DE19544084C1

DE19544084C1 - Instrumentarium zum knochenschonenden Resezieren für den Einsatz einer Kniegelenksendo- oder Totalendoprothese

Info

Publication number: DE19544084C1
Application number: DE1995144084
Authority: DE
Inventors: Uwe Hollmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-11-27
Filing date: 1995-11-27
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2015-11-28

Description

Die Erfindung geht aus von einem Instrumentarium zum knochenschonenden Resezieren für den Einsatz einer Kniegelenksendo- oder Totalendoprothese.

Es ist bekannt, daß bei der Operationsdurchführung im allgemeinen folgende kurz beschriebene Technik zur Anwendung kommt.

Es wird eine Markraum-Bohrlehre benötigt, um dann mit einem Markraumbohrer die Femur-Markhöhle zu öffnen. Ein Führungsstab wird in die Markhöhle geschoben. Mit Hilfe von Winkeleinsätzen wird der anatomisch bedingte Winkel von ca. 6° zwischen der Femurlängsachse und der Belastungsachse bzw. werden Abweichungen davon (5° bis 9°) berücksichtigt.

Es erfolgt das Einsetzen einer Femur-Resektionslehre und es wird ein Resektionsblock auf die Resektionslehre geschoben.

Mit Haltenägeln wird die Resektionslehre fixiert. Nach Aufschieben der Sägeblatt führung auf den Resektionsblock wird reseziert mit einer Sägeblattdicke von ca. 1 mm. Mit entsprechenden Facetten-Sägelehren werden Facetten-Schnitte ausgeführt.

Nachteilig wirkt sich hierbei aus, daß durch die Sägelehren eine gleiche Bearbeitung von lateralem und medialem Femurcondylus erfolgt, dessen Besonderheiten nur unzureichend beachtet werden können.

Weiterhin kann mit den Facettensägelehren der anatomischen Form von Condylus lateralis und medialis nur bedingt gefolgt werden, d. h. es wird nicht immer knochenscho nend reseziert.

Beim bisherigen Verfahren kommt es zu Toleranzen von < 0,5 mm, so daß ein ausreichendes "press-fit" nicht immer gewährleistet ist.

Der Führungsstab, weicher in die Markhöhle geschoben wird, bietet durch seine über die ganze Länge gehende zylindrische Form nicht immer die Gewähr dafür, daß der unbedingt zentrale Sitz beim Resezieren auch gegeben ist.

Gemäß DE 40 16 704 C1 wird eine Bohrerführung für einen chirurgischen Markraumbohrer beschrieben, die es dem Operateur ermöglicht, bei der Operation den Bohrer längs der anatomischen Achse des Femurs in den Markraum einzuführen, so daß für den Führungsstab eine zentrierte Markraumbohrung erstellt werden kann. Die entsprechende Lösung für die Bohrerführung hat sich in der Praxis durchgesetzt. Ein vergleichbares Problem wird in EP 0315338 A1 beschrieben. Ein Arretieren des Führungsstabes, welcher in den Markraum geschoben wird, durch eine spezielle Schraube im Femur soll einen festen Sitz des Stabes gewährleisten als Vorarbeit für das Resezieren.

Bei der neuen Erfindung, dem Instrumentanum zum knochenschonenden Resezieren, wird bereits von einer erfolgten Öffnung der Markraumhöhle ausgegangen. Wie sich in der Praxis zeigt, ist der erforderliche feste und zentrale Sitz des Führungsstabes bei den bekannten Lösungen nicht immer gegeben.

Die EP 0555003 A1 stellt einen der meist verwendeten Resektionsblöcke dar, wobei es sich dabei vor allem um die Sägeblattführung handelt. Das Problem des knochenschonenden Resezierens für den Einsatz einer Kniegelenksendo- oder Totalendoprothese findet dabei im Gegensatz zu der im weiteren beschriebenen neuen Erfindung nur bedingt Beachtung.

Entsprechend der EP 0502738 A1 werden zwei Möglichkeiten zur Resektion der femoralen Seite des Femoropatellargelenkes dargestellt, d. h. Verwendung eines "Handhobels" bzw. eines rotierenden Fräswerkzeuges. Diese Vorschläge beziehen sich jedoch nur auf das Femoropatellargelenk und nicht auf das Bearbeiten von lateralem und medialem Femurcondylus.

Entsprechend der Aufgabe der Erfindung wird daher ein Instrumentarium vorgeschlagen, welches mehr als bisher die krankheitsbedingten Besonderheiten von lateralem und medialem Femurcondylus berücksichtigt.

Die Aufgabe der Erfindung wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhatte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das erfindungsgemäße Instrumentarium wird bei der operativen Behandlung angewendet, um einen Gleitflächenersatz bei primär arthrotisch verändertem Kniegelenk vorzubereiten oder für eine Revisionsendoprothese nach unicondylärer Schlitten-Endoprothese bzw. Totalendoprothese.

Die chirurgischen Behandlungsmethoden werden so verändert, daß langfristig beim Patienten eine verbesserte gesundheitliche Wirkung eintritt, als wenn die bekannten und bisher üblichen Gerätschaften zur Anwendung kommen. Mit dem Einsatz einer neuen Vorrichtung wird das bekannte operative Verfahren verändert. Es ist das oberste Ziel der Entwicklung, einen klinischen Langzeiterfolg ohne Kompromisse zu erreichen.

Die zum Resezieren entwickelte Vorrichtung stellt keine Sägelehre dar, sondern soll als Fräslehre bezeichnet werden. Die aus mehreren Teilen bestehende Fräslehre ist dem lateralem und medialem Femurcondylus angepaßt, d. h. die Lehre entspricht der Gleitflächenform in diesen Bereichen. Drei wesentliche Teile der Fräslehre bilden eine funktionsfähige Einheit, indem das erste Teil Condylus lateralis, das zweite Teil Fossa intercondylaris und das dritte Teil Condylus medialis umgreift. Zum Resezieren werden die drei Teile, die in der Draufsicht parallel angeordnet sind, durch Knochennägel zusammengehalten. Eine Zentrierhilfe ist mit dem zweiten Teil der Vorrichtung verbunden und weicht von der Mittelachse um einen Winkel "α", d. h. dem Winkel zwischen Femurlängsachse und der Belastungsachse ab. Die Zentrierhilfe ist bewußt sehr lang und leicht konisch ausgebildet und wird dementsprechend weit in das Knochenmark gedrückt. Damit wird, natürlich auch durch die Wirkung der Knochennägel, ein sicherer Sitz der Fräslehre erreicht.

Das erste und das dritte Teil der Fräslehre besitzt in der Form, wie die Teile den lateralen und medialen Femurcondylus umgreifen, jeweils eine Nut, die das erste und dritte Teil der Fräslehre quer durchdringen, wie im Ausführungsbeispiel noch näher erläutert wird. In das zweite Teil der Fräslehre ist entsprechend dem Verlauf der Nut in dem ersten und dritten Teil beidseitig auch eine Nut eingearbeitet, sie durchdringt den zweiten Teil zweckmäßigerweise nicht. Nach Anordnung und festem Sitz der Fräslehre kann ein Fräser entsprechend dem Verlauf der Nuten geführt werden, womit das Abtragen der erkrankten Knochenschicht erfolgt. Durch den Verlauf der Nuten wird der Fräser in der Form geführt, wie sie dem Femurcondylus entspricht.

Bei der Bearbeitung von Condylus lateralis ist der Fräser in der Nut des ersten und zweiten Teils der Fräslehre, bei der Bearbeitung von Condylus medialis ist der Fräser in der Nut des dritten und zweiten Teils der Fräslehre gelagert.

Zum erfindungsgemäßen Instrumentarium gehören Fräser mit unterschiedlichem Durchmesser. Dadurch wird es möglich, den lateralen und medialen Femurcondylus in unterschiedlicher Schichtdicke abzutragen.

Um den Fräsvorgang beobachten zu können, verläuft analog zur Nut in dem ersten und dritten Teil der Fräslehre noch eine zweite Nut, die zukünftig als "Beobachtungs schlitz" für das Fräsen bezeichnet werden soll.

In dem Bereich der Gleitflächen, wo der Fräsvorgang beendet sein soll, ist es erforderlich, einen dorsalen Schnitt mit Hilfe eines Sägeblattes zu führen. Der zweite Teil der Fräslehre wird daher in dem Bereich, wo der Fräsvorgang beendet sein soll, mit einer Schnitthilfe kombiniert. Da der zweite Teil der Fräslehre im Bereich von Fossa intercondylaris angeordnet ist, verläuft der Sägeschlitz der Schnitthilfe derart, daß der dorsale Schnitt im Bereich von Fossa intercondylaris einmal in Richtung Condylus lateralis und zum zweiten Mal in Richtung Condylus medialis geführt werden kann. Die nähere Anordnung zeigt das Ausführungsbeispiel:

Es sei noch darauf hingewiesen, daß die Zentrierhilfen mit verschiedenen Winkeln α vorgeschlagen werden, was bei der Operationsplanung zu berücksichtigen ist.

Das Ende der Zentrierhilfe in Richtung Oberschenkel ist bekanntlich abgerundet.

Ergänzend wird vorgeschlagen, ein resorbierbares pfropfenförmiges elastisches Endstück am Ende der Zentrierhilfe (cranial) anzuordnen, d. h. das Endstück wird durch eine Schraube in Achsrichtung der Zentrierhilfe nur bedingt befestigt. Der Durchmesser des Endstückes ist größer als der Stab der Zentrierhilfe. In Richtung Oberschenkel ist dieses pfropfenförmige Endstück natürlich auch abgerundet. Eine zentrale Lagerung und ein fester Sitz der Fräslehre ist besser als bisher gegeben. Sollte es beim Entfernen der Zentrierhilfe durch das pfropfenförmige Endstück Schwierigkei ten geben, so löst sich das Endstück und verbleibt in der Markhöhle, was durch das Material des Endstückes bedingt, vom gesundheitlichen Standpunkt unbedenklich ist.

Eine zweite Variante einer verbesserten Zentrierhilfe ergibt sich aus den folgenden Erläuterungen.

An Stelle des pfropfenförmigen Endstückes am Ende der Zentrierhilfe (cranial) wird ein dreiflügliges Endstück verwendet. Die 3 Flügel sind am Umfang des Schaftes des Endstückes gleichmäßig verteilt. Der Durchmesser des Schaftes vom Endstück ist kleiner als der Durchmesser der Markhöhle; der Durchmesser des Endstückes mit den 3 Flügeln ist etwas größer als der Durchmesser der Markhöhle. Bedingt durch das elastische Material erfolgt eine gewisse Verformung der 3 Flügel in der Markhöhle. Die zentrale Lagerung und der feste Sitz in der Markhöhle werden in hervorragender Weise abgesichert.

Damit das dreiflüglige Endstück in die Markhöhle eingeführt werden kann, müssen nach Öffnung der Markhöhle mit einem Markraumbohrer noch einige Vorarbeiten getroffen werden. Dazu gehört die Verwendung einer Sägelehre, die (in der Draufsicht) mit dreiflügligen Aussparungen versehen ist. (Das dreiflüglige Endstück ließe sich genau durch die Sägelehre führen) - Nach dem Öffnen der Markhöhle wird die Öffnung mit der dreiflügligen Sägelehre abgedeckt und es werden radial zur Öffnung 3 Sägeschnitte im Knochen entsprechend der Draufsicht der Sägelehre ausgeführt. Durch diese 3 Schnitte ist es nun möglich, das dreiflüglige Endstück in die Femur-Markhöhle zu schieben. Bei der Verwendung dieses dreiflügligen Endstückes ist es sinnvoll, dieses fest mit der Zentrierhilfe zu verbinden. Die elastischen Flügel bewirken zwar in der Markhöhle einen festen Sitz, ermöglichen jedoch ein leichteres Entfernen aus der Markhöhle.

Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden.

Das Instrumentarium besteht aus folgenden Teilen, wie sich aus den Fig. 1 bis 12 ersehen läßt. Die Figuren zeigen:

Fig. 1 Draufsicht der Vorrichtung,

Fig. 2 Vorderansicht der Vorrichtung,

Fig. 3 Schnitt A-A aus Fig. 1,

Fig. 4 Vorderansicht der Vorrichtung als Variante zu Fig. 2,

Fig. 5 Schnitthilfe Vorderansicht,

Fig. 6 Schnitthilfe Draufsicht,

Fig. 7 Schnitthilfe Seitenansicht gem. Fig. 5 von links,

Fig. 8 Fräser mit Welle,

Fig. 9 Dreiflügliges Endstück - Vorderansicht,

Fig. 10 Dreiflügliges Endstück - Seitenansicht entsprechend Fig. 9,

Fig. 11 Dreiflüglige Sägelehre - Vorderansicht,

Fig. 12 Dreiflüglige Sägelehre - Seitenansicht entsprechend Fig. 11.

Die neue Vorrichtung besteht aus der Fräslehre, das sind alle Teile gemäß Fig. 1. In Fig. 1 ist außerdem die Schnitthilfe 14 ersichtlich.

Das Instrumentarium besteht aus Fräslehre, Schnitthilfe 14, Fräser 9, Endstücken als Zentrierhilfen 17 und dreiflügliger Sägelehre 18.

Gemäß Fig. 1 sind 3 Hauptbestandteile der Fräslehre zu erkennen, das erste Teil der Fräslehre ist mit Positionsnummer 1, das zweite Teil mit Positionsnummer 2 und das dritte Teil mit Positionsnummer 3 bezeichnet.

Die Teile 1 und 3 sind so geformt, daß sie Condylus lateralis bzw. Condylus medialis teilweise umgreifen.

Das Teil 2 ist mit der Zentrierhilfe 4 kombiniert. Der Winkel α zwischen der Femurlängsachse und der Belastungsachse ist in Fig. 1 erkennbar. Wenn die Femurmarkhöhle geöffnet ist, kann die bewußt sehr lang ausgebildete Zentrierhilfe in die Markhöhle geschoben werden. Das Teil 2 umgreift teilweise Fossa intercondylaris. Zur Vorbereitung auf das Resezieren werden die Teile 1, 2, 3 parallel angeordnet und mit Knochennägeln am Kniegelenk befestigt.

Mit den Positionszeichen 6 sind Nagellöcher und die Nägel mit Positionszeichen 7 bezeichnet. In Verbindung mit der Zentrierhilfe 4 wird ein sicherer Sitz der Fräslehre erreicht.

Die in Teil 1 eingearbeitete Nut 5 ist in Fig. 2 gut erkennbar. Die gleiche Nut ist in Teil 3 eingearbeitet.

Zur Beobachtung des Fräsvorganges ist in Teil 1 und 3 ein Beobachtungsschlitz 8 eingearbeitet.

Eine Variante ohne Beobachtungsschlitz zeigt das Teil 1 in Fig. 4.

Das Teil 2 enthält auf beiden Seiten Nuten 11 als Gegenlager für den Fräser 9 mit Welle 10.

Der Fräsvorgang beginnt, indem z. B. bei Teil 1 der Fräser 9 am Beginn der Nut 5 angesetzt wird. Die in Fig. 8 ersichtlichen Wellenzapfen 12 und 13 gleiten in der Nut 5 und 11.

Wie schon gesagt, gehören Fräser 9 mit unterschiedlichen Durchmessern zum Instrumentarium, wodurch eine unterschiedliche Behandlung von lateralem und medialem Femurcondylus möglich ist.

Ein dorsaler Schnitt, vor dem Fräsen ausgeführt, ermöglicht eine exakte Beendigung des Fräsvorganges. Die Schnitthilfe 14 ist am Teil 2 befestigt. Die Sägeschlitze sind in Fig. 5 mit Positionszeichen 15 versehen.

Abschließend soll nochmals auf die Befestigung der Vorrichtung in Verbindung mit der Zentrierhilfe 4 eingegangen werden.

Zwei Varianten, die zur Sitzverbesserung der Zentrierhilfe 4 beitragen, sollen wie folgt erläutert werden.

Nicht in den Abbildungen dargestellt ist die Sitzverbesserung der Zentrierhilfe 4 mit Hilfe eines resorbierbaren pfropfenförmigen elastischen Endstückes. Mit Hilfe unbedeutender konstruktiver Veränderungen des Endes der Zentrierhilfe 4 und der Schraube 16 wird das Endstück am Stabende der Zentrierhilfe 4 so befestigt, daß beim Hineinschieben in die Markhöhle sich der Sitz des Endstückes am Stabende der Zentrierhilfe nicht verändert. Der besonders gute und sicherer Sitz der Zentrierhilfe 4 in der Markhöhle ist durch den Durchmesser des pfropfenförmigen Endstückes gegeben, denn dieses Endstück ist im Durchmesser größer als das Durchmesserende der Zentrierhilfe 4. Das Endstück ist mit Hilfe der Schraube 16 oder anderer konstruktiver Details am Zentrierstabende nur bedingt befestigt. Sollte es beim Entfernen der Zentrierhilfe 4 Schwierigkeiten geben, löst sich das Endstück beim Herausziehen des Zentrierstabes und verbleibt in der Markhöhle.

Die zweite Variante einer verbesserten Zentrierhilfe 4 ist die Verwendung eines dreiflügligen Endstückes 17 gemäß Fig. 9, 10. Das elastische Material des Endstückes 17 sichert einen guten Sitz in der Markhöhle und durch die 3 Flügel wird die zentrale Lage gewährleistet.

Die Vorarbeiten zum Einschieben des Endstückes 17 werden mit Hilfe der dreiflügligen Sägelehre entsprechend Fig. 11 und 12 ausgeführt. 3 Sägeschnitte erfolgen, nachdem das Bohrloch - mit Hilfe eines Markraumbohrers hergestellt - durch die Sägelehre 18 abgedeckt ist. Damit ist ein Einführen der Zentrierhilfe 4 mit dreiflügligem Endstück 17 in die Markraumhöhle möglich (Anmerkung: Fig. 9 und 11 sind nicht im gleichen Maßstab ausgeführt).

Claims

1. Instrumentarium zum knochenschonenden Resezieren für den Einsatz einer Kniegelenk sendo- oder Totalendoprothese, dadurch gekennzeichnet, daß das Instrumentarium aus einer Fräslehre (1, 2, 3), einer Schnitthilfe (14) und Fräsern (9) mit unterschiedlichen Durchmessern besteht, die Fräslehre aus drei Teilen (1), (2) und (3) besteht und die Teile (1) und (3) so geformt sind, daß sie den lateralen und medialen Femurcondylus teilweise umgreifen, daß Teil (2) so geformt ist, daß es Fossa intercondylaris teilweise umgreift, daß in Teil (1) und (3) Nuten (5) eingearbeitet sind, die die Teile (1), (3) quer durchdringen, daß in Teil (2) beidseitig Nuten (11) eingearbeitet sind, die dem Verlauf der Nuten (5) entsprechen, daß weiterhin Nagellöcher (6) in den drei Teilen (1), (2), (3) befindlich sind, daß Teil (2) mit einer Zentrierhilfe (4) kombiniert ist und weiterhin am Teil (2) die Schnitthilfe (14) im Bereich des letzten Drittels der Nut (11) angeordnet ist.

2. Instrumentarium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils den Gege benheiten des Patienten angepaßt, zwischen Belastungsachse und Femurlängsachse der Winkel α bei der Anordnung der Zentrierhilfe (4) Berücksichtigung findet.

3. Instrumentarium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fräser (9) sich beim Fräsvorgang mit Wellenzapfen (12) in der Nut (5) und mit Wellenzapfen (13) in der Nut (11) befindet.

4. Instrumentarium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Schnitthilfe (14) mit einem Sägeschlitz (15) so erfolgt, daß ein Sägeschnitt von Teil (2) unter Verwendung von Sägeschlitz (15) einmal in Richtung Teil (1) und zum anderen in Richtung Teil (3) möglich ist.

5. Instrumentarium nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein resorbierbares pfropfenförmiges elastisches Endstück am Ende der Zentrierhilfe (4) (cranial) befestigt ist, wobei der Durchmesser des pfropfenförmigen Endstückes größer ist als der Durchmesser des Stabendes der Zentrierhilfe (4), und die Befestigung des pfropfenförmigen Endstückes nur insoweit erfolgt, daß beim Entfernen der Zentrierhilfe (4) bei nötigenfalls größerer Zugbelastung sich das Endstück in der Markhöhle vom Stabende der Zentrierhilfe (4) lösen kann.

6. Instrumentarium nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastisches dreiflügliches Endstück (17) am Ende der Zentrierhilfe (4) (cranial) befestigt ist, der Durchmesser vom Schaft des Endstückes kleiner und der Durchmesser des dreiflüglichen Endstückes (17) größer als der Durchmesser der Markhöhle ist.

7. Instrumentarium nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 6 dadurch gekennzeichnet, daß eine dreiflüglige Sägelehre (18) zum Bestandteil des Instrumentariums gehört, die so gestaltet ist, daß nach Öffnen der Markhöhle unter Verwendung der Sägelehre drei radiale Sägeschnitte möglich sind, die ein Einschieben der Zentrierhilfe (4) mit dreiflügligem Endstück (17) in die Markhöhle möglich machen.