CZ20004346A3 - Protézový systém - Google Patents

Description

Oblast techniky

Endoprotézy jsou zpravidla spojeny s konci dlouhých kostí tak, že jejich čepel je zakotvena v dutině dlouhých kostí. Pokud toho má být dosaženo bez použití cementu, potom musí být pro dosažení dostatečné kotvící stability zajištěna značná tvarová podobnost čepele protézy s příslušnou kostní dutinou. Pro tento účel se používá rašple, jejíž tvar odpovídá čepeli protézy. Po otevření epifýzy kosti a, pokud je to nezbytné, po provrtání skrz houbovitou hmotu epifýzy do dřeňového kanálu diafýzy, se protlačí rašple do kosti do polohy, kterou bude zaujímat čepel protézy. Houbovitá kostní hmota se pohybem rašple rozmělní a většina jí je odstraněna z kosti.

Dosavadní stav techniky

Patent USA 4 671 275 popisuje rašpli, jenž má pravoúhlý průřez a jejíž rohy jsou ozubené. Mezi nimi jsou hladké konkávní plošky, které nemají řezný ani trhací účinek, a které pouze odstraňují kostní hmotu, s kterou přijdou do kontaktu. Proto není nutné stlačovat kostní hmotu kolem čepele protézy. Účelem vynálezu je navrhnout protézový systém, jenž by byl složen z protézy a rašple, a který by zajistil obzvláště bezpečné ukotvení čepele protézy v kosti. Toho je dosaženo znaky v nároku 1 a především těmi v závislých nárocích.

·· ··· ·· β·· ·· ···

Podstata vynálezu

Vynález je založen na pozorování, že zvýšená pevnost oblasti kostní dutiny, která je vytvořena částí rašple s neozubeným profilem, zvyšuje bezpečnost ukotvení protézy tím více, čím těsněji se tato oblast dotýká čepele protézy. Podle tohoto vynálezu má čepel nejméně jeden podélný hřeben, který je umístěný v té části čepele protézy, která odpovídá části rašple s neozubeným profilem. Ačkoliv je výhodné, aby tento hřeben probíhal celou délkou čepele, není to absolutně nezbytné, pokud se jedná o větší část délky čepele, pokud možno delší než jedna třetina, nejlépe delší než dvě třetiny délky čepele.

Ve vynálezu se připouští, že obzvláště pevného ukotvení protézy může být dosaženo, pokud v profilu rašple není přítomen výše zmíněný podélný hřeben čepele, a to téměř v celé její délce. V tomto případě nemá kostní dutina, jenž je vytvořena rašplí a slouží pro uložení čepele, žádný zářez v místě, kde je hřeben čepele. Místo toho je zářez vytvořen přímo samotným hřebenem čepele. Při zavádění se čepel zasekne jako klín do kostní hmoty. Tímto způsobem se vytvoří v kostní dutině lůžko pro uložení čepele protézy, v kterém čepel díky tvaru svého průřezu stlačuje, aspoň v některých částech, houbovitou hmotu a umožňuje optimální spojení s kostí, a to pokud možno na více než 70 %, lépe však na více než 80 % povrchu čepele.

Účinek dosažený podle tohoto vynálezu lze dále zvětšit tím, že část rašple s neozubeným profilem je navržena menší než odpovídající část čepele, s tím následkem, že po svém vložení je čepel protézy ukotvena v kostní dutině s předpětím.

Vynález má značný význam při ukotvení kyčelní protézy, která je zavedena bez cementu. Pokud je čepel kyčelní protézy zakřivena podle Shentonovy linie, potom by měla být část s neozubeným profilem umístěná na přední a/nebo zadní straně rašple, nejlépe na obou stranách, zatímco ozubená je rašple aspoň na straně vnitřní. Tímto způsobem může být povrch kostní dutiny velmi přesně přizpůsoben povrchovému tvaru čepele ve vnitřní oblasti. Za prvé je to důležité, protože kostní povrch je v této oblasti značně nepravidelný. Za druhé je nezbytné, aby povrch čepele byl v těsné blízkosti tvrdé kortikální kosti. To znamená, že zbytek houbovité kosti, v místech, kde nebylo dosaženo přímo kortikální kosti, je již značně kompaktní a neumožňuje již téměř žádné stištění, čímž vzniká, v oblastech s příliš velkým tlakem, riziko proražení kortikální kosti, pokud by někdo spoléhal na její vytlačení. Z tohoto důvodu by měla být rašple ozubena na své vnitřní straně aspoň ve své proximální části. To znamená v úseku vnitřní strany čepele dlouhém asi 4 až 7 cm, měřeném od jejího horního konce. Je vhodné, aby byla ozubena i zevní strana rašple, a to aspoň ve své proximální části.

Na rozdíl od toho je vhodné, aby distální část rašple byla navržena bez ostrých příčných hran na vnitřní a zevní straně. A to proto, že po zavedení rašple do kosti má vodící funkci, která jí umožňuje klouzat po vnitřním povrchu kortikální kosti především v oblasti diafýzy a jejím účelem je zabránit nezbytnému poškození zmíněné kortikální kosti.

Neozubené oblasti na přední a/nebo zadní straně rašple se pokud možno rozprostírají po celé její délce. Obě strany mohou • · · · ··· β · · · • · · · · · · · • · · · · ···· · • · · ··· · · · *· ··· ·· ··· ·» «·· být opatřeny výše zmíněným podélným hřebenem, který také probíhá nejlépe po celé délce čepele. Nejlépe je, pokud je tento hřeben tvořen dvěma rýhami, které ho po stranách obklopují, čímž vzniká rozsáhlý kontaktní povrch pro těsné spojení čepele protézy a kompaktní kostní hmoty. Pokud profil rašple nemá tento hřeben, potom vznikají pouze průřezy rýh, jejichž spodní povrchy na sebe těsně naléhají. Tím vznikají na přední a zadní straně rašple rozsáhlé povrchy, které jsou od sebe vzájemně oddělené vzdáleností, jenž se ve směru od distálního konce klínovité zvětšuje, a tím jak se rašple posouvá, tak postupně stlačuje kostní hmotu.

Představa vynálezu může být shrnuta konstatováním, že je navrhnut protézový systém skládající se z protézy a rašple, který pro vytvoření dutiny pro protézu nevyžaduje vybrání kostní hmoty, ale naopak zanechává kostní hmotu na místě, a který díky významným odchylkám ve tvaru rašple a čepele protézy stlačuje po zavedení čepele protézy houbovitou kost takovým způsobem, že vzniká pevné a bezpečné ukotvení protézy s vysokou životností.

Přehled obrázků ve výkresech

Vynález je podrobněji popsán níže s odkazem na kresby, které zobrazují názorné provedení, kde:

Obr. 1 znázorňuje příčný průřez proximální částí stehenní kosti.

Obr. 2 ukazuje průřez podle obr. 1 po zavedení rašple.

Obr. 2a až 2c zobrazují průřezy sestavou podle obr. příčných rovinách označených tečkovanými čarami.

2, v

Obr. 3 znázorňuje průřez podle obr. 1 po upevnění protézy a obr. 3a až 3c znázorňují průřezy sestavou podle obr. 3, v příčných rovinách označených tečkovanými čarami.

Na obr. 1 je zobrazen proximální konec stehenní kosti potom, co byla odstraněna hlava kloubu v resekční rovině L Kost je vytvářena na vnější straně tvrdou kortikální kostí ]_, která se na kresbě nachází mezi vnějším povrchem kosti 2 a vnitřní hraniční čarou 1. Kortikální kost je v oblasti epifýzy 4 mnohem tenčí než v oblasti diafýzy 5. To platí také pro oblast Shentonovy linie 6, která je zobrazena jako plynulý oblouk, ale která je ve skutečnosti nepravidelná. Linie 6 proto na kresbě představuje pouze přiblížení kortikální kosti.

Vnitřek oblasti epifýzy kosti 4 je naplněn houbovitou kostní hmotou 8, která není přítomna v dřeňovém kanálu 9 oblasti diafýzy

5. Obě obsahují měkkou kostní dřeň. Hustota houbovité kosti se zvyšuje směrem ke kosti kortikální 7. Výraz dřeňový kanál, tak jak je použit v nároku 1, se nevztahuje pouze k dutině diafýzy, ale zahrnuje také, z důvodu zjednodušení, oblast epifýzy do které je protéza zaváděna.

Na všech kresbách je kost zobrazena svoji přední stranou směrem k pozorovateli a zmíněné kresby představují levou stehenní kost a levou protézu. Zadní strana je obrácena opačným • · · · 4 4 4 4 · 4 4 · 4 4 4 4 4 4 • 4 φ · · 4 4 4 « 4 ·· 444 44 444 44 444 směrem. Vnitřní strana směřuje na kresbě směrem doleva a vnější strana směrem doprava.

Endoprotéza 10 se skládá z čepele 11, krčku 12 a spojovací části 13, jenž spojuje s hlavou kloubu. Ta může být také přímo spojena s krčkem. Na resekčním povrchu X může být umístěno krěkové ložisko 14.

v

Čepel 11 je zakřivena ve tvaru oblouku mezi směrem distálním, který přibližně odpovídá průběhu diafýzy, a směrem proximálním, který odpovídá směru původního kloubního krčku. Zakřivení je v podstatě pravidelné, a proto může být čepel vložena do shodně zakřiveného kanálu podobného tvaru, který byl vytvořen v oblasti kostní epifýzy. Drobné odchylky od obloukového tvaru mohou být tolerovány, a to především z toho důvodu, že tloušťka čepele se směrem k distálnímu konci zmenšuje.

Profil čepele má oválný tvar, jenž je znázorněn na obrázcích 3a až 3c. Na přední a zadní straně čepele byly do jejího profilu vyříznuty dvě rýhy 15, které vymezují hřeben 16, jenž je umístěn mezi nimi.

Rýhy 15 a hřeben 16 probíhají po celé délce čepele. Tloušťka hřebene 16 a šířka rýh zůstává přibližně stejná. Vzdálenost mezi dny rýh ležících na protilehlých stranách se mírně zvětšuje od distálního konce čepele směrem k proximálnímu konci čepele. Poněvadž je hřeben 16 umístěn ve středové části průřezu čepele, vyčnívá z profilu o něco dále než vnitřní oblast 17 a vnější oblast 18 průřezu čepele. Následkem zužování čepele od proximálního konce k distálnímu konci, tyto vnitřní a vnější oblasti průřezu 17, • · · · • · · · · · · • · · « · · • · · · · · • · · · · · · · · · směrem k distálnímu konci postupně mizí. Hřeben 16 má tedy rozsáhlou povrchovou oblast ve směru vnitřním i vnějším. V proximální polovině čepele protézy je výška hřebene 16 v průřezu větší než vzdálenost spodních povrchů rýh 15, které jej obklopují. Toto také platí v distální oblasti čepele protézy, jak je zřetelně ukázáno na obrázcích 3b a 3c.

V proximální polovině čepele opisuje obrys vnitřní oblasti průřezu 17 kruhovou křivku (obr. 3), jejíž poloměr zakřivení přibližně odpovídá Shentonově linii. Vhodné bude vytvoření několika velikostí protéz, které umožní optimální přizpůsobení tvaru skupinám kostí určité velikosti. Vnitřní povrch proximální čepele probíhá podle Shentonovy linie kortikální kosti nebo poměrně pevné houbovité kosti, která leží na její vnitřní straně, a která vymezuje kostní dutinu vytvořenou pro čepel protézy.

Pro vytvoření této dutiny je použita rašple 20 znázorněná na obr. 2, jenž se skládá z čepele 21 a krčku 22. Ke krčku nebo k jiné nezobrazené části může být pro snazší manipulaci připojena rukojeť nástroje.

Čepel 21 rašple 20 má tvar podobný tvaru čepele protézy 11. Porovnáním obrázků 2a a 3a, obrázků 2b a 3b a obrázků 2c a 3c je zřejmé, že vnitřní a vnější úseky 17, 18 profilu protézy jsou věrným obrazem úseků profilu 27, 28 rašple 20. Rozměry rašple jsou však obvykle o něco menší. Lateromediální příčný rozměr rašple je o 0,2 až 2 mm, lépe však o 0,5 až 1 mm menší než odpovídající rozměr čepele protézy.

···· · ·· ♦ ·· · ··· · 4 · 4 · · · · • 4 444 4 4 · • 4444 4··4 4 ·· ··· 44 ··· ·· ··«

Úseky 27, 28 profilu rašple jsou opatřeny ozubením 23, které aspoň v oblasti Shentonovy linie zajišťuje dostatečně vymezený nosný povrch pro čepel protézy. Ozubení je vytvořeno pouze na proximální části rašple, a to (měřeno na vnitřní straně) v délce nejméně 4 cm, lépe však 5 až 6 cm. Zbývající distální úsek rašple, jejíž celková délka (měřeno přímkou mezi středovými body proximálního a distálního konce čepele protézy) je obvykle mezi 10 až 12 cm, je neozubený, aby nedocházelo ke zbytečnému poškozování stěny dřeňového kanálu 9 diafýzy. Navíc je tím umožněno správné směrování špičky rašple po stěně dřeňového kanálu diafýzy tak, že je zajištěno správné vytvoření kostní dutiny v oblasti epifýzy.

Stěny rýh 15 čepele protézy, jenž přiléhají na úseky profilu 17, 18, jsou na rašpli také vytvořeny (pod označením 24). Avšak hřeben 16 přítomen není. Jinými slovy jsou spodní povrchy rýh 15, v případě rašple, navzájem přímo spojeny, čímž vzniká spojitý spodní povrch 25. Vzdálenost mezi spodními povrchy 25, které leží na protilehlých stranách rašple, je přibližně stejná jako odpovídající vzdálenost spodních povrchů rýh 15, ale o něco menší, a to o 0,2 až 2 mm, lépe však o 0,5 až 1 mm. Povrchy 25 a stěny 24 nejsou ozubené, ale zuby úseků 27, 28 profilu přesahují do stěn 24.

Vzájemný odstup spodních povrchů 25 je mezi 2 až 8 mm na distálním konci a zvětšuje se směrem ke konci proximálnímu, kde je 3 až 7 mm. Spodní povrchy 25 mají tedy klínovitý tvar.

Pro vytvoření kostní dutiny pro uložení čepele protézy se nejdříve zavede sonda skrz bod na resekčním povrchu i kosti, v ···· ·· ··· ·· ··· ·· ··· kterém má ležet středový bod krčku 12, tím se touto sondou, která hmotu nevybírá, ale stlačuje, vytvoří vstup do dřeňového kanálu 9 diafýzy. Potom je do vytvořeného otvoru vtlačena rašple 20, čímž se roztlačí houbovitá hmota epifýzy. V poslední fázi tohoto pohybu vytváří zuby 23 dostatečně přesně nosné povrchy pro vnitřní a vnější povrch čepele protézy 10. Zároveň je houbovitá kostní hmota, která přichází do kontaktu s neozubenými povrchy 24, 25 rašple, vytlačena a stištěna. Po vtlačení čepele protézy do dutiny a dosednutí vnitřních a vnějších povrchů dochází kvůli menším rozměrům rašple k bezpečnému ukotvení. Na přední a zadní straně se hřeben 16 zařezává jako klín do houbovité hmoty, která byla stlačená rašplí. Tato houbovitá hmota je tím dále stlačována. Dalšího stlačení je také dosaženo tím, že rozměry dna rýhy 25 rašple jsou menší než odpovídající rýhy 15. To znamená, že je značná část povrchu hřebene 16 bezpečně uložena v stlačeném kostním materiálu.

Čepel protézy tak má vynikající výchozí stabilitu v kosti. To zaručuje pooperační bezpečné upevnění protézy proti zátěži vnitřním směrem a také proti rotačním silám. A dále napomáhá živému spojení povrchu protézy s kostí.

Tento způsob spojení má tu výhodu, že stlačení houbovité kostní hmoty je možné, aniž by vznikalo jakékoliv riziko proražení kortikální kosti. To je za prvé založeno na skutečnosti, že v těch částech průřezu, kde by silné stlačování vedlo k vysokému paprsčitému napínání kortikální kosti, a to zejména ve směru vnitřním, je rašple ozubená tak, že v těchto oblastech nevzniká žádný kompresní účinek. Stlačení, které je způsobeno menšími rozměry rašple ve srovnání s čepelí protézy, může být přesně • · · · ♦ ··· • · 9 · 9 9 9 9 9 · ··· · · 9 9 9 9 ·· ··· 99 999 99 999 vymezeno. Za druhé je kompresního tlaku ušetřena přední a zadní oblast kortikální kosti, a to z toho důvodu, že klínovité neozubené povrchy 25 rašple jsou obklopeny stěnami rýh 24, jenž přijímají část kompresní síly. To platí také o zavedení čepele protézy do kostní dutiny, která byla vytvořena rašplí. Kompresní povrch hřebene 16 namířený zevně směrem ke kortikální kosti je poměrně úzký (a to pokud možno užší než 4 mm) a svým kompresním účinkem působí zejména v oblasti rýh 15, čímž nepůsobí významnější zatížení kortikální kosti.

Claims (11)

1. PATENTOVÉ NÁR OKY

   1. Protézový systém, který se skládá z endoprotézy (10) s čepelí (11), která se zavádí do dřeňového kanálu kosti a rašple (20), jejíž tvar je podobný čepeli (11), a která se používá pro vytvoření dutiny, do které je uložena čepel (11), zmíněná rašple (20) má téměř v celé své délce část s neozubeným profilem (25), vyznačující se tím, že čepel (11) má v této části nejméně jeden podélný hřeben (16), který odpovídá části s neozubeným profilem (25) rašple (20) a v části s neozubeným profilem (25) rašple (20) není žádný odpovídající hřeben (16), aspoň v téměř celé její délce.
2. 2. Protézový systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že část s neozubeným profilem (25) rašple (20) má menší rozměry než odpovídající část čepele (11).
3. 3. Protézový systém podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že endoprotéza (10) je kyčelní protéza, jejíž čepel (11) zaváděná do stehenní kosti je zakřivena přibližně podle Shentonovy linie (6), část s neozubeným profilem (25) je vytvořena na přední a/nebo zadní straně rašple (20).
4. 4. Protézový systém podle nároku 3, vyznačující se tím, že rašple (20) má ozubení (27) na vnitřní straně.
5. 5. Protézový systém podle nároku 3 nebo 4, vyznačující se tím, že ozubení (26) se vyskytuje pouze v proximálním úseku rašple (20).

   ·· ··· ·· ·♦· 4· ···
6. 6. Protézový systém podle nároků 3 až 5, vyznačující se tím, že distální úsek (29) rašple (20) je navrhnut bez ostrých příčných hran na vnitřní a vnější straně.
7. 7. Protézový systém podle nároků 3 až 6, vyznačující se tím, že zadní a přední strana (25) rašple nejsou v celé své délce ozubené.
8. 8. Protézový systém podle nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že čepel má na své přední a/nebo zadní straně aspoň jeden podélný hřeben (16), který není přítomen v profilu rašple.
9. 9. Protézový systém podle nároku 8, vyznačující se tím, že podélný hřeben probíhá v celé délce čepele.
10. 10. Protézový systém podle nároku 8 nebo 9, vyznačující se tím, že podélný hřeben (16) je tvořen rýhami (15), které ho obklopují, a v profilu rašple (20) jsou spodní povrchy (25) obou rýh přímo spojeny.
11. 11. Protézový systém podle nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že oba protilehlé neozubené povrchy (25) rašple (20) jsou od sebe odděleny vzdáleností, která se zvětšuje v klínovitém tvaru směrem od distálního konce.