Eigenschaften dem natürlichen Knochenmaterial angepaßt #ird,Durch diese Anpassung soll das bereits beschriebene gleiche Elastizitätsverhalten von Knochen und Prothesenmaterial begünstigt werden. Nur bei etwa gleichbleibendem Elastizitätsverhalten besteht die Möglichkeit, Relativdeformationen beispielsweise zwischen der Prothesenpfanne 1 und dem knöchernen Pfannengrund 4 oder dem Prothesenkopf 2 und dem ihn stützenden Oberschenkelknochen 7 weitgehend zu eliminieren.On the other hand, it is necessary that within the composite material a constant change in the quality of the material, including in the area of the prosthetic socket 1 and the prosthesis head 2 is made. The aim of this change must be that in the area the impacting surfaces a high The properties of the material withstanding surface pressure are similar to those of natural bone material adapted # ird, This adaptation is intended to achieve the same elasticity behavior already described favored by bones and prosthesis material. Only when it remains roughly the same There is the possibility of elasticity behavior, relative deformations, for example between the prosthesis socket 1 and the bony socket base 4 or the prosthesis head 2 and the thigh bone 7 that supports it.

Die Bedeutung der Verbundwerkstoffe für die Herstellung von Endoprothesen läßt sich insbesondere an der in den Figuren 2 und 3 dargestellten Totalprothese eines Oberschenkelknochens erkennen. Am einem Ende 17 dieser Totalprothese ist der Prothesenkopf 2 befestigt, der mit der auf ihm gleitenden Prothesenpfanne 1 ein künstliches Hüftaelenk bildet. Im anderen, unteren Ende 19 der Totalprothese 18 ist ein Kniegelenk 20 vorgesehen, das als Scharniergelenk ausgebildet ist. Bei diesem dreht sich um einen Bolzen 21 ein mit einer Abstützplatte 22 versehener Stiel 23, der in einem nicht dargestellten Unterschenkel zu befestigen ist. Der Verlauf der von der Totalprothese 18 zu übertragenden Kräfte ist sehr kompliziert und erfordert eine entsprechende Anpassung der kraftübertragenden Komponente, um die Totalprothese 18 in die Lage zu versetzen, alle im Oberschenkel eines Menschen auftretenden Kräfte sicher zu übertragen, ohne einen Bruch zu riskieren. Der Verlauf der kraftübertragenden Komponente innerhalb der Totalprothese ergibt sich dann aus den komplizierten Anlenkverhältnissen, die daraus resultieren, daß das Hüftgelenk als Kugelgelenk eine Vielzahl von Bewegungsrichtungen zuläßt. Entsprechend kompliziert ist der in der Totalprothese 18 auftretende Kraftverlauf, dem der Verlauf der kraftübertragenden Komponente Rechnung tragen muß.The importance of composite materials for the manufacture of endoprostheses can be seen in particular on the total prosthesis shown in FIGS detect a femur. At one end 17 of this full denture is the Prosthetic head 2 attached, with the prosthetic socket 1 sliding on it artificial hip joint forms. In the other, lower end 19 of the total denture 18 a knee joint 20 is provided, which is designed as a hinge joint. With this one a handle 23 provided with a support plate 22 rotates around a bolt 21, which is to be fastened in a lower leg, not shown. The course of the Forces to be transmitted by the total prosthesis 18 is very complicated and required a corresponding adaptation of the force-transmitting component to the full denture 18 to enable all forces occurring in the thigh of a person to transfer safely without risking breakage. The course of the force-transmitting component within the full denture then results from the complicated articulation that results from the fact that the hip joint as Ball joint allows a variety of directions of movement. Correspondingly complicated is the course of force occurring in the full denture 18, the course of the force-transmitting Component must take into account.

Schließlich muß der Verbundwerkstoff auch so eingerichtet sein, daß er das Entstehen von Infektionen nach Vornahme der Inplantation verhindert. Zu diesem Zwecke können dem Verbundwerkstoff biologisch wirksame Substanzen wie Antibiotika oder Chemotherapeutika beigemischt werden. Dadurch ist eine kontinuierliche Abgabe dieser Substanzen an die Umgebung wahrscheinlich. Auf diese Weise wird der Infektionsschutz erheblich verbessert.Finally, the composite material must also be designed so that it prevents infections from developing after the implantation has been performed. To this Purposes can be the composite material biologically active substances such as antibiotics or chemotherapy drugs are added. This is a continuous delivery of these substances to the environment. In this way the infection protection vastly improved.

Schließlich können für die Herstellung sowohl der tragenden Komponente als auch der Verbundkomponente verschiedene Grundstoffe herangezogen werden, die in der Lage sind, dem jeweiligen Bedarfsfall am ehesten Rechnung zu tragen. Beispielsweise kann an den Stellen, an denen eine hohe Flächenpressung erwartet wird, eine andere kraftübertragende Komponente verwandt werden als in den Bereichen, in denen Zugkräfte zu übertragen sind. Auch hinsichtlich der Zusammenarbeit des Verbundwerkstoffes mit Anschlußteilen kann die Auswahl der einzelnen Komponenten dem Material dieser Anschlußteile angepaßt werden.Finally, both the load-bearing component can be used for the manufacture As well as the composite component, various basic materials are used that are in a position to best meet the respective need. For example can be different at those points where a high surface pressure is expected force-transmitting components are used as in the areas in which tensile forces are to be transferred. Also with regard to the cooperation of the composite material With connecting parts, the selection of the individual components can depend on the material of these Connecting parts are adapted.

So ist es beispielsweise denkbar, daß eine kraftübertragende Komponente, die sich an einen in Metall ausgeführtenProthesenkopf 2 anschließen muß, anders ausgewählt wird, als diejenige kraftübertragende Komponente, die sich an ein Anschlußteil, beispielsweise eine Prothesenpfanne 1, aus Keramik anschließen muß.For example, it is conceivable that a force-transmitting component, which must adjoin a prosthesis head 2 made of metal is different is selected as the force-transmitting component that is attached to a connecting part, for example, a prosthesis socket 1, made of ceramic must connect.

In diesem Zusammenhang hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, daß jede Komponente eines Verbundwerkstoffes aus einer Mehrzahl von einzelnen Materialien hergestellt werden kann. So kann beispielsweise die kraftübertragende Komponente im Bereich des Anschlusses an ein aus Keramik bestehendes Anschlußteil aus einem anderen Stoff bestehen als in einem sich daran anschließenden Bereich der Übertragung besonders hoher Zug- oder Druckkräfte.In this context, it has proven to be particularly advantageous that each component of a composite material is made up of a plurality of individual materials can be produced. For example, the power-transmitting component in the area of the connection to a connection part made of ceramic consist of a different substance than in a subsequent area of transmission particularly high tensile or compressive forces.

Die kraftübertragende Komponente kann beispielsweise aus faserigen Substanzen oder aus einem Gemisch faseriger Substanzen bestehen. Die Verbundkomponente besteht aus einer oder mehreren Substanzen, welche die faserigen Substanzen der kraftübertragenden Komponente miteinander verbinden.The force-transmitting component can for example be made of fibrous Substances or a mixture of fibrous substances. The composite component consists of one or more substances, which are the fibrous substances of the Connect the power-transmitting component with each other.

Für die kraftübertragenle Komponente ist in erster Linie an Kohlenstoffasern gedacht, für die Verbundkomponente in erster Linie an Epoxydharze. Eine wesentliche Voraussetzung für die Anwendung beider Bestandteile ist die biologische Verträglichkeit. Die Körperverträglichkeit von Kohlefasern ist garantiert und im biologischen Test wiederholt bewiesen.The force-transmitting component is primarily due to carbon fibers intended for the composite component primarily to epoxy resins. An essential one Biological compatibility is a prerequisite for the use of both components. The body compatibility of carbon fibers is guaranteed and in a biological test repeatedly proven.

Die biologische Verträglichkeit von Epoxydharzen scheint dann garantiert zu sein, wenn durch bestimmte Verfahren alle chemisch-freien Valenzen abgebunden werden. Großzügige Verwendung von Epoxydharzen in der Chirurgie sind insbesondere in Form des Herzschrittmachers bekannt. Dessen Einbau darf bereits jetzt als positiv verlaufender biologischer Test gewertet werden.The biological compatibility of epoxy resins then seems to be guaranteed to be when all chemically-free valences are tied off by certain processes will. Generous uses of epoxies in surgery are particular known in the form of the pacemaker. Its installation can already be considered positive ongoing biological test.

Die mechanischen Eigenschaften des Werkstoffes werden bedingt durch die qualitative und quantitative Anordnung der faserigen Substanzen in der Verbundkomponent'#. Durch geeignete Anordnen: wird es möglich, jeden Abschnitt einer Prothese die mechanischen Eigenschaften zu geben, die den in jedem Abschnitt unterschiedlichen Anforderungen an Zug- Druck- oder Scherfestigkeit entsprechen. Es ist möglich, Fasern an Stellen stärkerer Beanspruchung zu konzentrieren, die Fasern in unterschiedlicher Richtung zu ordnen, qualitativ unterschiedliche Fasern, welche vorwiegend für Zugbeanspruchungen oder für Druckbeanspruchungen geeignet sind, an ansprechender Stelle zu verwenden. Dadurch wird die Gefahr des Ermüdungsbruches reduziert.The mechanical properties of the material are caused by the qualitative and quantitative arrangement of the fibrous substances in the composite component '#. By appropriate arrangement: it will be possible to have each section one To give prosthesis the mechanical properties that are different in each section Meet the requirements for tensile, compressive or shear strength. It is possible to use fibers to concentrate the fibers in different places in places of greater stress Direction to order, qualitatively different fibers, which mainly for tensile loads or are suitable for pressure loads, to be used in the appropriate place. This reduces the risk of fatigue fractures.

Zur Verbesserung des Reib-Gleitverhaltens im Bereich von Gelenken kann es notwendig sein, ein Interponat zwischen den Verbundwerkstoff und dem von ihm gleitend beaufschlagten Werkstoff einzufügen. Auf diese Weise soll das Low-Friction-Prinzip aufrechterhalten und die Zusammenarbeit von Gleitpartnern verhindert werden, die ein ungünstiges Reib- Gleitverhalten zeigen. So ist es beispielsweise denkbar, einem hochmolekularen Polyäthylen einen mit ihm gut zusammenarbeitenden Gleitpartner auszusuchen. Als Interponat kommen insbesondere Aluminium-Oxyd-Keramik und eine Chrom-Kobalt-Mol#dän-Legierung in Frage.To improve the friction-sliding behavior in the area of joints it may be necessary to place an interposal between the composite and that of insert sliding material applied to it. This is supposed to be the low-friction principle maintained and the cooperation of sliding partners prevented show an unfavorable friction-sliding behavior. For example, it is conceivable that a high molecular weight polyethylene to choose a sliding partner that works well with him. Aluminum oxide ceramics and a chromium-cobalt molybdenum alloy are used as interposals in question.

Im weitesten Sinne besteht die Erfindung in der spezifischen Konstruktion einer Endoprothese in Verbundbauweise, wobei die Möglichkeit besteht, anstelle von isotropen Material bei den einzelnen Implantaten Verbundwerkstoffe anzuwenden.In its broadest sense, the invention is specific construction an endoprosthesis in composite construction, with the option of instead of isotropic material to use composite materials in the individual implants.

Die Verbundbauweise beinhaltet die Verbindung von zwei oder mehreren verschiedenen Elementen in einem Implantat, wodurch die erwähnten Vorteile der minimalen Relativdeformation zwischen Knochen und Implantat sowie ein den Knochenab- oder aufbau behindernder Belastungszustand erreicht werden sollen. Dies kann beispielsweise durch die Kombination von hochwertigen Metallen und Kunststoffen erreicht werden. Ebenfalls werden diese Vorteile durch eine Verbundbauweise im Mikrobereich, d.h. durch Verbundwerkstoffe ermöglicht,The composite construction involves the connection of two or more different elements in one implant, thus providing the mentioned advantages of the minimal Relative deformation between the bone and the implant as well as a bone removal or build-up obstructive load condition should be achieved. This can be, for example can be achieved by combining high quality metals and plastics. These advantages are also achieved by a composite construction in the micro range, i. made possible by composite materials,

Claims

Endoprosthesis Patent Claims Endoprosthesis to replace at least one Bone or part of a bone within a living organism, characterized in that that it consists of a composite material containing at least two components.

2. Endoprosthesis according to claim 1, characterized in that the Composite material has a force-transmitting component and a composite component.

3. Endoprosthesis according to claim 1 and 2, characterized in that the force-transmitting component consists of one substance.

4. Endoprosthesis according to claim 1 and 2, characterized in that the force-transmitting component consists of at least two substances.

5. Endoprosthesis according to claim 1 to 4, characterized in that carbon fibers are provided as at least one force-transmitting component.

6. Endoprosthesis according to claim 1 to 5, characterized in that a substance is provided as a composite component.

7. Endoprosthesis according to claim 1 to 5, characterized in that As a composite component, at least two substances are provided.

8. Earth prosthesis according to claim 1 to 7, characterized in that an epoxy resin with chemically saturated valences is provided as a composite component is.

9. Endoprosthesis according to claim 1 to 8, characterized in that the components in one adapted to the respective intended use of the endoprosthesis Mixing ratio stand.

10. Endoprosthesis according to claim 1 to 9, characterized in that their modulus of elasticity and thus their stiffness through a change in the proportion is adaptable to the force-transmitting component of the bone material.

11. Endoprosthesis according to claim 1 to 10, characterized in that their modulus of elasticity and thus their rigidity through a change in the arrangement of the fiber forming the force-transmitting component adaptable to the bone material is.

12. Endoprosthesis according to claim 1 to 11, characterized in that their modulus of elasticity at points of required high rigidity by a corresponding Proportion of power-transmitting component is higher than in less stressed areas.

13. Endoprosthesis according to claim 1 to 12, characterized in that their breaking strength by corresponding distribution of the ratio of force-transmitting Component to composite component is increased in particularly vulnerable areas.

14. Endoprosthesis according to claim 1 to 13, characterized in that their breaking strength due to the different arrangement of the running direction of the carbon fibers is adapted to the respective load conditions.

15. Endoprosthesis according to claim 1 to 14, characterized in that an antibiotic is added to the composite material.

16. Endoprosthesis according to claim 1 to 15, characterized in that bactericidal substances are added to the composite material.

17. Endoprosthesis according to claim 1 to 16, characterized in that an interposition between the composite material to improve the friction-sliding behavior and is inserted into the material acted upon by it in a sliding manner.

18. Endoprosthesis according to claim 17, characterized in that as Interponat aluminum oxide ceramic is provided.

19. Endoprosthesis according to claim 17, characterized in that as Interponate a chromium-cobalt-molybdenum alloy is provided.