DE10215751B4

DE10215751B4 - Vorrichtung zum Implantieren von Markierungskörpern in einen Knochen

Info

Publication number: DE10215751B4
Application number: DE10215751A
Authority: DE
Inventors: Christoph Fankhauser; René von Burg
Original assignee: Mathys Medizinaltechnik AG
Current assignee: Synthes Bettlach GmbH
Priority date: 2002-04-10
Filing date: 2002-04-10
Publication date: 2006-09-28
Anticipated expiration: 2022-04-11
Also published as: JP2005527278A; US20080015705A1; EP1492466A1; US20050222609A1; AU2003214122A1; DE10215751A1; WO2003084419A1; US7494491B2

Abstract

Vorrichtung (1) zum Implantieren zumindest eines Markierungskörpers (11) in einen Knochen (20), wobei die Vorrichtung (1) zangenförmig ausgebildet ist und einen medialen Zangengriff (2), einen lateralen Zangengriff (3), einen medialen Zangenschenkel (4) und einen lateralen Zangenschenkel (5) aufweist und wobei an einer Magazinaufnahme (12) an einem der Zangenschenkel (4, 5) ein Magazin (10) mit dem zumindest einen Markierungskörper (11) anbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß am distalen Ende (16) des lateralen Zangenschenkels (5) der Vorrichtung (1) eine Führung (17) anbringbar ist, welche die Eindringtiefe der Vorrichtung (1) in eine Kavität (21) des Knochens (20) beim Implantieren des zumindest einen Markierungskörpers (11) bestimmt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Implantieren von Markierungskörpern in einen menschlichen oder tierischen Knochen.

Zur Quantifizierung der Migration von Implantaten, insbesondere von Endogelenksprothesen und speziell von Knie- und Hüftgelenkprothesenkomponenten, können Markierungskörper, vorzugsweise metallische Kugeln, ins menschliche oder tierische Skelett eingebracht werden. Es sind hierzu bereits eine Anzahl von Vorrichtungen bekannt, welche ähnlich einer Injektionsspritze arbeiten und bei welchen jeweils eine Markierungskugel pro Anwendung von Hand in eine Kanüle der Injektionsspritze eingelegt und dann in den Knochen eingebracht wird.

Nachteilig an den bekannten Vorrichtungen ist dabei insbesondere, daß die Markierungskugeln während der Operation vom Operateur einzeln von Hand mit einer Pinzette oder einem ähnlichen Instrument geladen oder nachgeladen werden müssen, wodurch sich eine Verlängerung der Operationszeit ergibt.

Weiterhin ist von Nachteil, daß die Markierungskugeln zwar vor dem Laden steril abgepackt sein können, jedoch durch das Nachladen unsteril werden.

Weiterhin ist aus der DE 297 17 890 U1 eine Vorrichtung zum Implantieren von Markierungskörpern in einen Knochen bekannt, welche ein Magazin für die Markierungskörper und einen Abschußmechanismus für die Markierungskörper umfaßt. Die Vorrichtung ist dabei in Form einer Pistole ausgebildet.

Das Magazin ist als Revolvertrommel ausgebildet und enthält mehrere Markierungskörper.

Nachteilig ist dabei, daß die Markierungskugeln hintereinander abgeschossen bzw. implantiert werden, wodurch der Abstand zwischen den Markierungskugeln mehr oder weniger zufällig ist und es dadurch nicht möglich ist, einen reproduzierbaren Abstand zwischen den einzelnen Markierungskugeln einzuhalten.

Aus der DE 1 766 037 A1 und der US 4,241,861 gehen jeweils Heftautomaten für den chirurgischen Gebrauch hervor. Die Heftautomaten sind dabei zangenförmig ausgebildet und weisen zwei Schenkel auf, welche miteinander gelenkig verbunden und durch Griffe gegeneinander bewegbar sind. Die beschriebenen Heftautomaten dienen dabei der Verbindung von Gewebe bei einem medizinischen Eingriff, beispielsweise zum Verschluß einer Operationswunde. Heftklammern können durch das Zusammendrücken der Griffe in die zu verbindenden Gewebeteile eingebracht und geeignet umgebogen werden, um die Gewebeteile zusammenzuhalten.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung, welche eine einfache und schnelle, gleichzeitige Insertion von mindestens einem, vorzugsweise mehreren, in definierter Position zueinander stehenden vorzugsweise sterilen Markierungskörper(n) ins Skelett zur Quantifizierung der Migration von Implantatkomponenten relativ zum Knochen ermöglicht, zu schaffen.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Verbesserungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Vorteilhafterweise sind in dem Magazin zumindest zwei Markierungskörper in zumindest zwei Reihen nicht kollinear angeordnet, wodurch eine zweidimensionale Markierung möglich ist.

Die Markierungskörper sind dabei kugel- oder zylinderförmig mit kegelförmiger Spitze und bestehen aus einem Material, welches durch Röntgenstrahlabsorption einen genügend hohen Kontrast gegenüber dem umgebenden Knochengewebe zeigt.

Weiterhin ist von Vorteil, daß Stifte so in das Magazin eingreifen, daß die Markierungskörper bis zu einer vorherbestimmten Tiefe in einfacher Weise gleichzeitig in das Knochengewebe eingedrückt werden können.

Eine Führung erlaubt vorteilhafterweise eine Begrenzung und Regulierung der Einschubtiefe der Vorrichtung in eine Knochenkavität.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit aufgeschobenem Magazin,
3 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit aufgeschobenem Magazin und aufgesteckter distaler Führung,
4 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit aufgeschobenem Magazin und aufgesteckter distaler Führung inseriert in die Knochenkavität,
5 eine Aufsicht auf ein Ausführungsbeispiel des mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu verwendenden Magazins mit bereits vorgeladenen Markierungskugeln, und
6 einen Schnitt durch das in 5 dargestellte Magazin entlang der mit VI-VI bezeichneten Linie.
1 zeigt in einer Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, welche einen medialen Zangengriff 2 und eine lateralen Zangengriff 3 sowie einen medialen Zangenschenkel 4 und einen lateralen Zangenschenkel 5 umfaßt. Die Zangengriffe 2 und 3 und die Zangenschenkel 4 und 5 sind durch ein Viergelenk 6 miteinander verbunden. Bei Betätigung der Zangengriffe 2 und 3 verschieben sich die beiden Zangenschenkel 4 und 5 parallel zueinander.
Ein Federelement 7, welches im Ausführungsbeispiel aus zwei komplementär an je einem Zangengriff 2, 3 angebrachten Blattfedern 8, 9 besteht, wird bei Betätigung der Zangengriffe 2, 3 elastisch deformiert. Bei Entlastung der Zangengriffe 2 und 3 wirkt das Federelement 7 derart, daß die Zangengriffe 2, 3 wieder auseinandergepreßt werden und sich die beiden Zangenschenkel 4, 5 dadurch wieder voneinander entfernen.
Ein Magazin 10, welches Markierungskörper 11 in einer bestimmten Anordnung enthält, wird auf einer Magazinaufnahme 12, im Ausführungsbeispiel in Form einer Magazinführung, auf der lateralen Seite des lateralen Zangenschenkels 5 angebracht, im Ausführungsbeispiel bis an einen Anschlag 13 aufgeschoben, so daß Bohrungen 14 des Magazins 10 deckungsgleich mit Stiften 15 übereinanderliegen. Die Stifte 15 sind dabei an dem medialen Zangenschenkel 4 angebracht und in Richtung auf den lateralen Zangenschenkel 5, auf welchem das Magazin 10 aufgesteckt bzw. aufgeschoben ist, ausgerichtet. Sie weisen eine konkave Spitze auf, um sicherzustellen, daß sie nicht seitlich an den Markierungskörpern 11 abgleiten, sondern diese in definierter Lage zueinander, wie weiter unten beschrieben, aus dem Magazin 10 in einen Knochen 20 einbringen zu können.
2 zeigt in gleicher Ansicht wie 1 die Vorrichtung 1 mit aufgestecktem Magazin 10 sowie einer Führung 17, welche an einem distalen Ende 16 des lateralen Zangenschenkels 5 aufsteckbar ist. Die Führung 17 umfaßt dabei eine laterale Führung 18 und eine mediale Führung 19, die gegeneinander verschiebbar sind.
3 zeigt die laterale Führung 18 auf den lateralen Zangenschenkel 5 bereits aufgesteckt. Die mediale Führung 19 kann auf der lateralen Führung 18 relativ zu dieser verschoben und mit einer nicht näher dargestellten Feststelleinrichtung fixiert werden. Damit kann die longitudinale Lage des Magazins 10 und somit die Lage der Markierungskörper 11 relativ zum Knochen 20 gewählt werden.
4 zeigt, wie die Vorrichtung 1 in eine Kavität 21 des Knochens 20 eingeschoben wird. Dabei handelt es sich im Ausführungsbeispiel um einen Oberschenkelknochen bzw. Femur 21, in dessen proximales Ende nach Referenzierung des Knochens mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 eine unzementierte oder zementierte Hüftgelenksendoprothese eingesetzt wird. Die Positionierung der medialen Führung 19 ist dabei gegenüber 3 in distaler Richtung verschoben, wodurch die Einschubtiefe der Vorrichtung 1 begrenzt ist. Bei einer Stellung der lateralen Führung 18 und der medialen Führung 19 gemäß 3 könnte die Vorrichtung 1 tiefer in die Kavität 21 eingeschoben werden, bei weiterer distaler Verschiebung der medialen Führung 19 relativ zur lateralen Führung 18 würde sich die Einschubtiefe verringern.
Der Durchmesser der vorzugsweise als Markierungskugeln ausgestalteten Markierungskörper 11 beträgt typischerweise 0,5 bis 2,0 mm. Im Falle von zylindrischen Markierungskörpern 11 können diese 3 bis 6 mm lang sein; sie weisen dann vorzugsweise eine kegelförmige Spitze mit einem Kegelwinkel zwischen 30° und 90° auf. Als Material für die Markierungskörper 11 eigenen sich biokompatible Werkstoffe, wie beispielsweise Tantal, Reintitan, Titanlegierungen, rostfreier Stahl, Kalziumphosphatkeramik technische Keramik, resorbierbare Keramik, Polymere oder Komposite, welche durch Röntgenstrahlenabsorption auf dem Röntgenbild zum umliegenden Knochen 20 einen deutlichen Kontrast erzeugen.
Nach der gewünschten Positionierung der Vorrichtung mit Hilfe der Führung 17 in der Kavität 21 wird die Vorrichtung 1 zur Insertion der Markierungskörper 11 betätigt, indem der mediale Zangengriff 2 und der laterale Zangengriff 3 entgegen der Kraft des Federelements 7 zusammengedrückt werden. Durch das Viergelenk 6 wird der mediale Zangenschenkel 4 parallel auf den lateralen Zangenschenkel 5 zubewegt, bis die Stifte 15 in Anlage an den in dem Magazin 10 angeordneten Markierungskörpern 11 stehen. Durch das weitere Zusammendrücken der Vorrichtung 1 drücken die Stifte 15 die Markierungskörper 11 durch die Bohrungen 14 in die Gewebestruktur des Knochens 20 ein.
5 zeigt eine Aufsicht eines mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zu verwendenden Magazins 10. In der linken Darstellung ist das Magazin 10 leer, während in der rechten Darstellung das Magazin mit drei Markierungskörpern 11 geladen ist. Die Markierungskörper 11 im Magazin 10 sind nach der Insertion in den Knochen, vorzugsweise mit Stiften 15 gleicher Länge, so angeordnet, daß sie ein Knochenreferenzsystem bilden, vorzugsweise eine Ebene bei Verwendung von drei Markierungskörpern 11, und daß sie dadurch eine verläßliche Aussage über die Setzbewegung (Migration) von Implantatkomponenten bezüglich des umliegenden Knochens erlauben. Das vorgeladene Magazin 10 ist dabei vorzugsweise steril verpackt und kann steril auf die Vorrichtung 1 aufgesetzt werden.
6 zeigt eine Schnittansicht des in 5 dargestellten Magazins 10 entlang der Linie VI-VI in 5. In den Bohrungen 14 sind die im Ausführungsbeispiel kugelförmigen Markierungskörper 11 angeordnet. Zum Ausgleich der Anschrägung des Knochens 20 ist das Magazin dabei leicht trapezförmig mit der Schmalseite in distaler Richtung ausgebildet. Es sind jedoch je nach Anforderung auch allgemeine vier- oder rechteckige Profile denkbar.

Claims

Vorrichtung (1) zum Implantieren zumindest eines Markierungskörpers (11) in einen Knochen (20), wobei die Vorrichtung (1) zangenförmig ausgebildet ist und einen medialen Zangengriff (2), einen lateralen Zangengriff (3), einen medialen Zangenschenkel (4) und einen lateralen Zangenschenkel (5) aufweist und wobei an einer Magazinaufnahme (12) an einem der Zangenschenkel (4, 5) ein Magazin (10) mit dem zumindest einen Markierungskörper (11) anbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß am distalen Ende (16) des lateralen Zangenschenkels (5) der Vorrichtung (1) eine Führung (17) anbringbar ist, welche die Eindringtiefe der Vorrichtung (1) in eine Kavität (21) des Knochens (20) beim Implantieren des zumindest einen Markierungskörpers (11) bestimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (17) aus einem lateralen Führungsteil (18) und einem medialen Führungsteil (19) besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mediale Führungsteil (19) gegenüber dem lateralen Führungsteil (18) longitudinal verschieblich angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschiebungsgrad des medialen Führungsteils (19) gegenüber dem lateralen Führungsteil (18) die Eindringtiefe der Vorrichtung (1) in die Kavität (21) des Knochens (20) bestimmt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß in dem Magazin (10) zumindest zwei Markierungskörper (11) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Federelement (7) den medialen Zangengriff (2) und den lateralen Zangengriff (3) beaufschlagt und der mediale Zangenschenkel (4) und der laterale Zangenschenkel (5) mittels eines Viergelenks (6) parallel gegeneinander verschiebbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (7) aus zwei komplementär an dem lateralen Zangengriff (3) und dem medialen Zangengriff (4) angeordneten Blattfedern (8, 9) besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungskörper (11) in Bohrungen (14) des Magazins (10) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (14) des Magazins (10) in mehreren Reihen angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungskörper (11) kugelförmig sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungskörper (11) zylindrisch ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungskörper (11) eine kegelförmige Spitze mit einem Kegelwinkel zwischen 30° und 60° aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungskörper (11) aus einem Material bestehen, welches durch Röntgenstrahlenabsorption einen Kontrast gegenüber dem Knochen (20) erzeugt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Magazinaufnahme (12) an dem lateralen Zangenschenkel (5) vorgesehen ist und daß an dem medialen Zangenschenkel (4) Stifte (15) angeordnet sind, welche sich auf den lateralen Zangenschenkel (5) zu erstrecken.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (15) so angeordnet sind, daß sie deckungsgleich mit den Bohrungen (14) des Magazins (10) sind.
Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (14) eine konkave Stirnseite aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betätigung der Vorrichtung (1) die Stifte (15) so in die Bohrungen (14) eindrückbar sind, daß die in den Bohrungen (14) angeordneten Markierungskörper (11) gleichzeitig aus den Bohrungen (14) in den Knochen (20) eindrückbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin (10) mit den geladenen Markierungskörpern (11) vor dem Aufschieben auf die Vorrichtung (1) steril verpackt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin (10) aus einem sterilisierbaren formbeständigen Material besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin (10) zumindest einen vorgeladenen Markierungskörper (11) zur Implantierung in einen Knochen (20) mittels der Vorrichtung (1) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Magazin (10) zumindest zwei Markierungskörper (11) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungskörper (11) in Bohrungen (14) des Magazins (10) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (14) des Magazins (10) in mehreren parallelen Reihen angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin (10) mit dem zumindest einen Markierungskörper (11) steril verpackt ist.