DE102005049325A1

DE102005049325A1 - HP Zementpresse

Info

Publication number: DE102005049325A1
Application number: DE102005049325A
Authority: DE
Inventors: Klaus Prof. Dr. med. Draenert; Gunnar Wanke
Original assignee: Draenert Klaus Prof Drmed
Current assignee: Draenert Klaus Prof Drmed
Priority date: 2005-10-12
Filing date: 2005-10-12
Publication date: 2007-04-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Applizieren von Knochenzement (Fig. 1), die es ermöglicht, in anterograder, vor allem aber auch retrograder Vorgehensweise mit einem Schnorchel (2) aufgrund der Konstruktion ohne Überdimensionierung der Zementpresse eine ungewöhnlich hohe Ausstoßleistung zu erbringen; dies vor allem auch deshalb, da die Möglichkeit des Anlegens eines zusätzlich wirkenden Vakuums im Belüftungssystem noch höhere Ausstoßdrücke generiert werden können. Diese erlauben es, auch standardviskose Knochenzemente gegebenenfalls bei Zimmertemperatur über ein Schnorchelsystem in kürzester Zeit zu applizieren.

Description

Hintergrund der Erfindung

Bei der sogenannten Koxarthrose, hierunter versteht man die Abnützung des Gelenkknorpels, meist mit schwerer Deformierung des Hüftkopfes (Coxarthrosis deformans), gilt der künstliche Gelenkersatz als Methode der Wahl. Nach wie vor ist das von J.Charnley 1960 (Anchorage of the femoral head prosthesis to the shaft of the femur J Bone Joint Surg (Br) 42:28-30) eingeführte, zementierte Verfahren zur Fixierung der Gelenkkomponenten, zumindest im Oberschenkelknochen, das Erfolg versprechendste Vorgehen. Hierbei wird ein selbst aushärtender Acrylatwerkstoff zur Verankerung eingesetzt. Die zementierte Komponente hat sehr gute Langzeitergebnisse, ihr lastet jedoch noch immer der Nachteil eines nicht reproduzierbaren Zementierergebnisses an, was zu einem grossen Teil an der Applikation des Knochenzementes liegt (Draenert et al. 1999 Manual of Cementing Technique.Berlin Heidelberg: Springer). Ausgehend von Slooff (1969) A cement syringe Acta Orthop Belg 35, 1012-1014, wurde die sogenannte retrograde Auffüllung der Markhöhle zum dominierenden System. Es wurde wenig darauf geachtet, was in der Markhöhle vor sich geht während der Auffüllung, die mit den herkömmlichen manuellen Systemen eine Zeit zwischen 21 und 55 Sekunden in Anspruch nimmt. Draenert et al 1999 haben systematische Untersuchungen zu diesem Thema durchgeführt und publiziert (Manual of Cementing Technique s.o.); sie konnten zeigen, dass es in der Markhöhle arteriell blutet und dass die Zementscheide mit Blut und Knochenmark untermischt wird. Es war daher zwingend, ein Verfahren zu entwickeln, welches den Knochenzement innerhalb sehr kurzer Zeit zu applizieren im Stande ist.

In der EP 0170120 ist eine Knochenzementspritze beschrieben, die es ermöglicht, gasdicht abgedichtet den Knochenzement in seiner flüssigen bzw. noch plastischen Phase mit Druck zu beaufschlagen; durch diese Vorkompression wird der Grad der Benetzung vom Polymer mit dem Mnomer erheblich vergrössert und die eingeschlossene Luft komprimiert. In Verbindung mit dem Vakuummischen kann auf diese Weise ein hochfester Knochenzement hergestellt werden. Dieses geschlossene System ist jedoch wenig geeignet, um das Problem der mittlerweite weit verbreiteten retrograden Auffüllung, nämlich eine reproduzierbar hohe und sichere Ausstossleistung für ein Schnorchelsystem zu erbringen, zu lösen. Hinzu kommt, dass ein solches Hochleistungssystem keine Verschlussmöglichkeit benötigt, da in einem solchen System der Schnorchel dieselbe Vorkompimierungsarbeit besorgt, was eine erhebliche Vereinfachung und Beschleunigung der Anwendung mit sich bringt.

Durch relativ einfache, zufällig gefundene Mittel gelang es, eine Vorrichtung zu schaffen, ohne dabei nicht mehr handlebare grosse Geraetekonstruktionen zu benötigen, die die für die sichere Anwendung geforderte sehr hohe Ausstossleistung erbringt, wie die nachfolgende Erfindung darstellt.

Beschreibung der Erfindung
Bei einem Patienten mit fortgeschrittener Koxarthrose entschliesst man sich, nach eingehender Aufklärung des Patienten, ein künstliches Hüftgelenk einzusetzen. Nach präoperativer Planung und der üblichen Operationsvorbereitung wird der Patient in Seitenlage operiert und das Hüftgelenk freigelegt, Nach Eröffnung der Kapsel wird der Hüftkopf luxiert und unter Erhaltung des Schenkelhalses reseziert. Im Anschluss daran wird das Pfannenbett präpariert und eine zementfreie Pressfit-Pfanne eingesetzt.
Die Vorbereitung des knöchernen Bettes im Oberschenkelknochen erfolgt in Aussenrotation des Beines, wobei in Verlängerung des Markkanals dieser mit einem Diamantinstrument aufgeschliffen wird. Die Spongiosa des Markraumes wird erhalten und das Prothesenbett sparsam mit einem aussen beschichteten Diamantinstrument geschliffen und nach Probesitz eines Schaftes sorgfältig gereinigt, mit H₂O₂ entfettet und mit Heparin gespült, um Thrombenbildungen zu vermeiden. Ein Einbluten des Prothesenbettes wird durch eine Saugkanüle in der fovea intertrochanterica (siehe Draenert et al. 1999 Manual of Cementing Technique s.o.) verhindert. In das so vorbereitete Bett wird nun ein unter Vakuum angemischter Zement eingebracht. Dies geschieht mit einer Zementpresse der vorliegenden Erfindung:
Der unter Vakuum gemischte Knochenzement wird in einen abnehmbaren Behälter 1 intrudiert und mit einer luftdurchlässigen, jedoch für den Zement undurchlässigen Lamelle 3 nach hinten abgeschlossen, indem die Lamelle mit dem Finger auf den Zement aufgeschoben wird. Auf den Behälter wird ein Schnorchel montiert und entweder direkt mittels eines Bajonettverschlusses 1.2: 4 auf eine Vorrichtung montiert, sodass er sehr hohen Beaufschlagungsdrücken widerstehen kann. In aller Regel wird jedoch der Behälter 1, als Disposable-Kartusche mit aufgesetztem Schnorchel, dargestellt in 1.2, in ein metallenes Käfig 11 eingeschoben 1.3, welches am Bajonett 12 der Vorrichtung 10 durch Aufdrehen fixiert wird 1.4. Die Vorrichtung 10 besteht neben dem Handgriff 20 und dem Zylindergehäuse 17, welches Druck- 18 und Abluftkammer 19 umschliesst, aus dem beweglichen Ausstossteil 13, welches als Kolben in den Behälter 1 vorfahren kann und an seiner Stirnseite eine Aufnahme 14 für die Lamelle 3 traegt.
Mit einem Abzug 16 am Handgriff 20 kann über einen Druckluftanschluss 15 im Druck- und Abluftzylinderblock 35, dargestellt z.B. in 3, das Ventil 30 in 2 und 3 stufenlos oder variabel einstellbar 3.1-3.3 gesteuert geöffnet werden, sodass Druckluft mit dem Ausgangsdruck über das Ventil 36, 3 über das Posaunenrohr 21, 4 in die Druckkammer 18 einströmt. Über den Taster 32 werden die Luftwege des Ventiles 36 und 34 gesteuert, die jeweils das geschlossene System zwischen Druckkammer und Abluftkammer speisen, bzw. den Weg 34 zur Abluft 31 freigeben. Ist der Abzug unbetätigt, wie in 3.1 dargestellt, so ist die Druckluftzufuhr 33 geschlossen und Druck- 18 und Abluftkammer 19 sind verbunden; ist der Abzug leicht betätigt, wie in 3.2 dargestellt, so werden sowohl die Druck- 18, als auch die Abluftkammer mit dem Abluftkanal 31 im Block 35 zur Entlüftung verbunden.
Ist der Abzug 16 vollständig durchgedrückt, wie in der 3.3 dargestellt, so ist das Gesamtsystem druckbeaufschlagt und die Abluftkammer 19 über den Abluftweg 34 im Ventil 30 der 3 und 3.3 und über die Abluftbohrung 31 im Block 35 mit dem Abluftsystem des Doppelabluftschlauches des Operationssaales verbunden. In dem Masse wie die Druckluftzufuhr freigegeben wird, wird die Verbindung 34 zu 36 zwischen Druck- 18 und Abluftkammer 19 aufgehoben und auf diese Weise die Ausstossleistung bestimmt, die über den Kolben 4: 25 auf den Ausstossteil 13 übertragen wird. Unter Druckbeaufschlagung wird der Ausstossteil 13 vorfahren und mit der Lamelle 3 im Behälter 1 den Knochenzement aus dem Behälter 1 über den Schnorchel 2 ausstossen.
Der Schnorchel 2 wird dabei ca 12cm tief in die Markhöhl eingeführt und während des Ausstossens vom Knochenzement zügig zurückgezogen. Die Auffüllung erfolgt erst, nachdem eine kräftige Saugung über einen flexiblen Silikonschlauch an die Drainagekanüle angeschlossen worden war und kontrollierbar ihre Funktion als Saugung erfüllt. Die proximale Öffnung des Markkanals wird dabei mit einer feuchten Kompresse um den Schnorchel verschlossen, sodass der Zement nicht frei herausquellen kann. Der Schnorchel kann dabei vorteilhafterweise auch durch ein abdichtendes Silikongummi geführt werden. Der Knochenzement wird auf diese Weise in aller Regel innerhalb von 1-2 Sekunden aus dem Behälter entleert. Im Anschluss daran wird das Bajonett geöffnet und der Behälter demontiert und der Schnorchel mit dem Restzement von diesem entleert; hierfür wird beispielsweise dem Rührstab 6: 70 ein Extrusionslamellenkolben 71 aufgesetzt, mit dem der Restzement von meist ca 12g auf einfache Weise herausgeschoben wird; der Schnorchel wird bei diesem Vorgang wieder in die Zementmasse im proximalen Anteil der Femurmarkhöhle eingeführt. Dieser Vorgang kann selbstverständlich auch mit einer anderen Vorrichtung, die als Extrusionskolben, oder Extrusionslamellenkolben geignet ist durchgeführt werden.
In die mit Zement aufgefüllte Markhöhle wird nun unter Zurückhalten des herausquellenden Knochenzementes der Prothesenstiel des bleibenden Implantates eingebracht. Der überschiessende Zement wird sorgfältig entfernt und nach Aushärten des Zementes wird die Saugschraube ebenfalls entfernt und die während des Aushärtens bereits deutlich schwächer eingestellte Saugung abgestellt. Eine in dieser Weise zementierte Prothese gefährdet weder das Zementierergebnis noch den Patienten, indem alle Markrauminhalte sicher über die Saugschraube abgesaugt werden, ein hoher Blutverlust ist dabei nicht zu befürchten, da eine geringe Saugleistung genügt um das meist arterielle Blut sicher abzuleiten.

Claims

Vorrichtung (1) zum Applizieren von Knochenzement, gekennzeichnet durch: • einen zylindrischen, abnehmbaren Behälter 1 mit oder ohne abnehmbarem Schnorchel 2 oder einen abnehmbaren zylindrischen Schnorchelbehälter aus einem Stück zur Aufnahme des Knochenzementes und zu seiner Applikation, • einen im Behälter 1 beweglichen, zementdicht gegen den Behälter abschliessbaren Ausstossteil 13, • eine pneumatisch gespeiste Druckkammer 18 zum Ausstossen des Knochenzementes mittels stufenlos oder variabel einstellbarer Ausstossdrücke und/oder in einstellbaren Portionierungen der Ausstossmenge.
Vorrichtung nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch ein über eine Ventil 30 gesteuertes geschlossenes System zwischen Druckkammer 18 und Abluftkammer 19.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Abluftkammer 19 über ein Ventil 30 mit dem Abluftsystem 31 in Verbindung steht und über ein hier 31 angeschlossenes Vakuumsystem gesondert mit Unterdruck beaufschlagt werden kann 3.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-3 dadurch gekennzeichnet, dass eine mehrstufige Ventilkonstruktion 20 drei Grundeinstellungen ermöglicht: • Einstellung (a) 3.1: luft- und wasserdichter Gesamtverschluss des Druckluftsystems gegenüber der Aussenatmosphäre, Verbindung von Druck- 18 und Abluftkammer 19. • Einstellung (b) 3.2: Verschluss der Druckluftzufuhr 33, Verbindung von Druck- 18 und Abluftkammer 19 zur Steuerung der Ausstossleistung, • Einstellung (c) 3.3: Öffnen der Druckluftzufuhr 33, Aufheben der Verbindung zwischen Druck- 18 und Abluftkammer 19, Verbindung 34 der Abluftkammer 19 mit dem Abluftsystem 31 und/oder Unterdrucksystem zur Steuerung der Ausstossleistung.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-4 dadurch gekennzeichnet, dass die Befüllung der Druckkammer 18 über ein gegenüber dem beweglichen Ausstossteil 13 abgedichtetes Posaunenrohr 4: 22 mit Dichtung 23 erfolgt.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-5 dadurch gekennzeichnet, dass das Gesamtsystem der Vorrichtung mit Druck- 18 und Abluftkammer 19, sowie Behälter 1 mit Käfig 11 und Montiervorrichtung 12 frei um die Applikationsachse 51 im Handgriff 20 drehbar (5: Pfeile) angeordnet ist.
Vorrichtung zum Applizieren von Knochenzement, dadurch gekennzeichnet, dass eine pneumatische Druckerzeugungsvorrichtung zum Ausstossen des Knochenzementes durch stufenlos oder variabel einstellbar und/oder konstant einstellbare Ausstossdrücke vom 0,5 bis zum 4 fachen, vorzugsweise vom 2,05 bis zum 3,9fachen, besonders bevorzugt vom 2,05 bis 2,95 -fachen, des Ausgangsdruckes hohe Ausstossleistungen und damit kurze Ausstosszeiten sicherstellt.
Vorrichtung zum Applizieren von Knochenzement, gekennzeichnet durch: • einen zylindrischen, abnehmbaren Behälter 1 mit oder ohne abnehmbarem Schnorchel 2 oder einen abnehmbaren zylindrischen Schnorchelbehälter aus einem Stück zur Aufnahme des Knochenzementes und zu seiner Applikation. • einen Käfig 11, der an der Vorrichtung abnehmbar montiert werden kann und den zylindrischen Behälter 1 aufnimmt 1.1-1.4 und der im montierten Zustand 1 Ausstossdrücken bis 40 Bar widerstehen kann. • einem im Behälter 1 beweglichen, zementdicht gegen den Behälter abschliessbaren Ausstossteil 13. • einer pneumatischen Druckerzeugungsvorrichtung zum Ausstossen des Knochenzementes durch stufenlos oder variabel einstellbare und/oder konstant einstellbare Ausstossleistung.
Vorrichtung zum Applizieren von Knochenzement, gekennzeichnet durch einen Käfig 11 nach Anspruch 8, der mittels eines Bajonettverschlusses 12 montiert werden kann.
Extrusionskolben 71 zum Ausstossen der Restzementmenge aus dem Schnorchel 2, verbunden mit einem Stab, oder auch aufzusetzen auf einen Stab 70, der z.B. auch als Rührstab verwandt werden kann.