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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung bezieht sich generell auf Vorrichtungen zur Befestigung
von Weichgewebe an Knochen und mehr bevorzugt an Anker. Die Erfindung
findet insbesondere Anwendung auf arthroskopische Operationsmethoden
zur Wiederbefestigung der Rotatormanschette an den Oberarmkopf,
um die Rotatormanschette zu reparieren.
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HINTERGRUND
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Ein
zunehmend verbreitetes Problem bei Sehnen und anderem weichem Bindegewebe
ist, dass das Bindegewebe reißt oder sich von dem dazugehörigen
Knochen ablöst. Ein derartiger Riss oder eine derartige
Ablösung ist ein „Rotatormanschetten”-riss,
bei dem sich die Supraspinatussehne vom Oberarm trennt, wodurch
Schmerzen und Verlust der Fähigkeit zum Anheben und externen
Rotieren des Arms verursacht werden. Eine vollständige Trennung
kann auftreten, wenn die Schulter einem schwerwiegenden Trauma ausgesetzt
wird; der Riss beginnt jedoch typischerweise als kleine Läsion,
insbesondere bei älteren Patienten.
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Die
Wiederherstellung einer gerissenen Rotatormanschette wird heute üblicherweise
im chirurgischen Verfahren mittels einer großen Inzision
vorgenommen. Diese Vorgehensweise wird derzeit in fast 99% der Rotatormanschetten-Wiederherstellungsfälle
angewendet. Es gibt zwei Arten der offenen chirurgischen Vorgehensweise
zur Wiederherstellung der Rotatormanschette, eine ist als die „klassische
offene” und die andere als „mini-offene” bekannt.
Die klassische offene Vorgehensweise setzt eine große Inzision
und vollständige Ablösung des Deltoid-Muskels
vom Schulterblatt voraus, um die Exposition zu ermöglichen.
Die Manschette wird von Ablagerungen befreit, um sicherzustellen,
dass sich der Faden an das lebensfähige Gewebe befestigt und
um eine angemessene Randapproximation zu erzeugen. Außerdem
wird der Oberarmkopf am vorgeschlagenen Weichgewebe-Knochenbefestigungspunkt
abgeschliffen oder genutet, was die Heilung auf der rohen Knochenoberfläche
erhöht. Eine Reihe Löcher von kleinem Durchmesser,
die als „transossäre Tunnel” bezeichnet
werden, werden lateral von der abgeschliffenen oder genuteten Oberfläche
zu einem Punkt auf der äußeren Oberfläche
des Tuberculum majus durch den Knochen „gestanzt”, üblicherweise eine
Entfernung von 2 bis 3 cm. Schließlich wird die Manschette
genäht und an den Knochen befestigt, indem die Fadenenden
durch die transossären Tunnel gezogen und zusammengebunden
werden, wobei der Knochen zwischen zwei aufeinander folgende Tunnel
als Brücke benutzt wird, wonach der Deltoid-Muskel chirurgisch
wieder an das Schulterblatt befestigt werden muss. Wegen dieser
Vorgehensweise ist ein postoperativer Schutz des Deltoids erforderlich,
wodurch die Rehabilitation verzögert wird und möglicherweise
eine Restschwäche verbleibt. Die vollständige
Rehabilitation dauert ungefähr 9 bis 12 Monate.
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Die
mini-offene Methode unterscheidet sich von der klassischen Vorgehensweise,
indem sie den Zugriff durch eine kleinere Inzision gewinnt und den Deltoid
eher spaltet als abtrennt. Dieser Eingriff wird typischerweise zusammen
mit einer arthroskopischen acromialen Dekompression durchgeführt.
Sobald der Deltoid gespalten ist, wird er zurückgezogen,
um den Rotatormanschettenriss freizulegen. Die Manschette wird wie
zuvor von Ablagerungen befreit, der Oberarmkopf wird abgeschliffen
und die so genannten „transossären Tunnel” werden
durch den Knochen „gestanzt” oder es werden Fadenanker
eingesetzt. Nach dem Nähen der Rotatormanschette an den
Oberarmkopf wird der gespaltene Deltoid chirurgisch wiederhergestellt.
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Die
oben beschriebenen chirurgischen Methoden gehen mit erheblichen
Beschwerden des Patienten und einer langen Genesungszeit im Bereich von
mindestens vier Monaten bis zu einem Jahr oder mehr einher. Es ist
die oben beschriebene Manipulation des Deltoid-Muskels in Verbindung
mit der großen Hautinzision, die die Mehrheit der Beschwerden des
Patienten und eine erhöhte Genesungszeit verursachen.
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Verschiedene
weniger invasive arthroskopische Methoden werden erstmals in dem
Bemühen entwickelt, die Mängel der offenen chirurgischen Wiederherstellung
anzusprechen. Einige Chirurgen waren in der Lage, durch Verwendung
von verschiedenen Knochenanker- und Fadenkonfigurationen die Rotatormanschette
wieder zu befestigen, indem sie durch kleine Trokar-Portale arbeiteten,
die das Reißen des Deltoid-Muskels minimieren. Die Rotatormanschette
wird inkorporal genäht, und ein Anker wird an einer für
die Wiederherstellung geeigneten Stelle in den Knochen getrieben.
Anstatt den Faden durch transossäre Tunnel zu fädeln,
die unter Anwendung der derzeitigen Methoden schwer oder unmöglich
arthroskopisch zu erzeugen sind, wird die Wiederherstellung durch
Anbinden der Manschette an den Knochen mittels des Ankers und des
Fadens vollendet. Die ersten Versuche mit weniger invasiven Methoden
sind viel versprechend und weisen eine wesentliche Reduzierung sowohl
der Genesungszeit als auch der Beschwerden beim Patienten auf.
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Leider
ist der erforderliche fachliche Geschicklichkeitsgrad zur Ermöglichung
einer gänzlichen arthroskopischen Wiederherstellung der
Rotatormanschette übermäßig hoch. Inkorporales
Nähen ist unhandlich und zeitaufwändig, und es
können lediglich die einfachsten Stichmuster verwendet
werden. Extrakorporales Verknoten ist etwas weniger schwierig; die
Enge der Knoten ist jedoch schwer einzuschätzen und die
Spannung kann später nicht angepasst werden. Wegen der
Verwendung von Knochenankern zur Bereitstellung eines Fadenfixierungspunktes
im Knochen, lassen die Knoten, die das Weichgewebe an den Anker
sichern, das Knotenbündel außerdem notwendigerweise
auf dem Weichgewebe zurück. Im Falle der Rotatormanschetten-Wiederherstellung
bedeutet dies, dass das Knotenbündel in der Schulterkapsel
verbleibt, was der Patient postoperativ fühlen kann, wenn
der Patient das Schultergelenk bewegt. Arthroskopisch gebundene
Knoten sind daher schwer zu erzielen, schwer oder unmöglich
anzupassen und befinden sich in weniger als optimalen Bereichen
der Schulter. Die Fadenspannung ist auch unmöglich zu messen
und anzupassen, sobald der Knoten fixiert worden ist. Es erfordert
große fachliche Geschicklichkeit, um die Fäden
am Weichgewebe anzubringen und die Knoten zu binden, wenn unter
endoskopischer Visualisierung durch einen Trokar hindurch gearbeitet
wird.
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Es
gab Versuche, das Problem des Setzens von Nähten im Weichgewebe
und des Knotenbindens in einem endoskopischen Umfeld zu lösen,
und es gab Versuche, das Problem anzusprechen und die Vorgehensweise
der Fadenfixierung zu vereinfachen. Eine solche Vorgehensweise ist
im
US Patent Nr. 5,383,905 – erteilt
an Golds und andere – offen gelegt. Das Patent beschreibt
ein Gerät zur Sicherung einer Fadenschlaufe um Körpergewebe,
das ein Bördelelement umfasst, das eine Längsbohrung
und ein Ankerelement aufweist, das zum seitlichen Einsatz in die
Bohrung des Bördelelements angepasst ist. Das Ankerelement
umfasst mindestens zwei axial komprimierbare Abschnitte, die einen
Durchgang definieren, um zwei Endabschnitte der Fadenschlaufe zu
empfangen. Die axialen Abschnitte kollabieren radial inwärts,
wenn das Ankerelement in die Bohrung des Bördelelements
eingesetzt wird, um die innerhalb des Durchgangs empfangenen Fadenendabschnitte
sicher festzuklemmen.
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Obwohl
der Ansatz des Patents von Golds und anderen ein keilförmiges
Element zum Verschluss der Nähte an Ort und Stelle benutzt,
gleiten die Fadenläufe nur einmal in einer proximalen bis
distalen Richtung durch die Bohrung des Bördels und werden
durch den Zusammenbruch des Keils verschlossen, was eine Interferenz
auf der Längsbohrung des Ankerelements erzeugt. Dieses
Design hat außerdem keine Vorkehrung zur Befestigung von
Fäden an Knochen. Das Design ist primär für
den Verschluss einer Fadenschlaufe geeignet, wie es z. B. zur Ligation
oder Approximation von Weichgewebe verwendet wird.
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US-Patent Nr. 5,584,835 – erteilt
an Greenfield – beschreibt eine Vorgehensweise, die die
Knochbefestigung beinhaltet. In diesem Patent wird ein zweiteiliges
Gerät zur Befestigung von Weichgewebe an Knochen gezeigt.
Ein Knochenankerabschnitt wird in ein Loch im Knochen geschraubt,
und wird derart angeordnet, dass er einen Stöpsel aufnehmen kann,
der zum Empfang von Fäden angepasst wurde. In einer Ausführungsform
ist der Fadenstöpsel derart konfiguriert, dass, wenn er
in dessen Behälter im Knochenankerabschnitt gezwungen wird,
die Fäden, die durch eine Öse im Stöpsel
gezogen wurden, durch die Reibung zwischen der Wand des Ankerabschnitts
und dem Körper des Stöpselabschnitts eingeschlossen
werden.
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Obwohl
diese Vorgehensweise einige Vorzüge hat, indem das Bedürfnis
nach Knoten bei der Befestigung der Fäden an den Knochen
eliminiert wird, besteht ein Problem bei der ordnungsgemäßen Spannungseinstellung
der Fäden. Der Benutzer muss an den Fäden ziehen,
bis die geeignete Spannung erzielt wurde, und dann muss er den Stöpselabschnitt
in den Knochenankerabschnitt einsetzen. Dieses Vorgehen erhöht
die Spannung in den Fäden und kann das Weichgewebe garottieren
oder die Spannung in den Fäden jenseits der Zerreißfestigkeit
des Materials erhöhen und die Fäden zerreißen.
Der minimale Oberflächenbereich, der durch dieses Ankerdesign
zur Abklemmung oder zum Verschluss der Fäden an Ort und
Stelle bereitgestellt wird, scheuert außerdem die Fäden
ab oder beschädigt diese, sodass die Belastungswiderstandsfähigkeit
der Fäden stark kompromittiert wird.
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Eine
Offenlegung die die Knochbefestigung beinhaltet und das Verknoten
eliminiert wird im
US-Patent
Nr. 5,702,397 – erteilt an Goble und andere – dargestellt.
Insbesondere eine Ausführungsform wird in
23 dieses
Patents gezeigt und umfasst einen Knochenanker, der einen Gewindekörper
mit einem Innenhohlraum aufweist. Der Hohlraum ist nach einem Ende
des Gewindekörpers hin offen und verbindet zwei Lumen,
die zum anderen Ende des Gewindekörpers hin verlaufen.
Innerhalb des Hohlraums ist ein Zahnrad angeordnet, das auf einer
Achse drehbar gelagert ist. Eine Fadenlänge wird durch ein
Lumen um das Zahnrad und durch das andere Lumen hinaus gefädelt.
Ein Ball wird innerhalb des Hohlraums angeordnet, um gegen einen
zugespitzten Laufring zu verlaufen und den Faden anscheinend an
Ort und Stelle zu verschließen. Was aus der Patentoffenbarung
nicht klar hervorgeht, ist, wie die Kraft D, gezeigt als Spannung
im Faden, den Ball in den Laufring verschließen kann. Obwohl
diese Ausführungsform den Anschein erweckt, ein selbst
verschließender Anker zu sein, der zur Verwendung in blinden
Löchern angepasst ist, um Fäden an Knochen zu
befestigen, ist das gezeigte Modell kompliziert und scheint zur
verlässlichen Befestigung des Fadens nicht ausreichend
zu sein.
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Eine
weitere Vorgehensweise zur Wiederherstellung der Rotatormanschette
oder Fixierung sonstigen Weichgewebes an Knochen, wobei die Fadenspannung
einstellbar ist, der Fadenanker vollständig unterhalb der
Kortikalknochenoberfläche liegt und der Chirurg keinen
Knoten binden muss, um den Faden an den Knochenanker zu befestigen
wird in den
US-Patenten Nr. 6,770,076 ;
7,083,638 ; und
6,780,198 – abgetreten an
Opus Medical und nunmehr an ArthroCare Corporation abgetreten – offenbart.
Diese Patente offenbaren unter anderem ein knotenfreies Ankersystem,
bestehend aus einem Knochenanker und Einbringungsinstrument, das
den Anker mit Hilfe einer Hebelstruktur in einem Knochendurchgang
fixiert, den Faden halbautomatisch spannt bis sich das Gewebe an
der gewünschten Stelle befindet und den Faden immobilisiert,
indem der Faden zwischen verschiedenen Bestandteilen des Ankers
komprimiert wird. Trotz der Tatsache, dass diese Patente verschiedene
Methoden zur arthroskopischen Befestigung von Gewebe darlegen und grundsätzlich
viele der oben identifizierten Mängel bewältigen,
sind verbesserte Anker- und Einsatzsysteme nach wie vor erstrebenswert.
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Eine
beträchtliche Anzahl Chirurgen bevorzugt, dass der Knochenanker,
den sie bei der Durchführung von beispielsweise einer Wiederherstellung der
Rotatormanschette benutzen, aus nichtmetallischem Material konstruiert
ist. Dies ermöglicht einfachere postoperative Magnetresonanz-Bildgebung (MRI).
Im Falle einer Revision der ursprünglichen Operation sind
nichtmetallische Anker außerdem leichter zu bearbeiten
oder zu durchbohren. Daher ist es wünschenswert, beispielsweise
ein Ankersystem bereit zu stellen, das eine robuste Polymerfadenführung
aufweist, die in der Lage ist, einen Faden an Ort und Stelle zu
halten, während sie den Kräften widersteht, denen
sie während der Fadenanspannung ausgesetzt ist; ein Ankersystem
bereitzustellen, das aus einer breiten Vielzahl aus Materialien
hergestellt ist, die variierende Grade an Stärke aufweisen;
ein verbessertes Einbringungsinstrument bereit zustellen, das praktischerweise
betätigt werden kann, um ein oder mehrere Ankerbestandteile
einzusetzen und von dem Einbringungsinstrument abzutrennen und um
ein verbessertes Knochenvorbereitungsinstrument bereit zustellen,
das für die oben beschriebenen Geräte Platz erschafft.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Knochenanker
zur Befestigung von Gewebe an einen Knochen. Der Anker hat mehrfache
separate oder diskrete Bestandteile, einschließlich eines
Knochenbefestigungsbestandteils, eines Fadenführungsbestandteils
und eines Fadenverschlussbestandteiles. Das Knochenbefestigungsbestandteil
dient zur Haltung des Ankers in einem Knochentunnel, das Fadenführungsbestandteil
dient zur Haltung des Fadens während der Fadenanspannung und
das Fadenverschlussbestandteil dient zur Immobilisierung des Fadens.
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In
einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
ist das Knochenbefestigungsbestandteil eine oval geformte Scheibe.
Die Scheibe hat eine erste, Einbringungsorientierung mit Niedrigprofil und
eine zweite, radial vergrößerte Einsatzorientierung.
Der vergrößerte Querschnitt der Einsatzorientierung
fixiert den Anker sicher in einem Knochentunnel.
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In
einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
hat das Fadenführungsbestandteil eine Stöpsel-
oder Kugelform. Der Faden wird um den Stöpsel geschlungen
und durch die Fadenführung entlang eines Verlaufs in Position
gehalten. Der Stöpsel kann aufgrund des robusten monolithischen Designs
aus Polymer- oder anderem Material bestehen, das nachweislich geringere
mechanische Festigkeit als verschiedene Metalle, wie z. B. Edelstahl, aufweist.
Der Stöpsel ist derart distal zur Befestigungsstruktur
positioniert, sodass, wenn ein Faden um das Stöpselelement
gespannt wird, eine proximale Oberfläche des Stöpsels
an einer distalen Oberfläche der Knochenfixierungsstruktur
anstößt, wodurch ein Fixpunkt bereit gestellt
wird, an den das Weichgewebe, das wiederhergestellt wird, bezogen
werden kann. Das Stöpselelement, um welches der Faden geleitet
wird, ist unbeweglich in Bezug auf die Oberfläche des Knochens
und stellt ein Mittel bereit, durch welches das Weichgewebe bei
einer gewünschten Spannung in Apposition zu dem Knochen
gehalten wird.
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In
einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
umfasst das Manschettenbestandteil einen internen Hohlraum oder
Lumen, der/das größenmäßig zur
Aufnahme des darin enthaltenen Stöpselbestandteils eingestellt
ist. Die Größe des internen Lumens oder Hohlraums
ist derart, dass ein Abstand zwischen dem inneren Fadenführungselement
und der Wand des inneren Lumens besteht. Wenn sich jedoch ein Faden
in der Fadenführung oder dem Kanal des Stöpselbestandteils
befindet, und das Manschettenbestandteil koaxial zum Stöpsel positioniert
ist, wird der Faden komprimiert und daher durch Reibungskräfte
immobilisiert, die sich zwischen den Fadenrändern, dem
Stöpsel und der Manschette entwickeln.
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Eine
oder mehrere Bestandteile des Knochenankers können abtrennbar
mit einer Antriebswelle verbunden sein. Die Ankerbestandteile können durch
eine oder mehrere Opferfüllungen mit der Antriebswelle
verbunden sein. Die Opferfüllung kann abgetrennt oder gebrochen
werden, um das individuelle Bestandteil einzusetzen und das Ankerbestandteil
bei Betätigung des Antriebsinstruments von der Welle trennen.
In einer Ausführungsform sind ein längliches Ziehrohr
und die Antriebswelle konzentrisch. Das Ziehrohr ist außen
angeordnet und umfasst eine distale Stoßoberfläche.
Wenn die innere Antriebswelle proximal gezogen wird, stoßen ein oder
mehrere Ankerbestandteile an das distale Ende der Ziehwelle und
werden von der Antriebswelle abgedrängt. Die Opferfüllungen
halten auf diese Weise den Anker während der Einbringung
und bis zum gewünschten Einsatz sicher auf der Welle.
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In
einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
werden die Opferfüllungen auf jeweils unterschiedliche
Größen eingestellt. Die Opferfüllungen,
die dem Hebel zugeordnet sind, sind von unterschiedlicher Größe
im Vergleich zu denen, die dem Stöpsel zugeordnet sind.
In einer Ausführungsform umfassen die dem Hebelelement
entsprechenden Opferfüllungen einen Satz Opferfüllungen,
die kleiner im Durchmesser sind als ein Satz Opferfüllungen,
die dem Stöpselelement oder dem Manschettenelement zugeordnet
sind.
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In
einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird ein Knochentunnelvorbereitungsinstrument derart angepasst,
dass eine subkortikale Gewebsmasse entlang eines Knochendurchgangs
oder einer Gelenkpfanne unterschnitten wird. Das Instrument umfasst
einen distalen Endabschnitt und ein laterales Fenster in dem distalen
Endabschnitt, das ein Stanzelement unterbringt. Das Stanzelement
hat mindestens eine Schnittkante und ist betrieblich mit einem handbetätigten
Auslöser verbunden. Bei Betätigung des Auslösers
ragt die Schnittkante des Stanzers vom Fenster bis zu dem Ausmaß heraus,
zu dem der Auslöser betätigt wird und modifiziert
dadurch subkortikales Gewebe in der Umgebung des Fensters und schneidet
dieses heraus.
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Die
Stanzform in einer Ausführungsform umfasst eine hintere
Schnittkante, die der führenden Schnittkante gegenüber
liegt, und einen Gewebeeinfangbereich, der das Gewebe umhüllt,
wenn der Stanzer vom Fenster ausschweift. Der Stanzer kann innerhalb
des Fensters zentral drehbar angebracht sein, um sich bei Betätigung
zu drehen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
schweift der Stanzer über einen Gewebebereich, der dem
eines Knochenankers entspricht, der in dem Knochentunnel eingesetzt
werden soll. In einer anderen Ausführungsform verbleibt
die Entfernung zwischen der führenden Schnittkante und
einem feststehenden Anschlag entlang der Instrumentwelle konstant,
während die Schnittkante über das Gewebe schweift.
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Noch
weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden
dem Leser nach dem Lesen der folgenden Offenbarung mit Bezug zu
den angehängten Figuren deutlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1A–1E sind
unvollständige Schnittansichten, die die Schritte veranschaulichen,
die zur Befestigung von Weichgewebe an Knochen gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auszuführen
sind;
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2A–2B sind
vergrößerte Schnittansichten, die den Verschluss
des Fadens in einem Anker zur Wiederbefestigung einer Rotatormanschettensehne
veranschaulichen;
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3A ist
eine unvollständige Perspektivansicht eines Ankers, der
gemäß der vorliegenden Erfindung auf einem distalen
Ende eines Zuführinstruments positioniert ist;
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3B ist
eine unvollständige Perspektivansicht des distalen Endes
des in 3A gezeigten Zuführinstruments
mit Ausnahme des Ankers;
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4A–4C sind
unvollständige Schnittansichten, die die Schritte veranschaulichen,
die zur Vorbereitung eines Knochendurchlasses oder -tunnels auszuführen
sind und ein Stanzinstrument gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung benutzen;
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5A ist
eine Seitenansicht des Knochentunnel-Vorbereitungsinstruments in
einer Niedrigprofilzuführ- oder Einbringungskonfiguration;
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5B ist
eine vergrößerte Ansicht des distalen Endabschnitts
des in 5A gezeigten Instruments;
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6A ist
eine Seitenansicht des Knochentunnel-Vorbereitungsinstruments in
einem großen Querschnitt oder der betätigten Konfiguration;
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6B ist
eine vergrößerte Ansicht des distalen Endabschnitts
des in 6A gezeigten Instruments.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine verbesserte knotenfreie Fadenankervorrichtung
zur Verankerung einer Fadenlänge in Bezug auf einen Körperhohlraum
bereit. In dem vorliegend beschriebenen Ausführungsbeispiel
wird die Vorrichtung dazu verwendet, um eine Fadenlänge
mit einer Knochenstruktur zu verankern, beispielsweise dem Oberarmknochen
der menschlichen Schulter. Die Länge des Fadens wird bevorzugt
durch Weichgewebe – z. B. eine Rotatormanschettensehne – geschlungen,
um das Weichgewebe in Bezug auf den Körperhohlraum (z.
B. Knochenstruktur) anzugleichen und zu befestigen. Man sollte sich
jedoch klarmachen, dass die Fadenankervorrichtung zur Sicherung
einer Fadenlänge an Körperhohlräume verwendet
werden kann, die sich nicht in einer Knochenstruktur befinden und
die sogar zur Verankerung des Fadens außerhalb eines Knochenhohlraums
lediglich an eine vorherbestimmte Stelle innerhalb des Körpers
verwendet werden können. Die bevorzugte Vorrichtung umfasst
diesbezüglich eine oder mehrere Ankerbestandteile, innerhalb
derer die Fadenlänge knotenfrei verankert werden kann.
Der Anker umfasst außerdem ein oder mehrere Bestandteile
oder Strukturen zur Fixierung des Ankers in einem Knochendurchgang.
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Wie
vorliegend erwähnt, ist die vorliegende Erfindung insbesondere
gut geeignet zur Wiederherstellung von Rotatormanschettenverletzungen
durch die Wiederbefestigung der Rotatormanschettensehne an die Außenseite
des Oberarmkopfes. Die Erfindung gestattet minimal invasive Operationen
solcher Verletzungen und ermöglicht die außerordentlich schnelle
und sichere Befestigung der Rotatormanschettensehne an den Oberarmkopf.
Man sollte sich klarmachen, dass die dieselben vorliegend beschriebenen
Grundsätze auf die Wiederherstellung anderer Verletzungen
anwendbar sind, bei denen Weichgewebe an eine Knochenstruktur wieder
befestigt werden soll.
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Die 1A–1E zeigen
einen Vorgang zur Wiederherstellung einer Rotatormanschetten-Sehnenverletzung
gemäß der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme
zunächst auf 1A wird eine unvollständige
Querschnittansicht durch die linke Schulter eines Menschen in der
Vorderansicht veranschaulicht. Die Rotatormanschettensehne 40 wird
in ihrer natürlichen – auf dem gewölbtem Oberarmkopf 42 des
Oberarmknochens aufliegenden – Position gezeigt. Bei Verletzungen
der Rotatormanschette trennt sich die Sehne 40 teilweise
oder vollständig von ihrem Befestigungspunkt an dem Oberarmkopf 42 ab,
wobei sich dieser Befestigungspunkt typischerweise entlang einem
Ansatzhöcker, dem Tuberculum majus, befindet. Bei minimal
invasiven Operationen zur Wiederherstellung von Rotatormanschettenverletzungen
fädelt der Chirurg einen oder mehrere Fäden 28 durch
die Rotatormanschettensehne 40 und ankert diese an den
Tuberculum majus. Das unten beschriebene Fadenankersystem ermöglicht
diesen letzteren Schritt des Verankerns der Fäden an den
Tuberculum majus.
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1A zeigt
einen grundsätzlich rohrförmigen Trokar 50,
der eine Verbindungsröhre durch das Weichgewebe der Schulter
bereitstellt. Der Chirurg macht typischerweise eine Inzision oder
Stichwunde durch die äußeren Hautschichten von
ausreichender Größe, um den Durchlass des Trokars 50 durch
die Haut und des Deltoid-Muskels in die Nähe des Oberarmkopfes 42 zu
gestatten. Verschiedene Trokare und Methoden zur Erzeugung des Annäherungsdurchgangs
sind bekannt und können mit der vorliegenden Erfindung
verwendet werden. Außerdem können mehr als eine
Inzision und Verbindungsröhre notwendig sein, um die etlichen
Faden- und Ankerschritte durchzuführen.
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Nach
der Einrichtung von einer oder mehreren direkten Verbindungen zu
dem Oberarmkopf
42 leitet der Chirurg eine Fadenlänge
durch das Weichgewebe der Rotatormanschettensehne
40, sodass eine
Schlinge
34 des Fadenmaterials darin eingebettet wird,
wie in
1A gezeigt. Die beiden freien
Enden
33a,
33b der Fadenlänge werden
vom Patienten entfernt und mit einem Fadenankersystem verbunden.
Der Anker kann mit dem Faden
28 von Hand, mittels eines
Werkzeugs oder vielleicht mit einer Schlinge oder Drahtschlinge – wie
im
US-Patent Nr. 6,780,198 beschrieben,
das in dessen Gesamtheit durch Bezugnahme Teil dieser Beschreibung
ist – eingefädelt werden.
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1B zeigt
einen Fadenanker
120, der in den Knochentunnel oder -hohlraum
52 eingesetzt
ist. Der Anker wird sodann, wie in
1C gezeigt,
am Knochen durch Verwendung einer Ankerstruktur oder eines Ankerbestandteils
130 befestigt,
das sich am proximalen Ende des Fadenankers
120 befindet.
Die Ankerstruktur
130 funktioniert als Hebelelement und rotiert
von einer Niedrigprofil-Einbringungsposition zu einer radial vergrößerten
Einsatzposition. Der Ankerbestandteil
130 wird distal zur
harten Kortikalknochenschicht
46 eingesetzt. Dadurch wird
verhindert, dass der Fadenanker
120 vom Tunnel
52 entfernt wird,
sobald die Ankerstruktur
130 eingesetzt wird. Obwohl die
vorliegende Erfindung eine bestimmte Ankerstruktur
130 veranschaulicht,
funktioniert jedes ähnliche Hilfsmittel. Beispiele anderer
geeigneter Ankerstrukturen umfassen die in den
US-Patenten Nr. 6,770,076 und
6,582,453 gezeigten, deren
Offenlegungen hiermit durch Bezugnahme vollständig in diese
Beschreibung einbezogen werden. Hilfsweise kann eine Ankerstruktur
verwendet werden, die sich bis zum Kontakt mit der spongiösen
Knochenmasse
48 ausdehnt oder in diese hineingeschraubt
wird. Kurz gesagt, umfasst die vorliegende Erfindung verschiedene
Ankerstrukturen, sofern dies nicht ausdrücklich in den
angehängten Ansprüchen ausgeschlossen ist.
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1D zeigt
das Ankersystem in einer unverschlossenen Position, nachdem die
Spannung an den Faden angebracht wurde. Das Spannen des Gewebes
kann von Hand erfolgen, indem einfach an den Fäden gezogen
wird oder, mehr bevorzugt, mit einem halbautomatischen oder Spannungsmechanismus,
wie im
US-Patent Nr. 6,780,198 beschrieben,
dessen Offenlegung hiermit durch Bezugnahme vollständig
in diese Beschreibung einbezogen wird. Der Faden kann auf diese
Weise gespannt werden, bis das Gewebe in einer Zielposition positioniert
ist.
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1E zeigt
den Schritt des Verschließens oder Immobilisierens des
Fadens zwischen zwei Bestandteilen des Ankers ohne die Verwendung
von Knoten. Insbesondere wird der Faden zwischen dem Stöpsel
140 und
der Manschette
150 komprimiert. Das Verschließen
des Fadens zwischen mehreren Bestandteilen wird auch im
US-Patent Nr. 7,083,638 beschrieben,
dessen Offenlegung hiermit durch Bezugnahme vollständig
in diese Beschreibung einbezogen wird.
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Obwohl
sie nicht gezeigt sind, beziehen die verbleibenden Schritte des
Vorgangs den Rückzug der Instrumente von der Operationsstelle
und die Abtrennung der freien Enden 33a, 33b nahe
am Fadenanker mit ein.
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Die 2A–2B veranschaulichen
zusätzliche Details des in Betrieb befindlichen Fadenankers 120. 2A veranschaulicht
insbesondere den Anker 120, der in einem Knochentunnel
befestigt ist, nachdem der Faden 28 mit einer Kraft Fsuture gespannt wurde. Das Gewebe 40 wird
an einer gewünschten Stelle am Knochenkörper anliegend
positioniert. 2B veranschaulicht den Anker 120,
der im Knochentunnel fixiert ist, nachdem der Faden zwischen dem
Stöpsel 140 und der Manschette 150 verschlossen
wird. In dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
erstreckt sich der Faden entlang einer Fadenführung auf
einer Außenoberfläche des Stöpsels 140 quer über
eine distale Oberfläche auf dem Stöpsel 140 und
kehrt in der proximaler Richtung zurück, um den Anker und
den Knochentunnel zu verlassen. Die Manschette 150 wird
als röhrengeformter Bestandteil mit einem Lumen oder Hohlraum gezeigt,
der zum Empfang des Stöpsels angepasst ist. Ein kleiner
Abstand besteht zwischen der Außenoberfläche des
Stöpsels und der Innenoberfläche des Hohlraums
oder der Manschette, sodass zwischen dem Stöpsel und der
Manschette keine Beeinträchtigung oder Komprimierungsanpassung
auftritt. Der Abstand ist geringer als die Dicke des/der Fadens/Fäden,
sodass der Faden angedrückt wird, wenn die Manschette über
den Stöpsel gedrängt oder gezogen wird. Der Faden
wird in der Tat immobilisiert oder verschlossen, sobald die Manschette den
Stöpsel umschließt. Dadurch wird das Gewebe 40 permanent
am Knochen befestigt.
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Obwohl
die 2A–2B ein
bestimmtes Design zeigen, können die Formen der Ankerbestandteile
variieren. Der Stöpsel 140 kann beispielsweise
die Form einer Kugel haben, zylindrisch, sphärisch, länglich,
zugespitzt oder massiv sein. Der Stöpsel ist bevorzugt
im wesentlichen robust, um mindestens zwei Funktionen zu dienen:
1) ausreichend Kraft bereit zu stellen, um den Faden anzudrücken
und verschließen und 2) Bereitstellung einer Fadenführung,
die den Kräften widerstehen kann, die aus dem oben bezeichneten
Spannungsschritt entstehen. Außerdem wird eine robustere
Form – wie die in den 2A–2B gezeigte – für
Materialien bevorzugt, die weniger Stärke besitzen, wie
zum Beispiel bestimmte Polymere, einschließlich z. B. Polyetheretherketon
(PEEK), obwohl ein einfacher Bolzen, eine Rolle oder ein Drehstift
ausreichen können, wenn der Stöpsel aus Metall
gemacht ist. Andere biokompatible, bioabsorbierbare oder bioaktive
Materialien können ebenfalls in dem Design beinhaltet sein.
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3A zeigt
eine vergrößerte unvollständige Perspektivansicht
eines nicht eingesetzten Ankers 120, eines Fadens 28 und
distalen Endabschnitts eines Antriebs 200. Jedes der Bestandteile
des Ankers wird als mit der Antriebswelle 210 verbunden
gezeigt. Insbesondere befindet sich das Hebelelement 130 proximal
zum Stöpsel 140. Der Stöpsel 140 befindet
sich proximal zur Manschette 150. Außerdem existiert
zwischen jedem der Bestandteile ein Abstand, sodass die Ankerbestandteile getrennt
oder unterbrochen werden oder gewissermaßen „frei
schweben”. Mit Ausnahme der Antriebswelle 210 und
der abtrennbaren Verbindung des Ankers zur Antriebswelle, was unten
noch detaillierter beschrieben wird, wären die Ankerbestandteile
ungesichert und könnten aus der Position herausfallen.
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In
einer Ausführungsform der wie oben beschriebenen vorliegenden
Erfindung wird der Anker an den Knochen befestigt. Zu diesem Ende
wird ein Ankerbestandteil, wie z. B. Hebel 130 senkrecht
zur Längsachse der Welle bewegt. Dieser Einsatz kann dadurch
erreicht werden, indem eine relativ gegensätzliche Bewegung
zwischen der Antriebswelle 210 und dem Antriebziehrohr 220 bereit
gestellt wird, damit die Oberfläche des Ziehrohrs den Hebel
dazu zwingt, in einer transversalen Richtung zu rotieren.
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Obwohl
dies in diesen Figuren nicht vollständig gezeigt wird,
umfasst der Antrieb bevorzugt einen Handgriff, eine Längswelle
und einen Betätigungshebel oder Auslöser. Das
Betätigungselement dient zum Einsatz der Knochenbefestigungsstruktur,
zur Spannung des Fadens und/oder zum Verschluss des Fadens an Ort
und Stelle. Ein Beispiel für ein Antriebsinstrument wird
in
US-Patent Nr. 6,780,198 veranschaulicht,
das hiermit durch Bezugnahme vollständig in diese Beschreibung
einbezogen wird.
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3B zeigt
ein Beispiel eines distalen Endabschnitts eines Antriebsinstruments 200.
Die Antriebswelle 210 wird mit einer generellen Röhrenform gezeigt
und endet in zwei Armen oder Bändern 236a, b,
die sich in Längsrichtung ausstrecken. Auf der Antriebswelle
ist eine Pluralität von Löchern einschließlich
Hebellöcher, Stöpsellöcher und Manschettenlöcher
angeordnet. Jedes Loch empfangt eine Opferfüllung oder
eine vom Anker herausragende Verbindung, nimmt diese auf oder wird
dadurch gefüllt. Ein Zweck der Opferfüllungen
ist das sichere Halten der Ankerbestandteile auf der Welle, bis
der Chirurg die Bestandteile zu betätigen und einzusetzen
wünscht. Wenn der Chirurg die Bestandteile zu betätigen
und von der Welle abzutrennen wünscht, verursacht die relative
Bewegung zwischen der Antriebswelle und dem Antriebsziehrohr 220,
dass die distale Oberfläche des Ziehrohrs den Anker von
der Antriebwelle abstößt. Die Opferfüllungen
reißen aus oder brechen, während das Antriebsziehrohr 220 den
Anker 120 anschiebt. Wie weiter unten diskutiert, können die
Opferfüllungen derart entworfen werden, dass die Abfolge,
in der die Ankerbestandteile betätigt (oder abgetrennt)
werden, kontrolliert werden kann. Außerdem können
der Anker und die Opferfüllungen bequem auf die Welle geformt
eingeschoben werden, sodass der Anker auf der Welle gebildet wird
und die Pluralität der Löcher mit geschmolzenem
Polymer gefüllt werden. Wenn das Polymer sich erhärtet,
werden die Opferfüllungen erzeugt.
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3B zeigt
die Löcher, die sich entlang der Länge der Antriebswelle
im Durchmesser vergrößern. Das Design unterstützt,
dass die am meisten proximalen Füllungen zuerst brechen
und die mehr distalen Füllungen entlang der Länge
der Antriebsbänder 236a, b zuletzt brechen. Insbesondere
haben die Manschettenlöcher 252 einen größeren
Durchmesser als die Stöpsellöcher 242 und
die Hebellöcher 232. So weisen die Manschettenlöcher
gleichermaßen eine Progression erhöhter Durchmesser
auf. Die Auswahl des Durchmessers, Standorts, der Form und Anzahl
der Löcher hat eine Auswirkung auf die Haltestärke
der Ankerbestandteile an der Antriebswelle. Die Ankerbefestigung
oder das Hebelelement wird in dieser Ausführungsform zuerst
betätigt und von der Welle abgetrennt. Die Hebellöcher 232 sind weniger
zahlreich und können kleiner sein als die anderen Fülllöcher.
Die Manschettenlöcher 252a sind die größten
und erfordern die größte Kraft, um zu brechen.
Die Manschette ist daher das letzte Ankerbestandteil, das von der
Welle 210 abgetrennt wird oder bricht. Diese Abfolge ist
wünschenswert, weil der Fadenverschlussschritt der letzte
Schritt ist.
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Beim
nochmaligen Durchgang durch die Betriebsabfolge und unter Bezugnahme
auf die 3A–3B wird
der Hebel 130 gegen das Antriebsziehrohr 220 gedrängt,
wenn das Zuführsystem an der Antriebsröhre 210 zieht,
wodurch die durch die Löcher 232 erzeugten Befestigungen
gebrochen werden und der Hebel senkrecht zu der Achse des Ankers
gedreht wird. Der Faden wird dann gestrafft, und wenn der Benutzer
mit der Fadenspannung zufrieden und bereit ist, den Faden 28 an
Ort und Stelle zu verschließen, drängt das Zuführsystem
den Antrieb 210 weiter proximal. Ein Flansch 142 stößt
an der unteren (distalen) Oberfläche 134 des Hebels 130 an,
was die zwischen den Stöpsellöchern 242 und
dem Stöpsel 140 erzeugten Verbindungen in die Abscherung
setzt. Die Opferfüllungen brechen, befreien den Stöpsel 140 von
den Antriebsbändern 236 und ermöglichen
der Manschette 150, sich ebenfalls in proximale Bewegungsrichtung
zu setzen. Die Manschette 150 gleitet nach oben über
den Stöpsel 140 und hält den Faden an
Ort und Stelle fest. Wenn die Vorsprünge 152 auf
der Manschette 150 den Flansch 142 an den Stöpsel 140 anstoßen,
werden die Opferfüllungen oder die zwischen den Manschettenlöchern 252 geformten
Verbindungen und die Manschette 150 in die Abscherung gesetzt.
Die Verbindungen brechen und ermöglichen den Antriebsbändern 236a,
b vom Knochenanker 120 zurückgezogen zu werden,
was den Einsatz abschließt.
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Sobald
sie eingesetzt worden sind, werden die frei schwebenden Bestandteile
durch den Faden, der sich vom Anker ausstreckt, gehalten oder verbunden,
durch das Gewebe geschlungen und zum Anker zurückgeführt.
Die Spannung auf den Fäden hält die Bestandteile
zusammen und gegen den Kortikalknochenhöcker. Diese Mehrkomponenten-Ausführungsform
liefert so eine elegante Lösung für das Befestigen
von Gewebe an Knochen.
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Die 4A–4C zeigen
eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
bestehend aus der Vorbereitung eines Knochentunnels 300 zur
Aufnahme eines sich ausdehnenden Ankers (nicht gezeigt). Insbesondere
wird in dieser Ausführungsform neben dem Knochentunnel
oder Hohlraum ein vergrößerter subkortikaler Raum 310 erzeugt.
Unter Bezugnahme auf 4A wird ein Tunnel 300 erzeugt
durch Verwendung eines Bohrers, Stanzers oder eines anderen Instruments 302.
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Sodann
wird ein Unterschnittwerkzeug oder Stanzer 304 in den Knochentunnel 300 eingeführt und
graduell betätigt, um einen radial vergrößerten Raum 310 in
einer subkortikalen Schicht des Knochens 322 zu erzeugen.
Wie in 4B gezeigt, erstreckt sich eine
Schnittkante 350 von einem Fenster 352 des Stanzers 304 aus,
um das Gewebe auszuschneiden, zu schneiden oder zu erfassen.
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4C zeigt
den vergrößerten subkortikalen Raum 310 mit
einem entfernten Unterschnittstanzer 304. Der vergrößerte
subkortikale Raum 310 bezweckt die Nachahmung der Form
des Volumens, das während des Einsatzes des Knochenankers durch
das oben beschriebenen Hebelbestandteil abgetastet oder erzeugt
wird. Die Erzeugung eines vergrößerten subkortikalen
Raums entlang des Knochentunnels ist besonders nützlich,
wenn Anker eingesetzt werden sollen, die eine relativ schwache,
atraumatische, poröse oder flexible Knochenbefestigungsstruktur
besitzen (z. B. Hebelring), weil solche Strukturen das Knochengewebe
nicht ausreichend oder verlässlich verdrängen
und einen geeigneten Verschluss erzielen. Es ist daher wünschenswert, den
Tunnel vor zu behandeln und einen subkortikalen Raum zu erzeugen,
um die Knochenbefestigungsstruktur (z. B. einen Hebel) zu empfangen,
sodass der Anker sicher einrasten kann.
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Die 5A–5B zeigen
eine Seitenansicht eines Unterschnittstanzers 304 im Niedrigprofil- (oder
Einbringungs-)modus. Der Stanzer 304 wird gezeigt mit einer
verlängerten Welle 306, die mit einem Griff 308a verbunden
ist. Ein Auslöser oder Betätigungsgriff 308b ist
mit dem Griff verbunden, um zu bewirken, dass sich die zurückgefahrene
Klinge 350 jenseits des Fensters ausstreckt und das Gewebe abtastet
oder erfasst. 5B ist eine vergrößerte
Ansicht des distalen Abschnitts der verlängerten Welle 306.
Der distale Abschnitt umfasst insbesondere eine innere Antriebswelle 362,
eine Ziehrohrwelle 364 und eine Klinge 350, die
in ein Fenster 352 zurückgefahren ist. Die Klinge
oder der Stanzer rotiert um einen Bolzen 356, während
der Auslöser betätigt wird. Der Stanzer umfasst
außerdem eine Spitze 360, die zu einer ersten
Entfernung A1 vom Ende des Antriebsziehrohrs 364 gezeigt
wird. Die Spitze wird mit einem gerundeten, atraumatischen Ende
gezeigt. Die führende Klingenkante 350 wird außerdem
im Abstand D vom Antriebsziehrohr gehalten.
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Die 6A–6B zeigen
eine Seitenansicht des Unterschnittstanzers 304, nachdem
er betätigt worden ist. Insbesondere das Betätigungselement 308b wird
komprimiert oder zum Griff 308a hin manipuliert gezeigt.
Diese relative Bewegung zwischen dem Griff und dem Auslöser
drängt die innere Antriebswelle 362 und Spitze 360 proximal
derart, dass die Entfernung A2 geringer als A1 ist.
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Ein
Verbindungselement 358 verbindet die Klinge 350 drehbar
und hält die Klinge in einer fixierten Entfernung D von
dem Antriebsziehrohr 364. Die führende Klingenkante 350 tendiert
daher dazu, sich während der Bewegungsabfolge lateral und
nicht in Längsrichtung zu bewegen. Diese im Wesentlichen laterale
oder transversale Abtastung stellt sicher, dass die Abtastung der
Klinge den Weg des oben beschriebenen Ankerhebelbestandteils nachahmt.
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Die
hintere Kante 354 dreht sich außerdem in entgegen
gesetzte Richtung zur führenden Schnittkante 350.
Die hintere Kante wird mit einem Gewebeeinfangbereich sowie einer
Pluralität von Verzahnungen gezeigt. Es wird als bekannt
vorausgesetzt, dass die Klinge aus einer Anzahl von Klingenoberflächen, Gewebeeinfangbereichen,
Verzahnungen und anderen Merkmalen bestehen kann, um das Gewebe
abzutasten und den Tunnel zur Aufnahme des Knochenankergeräts
vorzubereiten.
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Dementsprechend
wird vorausgesetzt, dass – obwohl ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung gezeigt und beschrieben worden ist – alle
vorliegend benutzten Begriffe im Sinne einer Beschreibung und nicht
einer Begrenzung zu verstehen sind und dass durch einen Durchschnittsfachmann Änderungen, Modifikationen,
Kombinationen und Substitutionen vorgenommen werden können,
ohne dass dadurch vom Wesen oder dem Geltungsbereich der Erfindung abgewichen
wird. Es wird insbesondere darauf hingewiesen, dass die Eingriffe,
obwohl sie sich in Richtung auf die arthroskopische Wiederherstellung
der Rotatormanschette orientieren, auf die Wiederherstellung aller
Körperstellen anwendbar sind, an denen die Befestigung
oder Wiederbefestigung von Weichgewebe an Knochen erwünscht
wird, insbesondere unter Benutzung eines arthroskopischen Eingriffs.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 5383905 [0008]
- - US 5584835 [0010]
- - US 5702397 [0012]
- - US 6770076 [0013, 0038]
- - US 7083638 [0013, 0040]
- - US 6780198 [0013, 0037, 0039, 0046]
- - US 6582453 [0038]