DE202012102017U1

DE202012102017U1 - Vorrichtung zum Vorspannen einer Konusverbindung

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Publication number: DE202012102017U1
Application number: DE202012102017U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Peter Brehm Holding & Co Kg De GmbH
Priority date: 2012-06-01
Filing date: 2012-06-01
Publication date: 2013-09-03
Anticipated expiration: 2022-06-02

Abstract

Vorrichtung zum Vorspannen einer Konusverbindung (103, 806) zwischen einem ersten Teil (101, 102) und einem zweiten Teil (102, 803) eines Implantats (100), umfassend: ein Sollbruchelement (200, 807), das mit dem ersten Teil (101, 102) verbindbar und dafür ausgelegt ist, bei einer vorgegebenen Bruchkraft, die in einer Richtung vom ersten Teil (101, 102) auf den zweiten Teil (102, 803) zu wirkt, zu brechen; und einen Vorspannmechanismus (300, 801) zum Ausüben einer Kraft auf das mit dem ersten Teil (101, 102) verbundene Sollbruchelement (200, 807), die in der Richtung vom ersten Teil (101, 102) auf den zweiten Teil (102, 807) zu wirkt, und zum Ausüben einer Gegenkraft auf den zweiten Teil (102, 807), die in einer zur Richtung vom ersten Teil (101, 102) auf den zweiten Teil (102, 803) zu entgegengesetzte Richtung wirkt, wobei der Vorspannmechanismus (300, 801) zum Bereitstellen der Bruchkraft ausgelegt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Vorspannen einer Konusverbindung zwischen einem ersten Teil und einem zweiten Teil eines Implantats.
In der DE 29506036 U1 wird ein Revisionshüftprothesensystem beschrieben. Das System umfasst einen Verankerungsabschnitt, der in einen Oberschenkelknochen (Femur) eines Patienten eingesetzt werden kann und einen abgekröpften Gelenkkugelabschnitt, auf den eine Gelenkkugel aufgesetzt werden kann. Die Gelenkkugel wird in eine Gelenkpfanne am Hüftknochen des Patienten eingesetzt. Zur Verlängerung der Prothese kann zwischen dem Verankerungsabschnitt und dem Gelenkkugelabschnitt als Verlängerungsabschnitt ein Hülsenelement eingesetzt werden. Zum Verbinden der Teile der Prothese werden Konusverbindungen verwendet, bei denen ein männlicher Konus in einen weiblichen Konus eingesetzt wird.
In der DE 4320086 C3 wird ebenfalls ein Revisionshüftprothesensystem beschrieben. Das System umfasst einen in den Oberschenkelknochen des Patienten einschlagbaren Verankerungsabschnitt, einen den Verankerungsabschnitt verlängernden Abschnitt und einen abgewinkelten Gelenkkugelabschnitt zum Aufsetzen der Gelenkkugel. Zum Verbinden der einzelnen Teile des Revisionshüftprothesensystems werden Konusverbindungen verwendet.
Ein weiteres Hüftimplantat, in dem Konusverbindungen zum Verbinden von Teilen des Hüftimplantats verwendet werden, wird in der DE 202006014950 U1 beschrieben.
Zur Herstellung einer Konusverbindung zwischen zwei Teilen eines Implantats wird ein männlicher Konus (ein Vorsprung, der eine zumindest teilweise konische Oberfläche aufweist) in einen weiblichen Konus (eine Vertiefung, die eine zumindest teilweise konische Oberfläche aufweist) eingesetzt, wobei die Kegelwinkel der beiden Konen typischerweise im Wesentlichen gleich sind. Dabei entsteht ein Reibschluss zwischen dem männlichen Konus und dem weiblichen Konus, durch den die beiden Teile miteinander verbunden werden.
Durch eine feste Verbindung der Konen wird die Stabilität des Implantats verbessert. Insbesondere kann eine feste Verbindung zwischen den Konen dabei helfen, Relativbewegungen zwischen den Teilen des Implantats zu verhindern oder zumindest zu verringern, wodurch die langfristige Haltbarkeit des Implantats verbessert wird. Außerdem kann das Eindringen korrosiver Substanzen aus dem Körper des Patienten zwischen die Konen verhindert oder zumindest verringert werden, was zur Vermeidung einer Korrosion der Konen beitragen kann.
Zur Herstellung einer festen Verbindung zwischen den Konen wird die Konusverbindung nach dem Einsetzen des männlichen Konus in den weiblichen Konus vorgespannt. Zu diesem Zweck werden Vorrichtungen mit einem Gewinde und einem Drehmomentbegrenzer verwendet, in denen durch den Drehmomentbegrenzer ein Drehmoment, das auf das Gewinde wirkt, festgelegt wird. Das Drehmoment wird durch das Gewinde in eine lineare Kraft umgewandelt, die auf die Konen übertragen wird, um sie ineinander zu pressen. Dadurch wird der Reibschluss zwischen den Konen verbessert.
In derartigen Vorrichtungen zum Vorspannen einer Konusverbindung können jedoch Probleme mit der Kraftübertragung auftreten. Die bei vorgegebenem Drehmoment ausgeübte lineare Kraft kann sich zum Einen durch Reibung im Gewinde, zum Anderen durch Verkippung in Form eines Biegemomentes verringern. Bei der Aufbereitung der Vorrichtungen in Kliniken nach der Operation kann es zudem zu einer Verschlechterung kommen, insbesondere durch die beim Sterilisieren eingesetzten Temperaturen und/oder Chemikalien. Dadurch wird die Reibung weiter erhöht.
Ein Nachteil von Vorrichtungen zum Vorspannen einer Konusverbindung zwischen zwei Teilen eines Implantats nach dem Stand der Technik ist deshalb, dass das Vorspannen mit einer vorgegebenen Kraft nur mit einer relativ großen Ungenauigkeit von ca. ± 20% möglich ist.
Eine Aufgabe der Erfindung ist, eine Vorrichtung zum Vorspannen einer Konusverbindung zwischen einem ersten Teil und einem zweiten Teil eines Implantats bereitzustellen, mit der ein genaueres Ausüben einer vorgegebenen Kraft zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil des Implantats erreicht werden kann.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, die beim Vorspannen nach der herkömmlichen Methode unweigerlich auftretenden Biegemomente zu reduzieren.
Erfindungsgemäß werden die Aufgaben zumindest teilweise durch eine Vorrichtung zum Vorspannen einer Konusverbindung zwischen einem ersten Teil und einem zweiten Teil eines Implantats gelöst, die ein Sollbruchelement und einen Vorspannmechanismus umfasst. Das Sollbruchelement ist mit dem ersten Teil verbindbar und dafür ausgelegt, bei einer vorgegebenen Bruchkraft, die in einer Richtung vom ersten Teil auf den zweiten Teil zu wirkt, zu brechen. Der Vorspannmechanismus ist zum Ausüben einer Kraft auf das mit dem ersten Teil verbundene Sollbruchelement geeignet. Die Kraft wirkt in der Richtung vom ersten Teil auf den zweiten Teil zu. Insbesondere kann in Ausführungsformen die Kraft streng axial in der Richtung vom ersten Teil auf den zweiten Teil zu wirken. Der Vorspannmechanismus ist außerdem zum Ausüben einer Gegenkraft auf den zweiten Teil geeignet, die in einer Richtung wirkt, die zu der Richtung vom ersten Teil auf den zweiten Teil zu entgegengesetzt ist. Der Vorspannmechanismus ist zum Bereitstellen der Bruchkraft, die in Ausführungsformen insbesondere eine axiale Bruchkraft sein kann, ausgelegt.
Zum Vorspannen der Konusverbindung kann das Sollbruchelement mit dem ersten Teil verbunden und durch den Vorspannmechanismus eine Kraft auf das Sollbruchelement und eine Gegenkraft auf den zweiten Teil des Implantats ausgeübt werden. Durch die Kraft und die Gegenkräfte werden die beiden Teile des Implantats zusammengepresst, wodurch der männliche Konus der Konusverbindung in den weiblichen Konus gedrückt und die Konusverbindung vorgespannt wird. Die ausgeübte Kraft kann solange erhöht werden, bis die Bruchkraft überschritten wird und das Sollbruchelement bricht.
Durch das Sollbruchelement wird somit die Kraft, mit der die Teile des Implantats zusammengepresst werden, auf die Bruchkraft begrenzt. Der Wert der Bruchkraft, bei der das Sollbruchelement bricht, hängt von dem Material, aus dem das Sollbruchelement besteht, und von der Formgebung des Sollbruchelements ab.
Durch die Wahl des Materials des Sollbruchelements und die Formgebung des Sollbruchelements kann die Kraft, mit der die beiden Teile des Implantats beim Vorspannen der Konusverbindung zusammengepresst werden, mit relativ guter Genauigkeit festgelegt werden. Reibung, die im Vorspannmechanismus auftritt, hat keine oder nur sehr geringe Auswirkungen auf die Kraft, mit der die Teile des Implantats zusammengepresst werden, da der Vorspannmechanismus im Kraftfluss stromaufwärts des Sollbruchelements liegt.
Zudem kann die Kraft, mit der die beiden Teile des Implantats beim Vorspannen der Konusverbindung zusammengepresst werden, durch die Wahl des Materials des Sollbruchelements und die Formgebung des Sollbruchelements in weiten Bereichen auf einfachste Weise den speziellen unterschiedlichen Anforderungen verschiedenster Konusverbindungen und damit Lastsituationen angepasst werden. Der Vorspannmechanismus selbst muss hierfür nicht angepasst werden, da er nur die zum Erreichen der gewünschten Vorspannkraft benötigte Kraft zur Verfügung stellt. Die Höhe dieser Kraft wird allein durch die genannten materialspezifischen und geometrischen Eigenschaften des Sollbruchelements bestimmt.
Aufgrund der streng axialen Kraftführung und des Einsatzes eines Getriebes mit Untersetzung können in manchen Ausführungsformen die zum Erreichen der Vorspannkraft nötigen Hebelverhältnisse deutlich reduziert werden. Die während des Vorspannens auftretenden Biegemomente werden hiermit sehr effektiv verringert.
In manchen Ausführungsformen umfasst das Sollbruchelement ein Befestigungselement an einem ersten Ende des Sollbruchelements, einen Kopf an einem zweiten Ende des Sollbruchelements und einen Bruchabschnitt, der sich zwischen dem Befestigungselement und dem Kopf befindet. Der Bruchabschnitt ist dafür ausgelegt, bei der Bruchkraft zu brechen, wobei die Bruchkraft eine Zugkraft ist, die axial in einer Längsrichtung des Bruchabschnitts wirkt.
Das Befestigungselement kann zum Verbinden des Sollbruchelements mit dem ersten Teil des Implantats verwendet werden und der Kopf kann in den Vorspannmechanismus eingesetzt werden, um die Kraft auf das Sollbruchelement auszuüben, wobei der Vorspannmechanismus am Kopf zieht.
In manchen Ausführungsformen umfasst die Vorrichtung eine erste Kraftübertragungseinheit zum Übertragen der vom Vorspannmechanismus ausgeübten Gegenkraft auf den zweiten Teil des Implantats. Die erste Kraftübertragungseinheit kann einen Prothesen-Ein/Ausschläger umfassen.
In manchen Ausführungsformen kann die Vorrichtung eine zweite Kraftübertragungseinheit zum Übertragen der vom Vorspannmechanismus ausgeübten Kraft umfassen. Die zweite Kraftübertragungseinheit ist lösbar derart am Sollbruchelement und am zweiten Teil des Implantats befestigbar, dass das Sollbruchelement durch die zweite Kraftübertragungseinheit mit dem ersten Teil des Implantats verbunden ist.
Durch die erste und die zweite Kraftübertragungseinheit können sich der Vorspannmechanismus und das Sollbruchelement beim Vorspannen der Konusverbindung in einem Abstand zum Implantat befinden. Da sich das Implantat beim Vorspannen der Konusverbindung typischerweise bereits im Körper des Patienten befindet, kann so eine günstigere Arbeitsposition für den Operateur, der die Vorrichtung benutzt, erreicht werden. In Ausführungsformen, in denen die erste Kraftübertragungseinheit einen Prothesen-Ein/Ausschläger umfasst, kann die erste Kraftübertragungseinheit außer zum Vorspannen der Konusverbindung auch für andere Zwecke verwendet werden, beispielsweise um die Konusverbindung wieder zu lösen, wenn sich herausstellt, dass die Anordnung des ersten Teils und des zweiten Teils des Implantats relativ zueinander nicht optimal ist. Durch die Verwendung der zweiten Kraftübertragungseinheit kann auch die bei einem bestimmten Abstand zwischen dem Vorspannmechanismus und dem ersten Teil des Implantats erforderliche Länge des Sollbruchelements verringert werden. Da das Sollbruchelement beim Vorspannen der Konusverbindung zerstört wird und somit nur ein einziges Mal verwendet werden kann, kann dadurch der Materialverbrauch verringert werden.
In manchen Ausführungsformen umfasst die zweite Kraftübertragungseinheit einen Stab und eine Hülsenmutter. Der Stab weist ein ersten Außengewinde an einem ersten Ende des Stabs und ein zweites Außengewinde an einem zweiten Ende des Stabs auf. Das erste Außengewinde ist zum Einschrauben in eine Gewindebohrung im ersten Teil des Implantats, die sich entlang einer Achse eines im ersten Teil des Implantats vorgesehenen Konus erstreckt, geeignet. Die Hülsenmutter umfasst ein Innengewinde, in das das zweite Außengewinde einschraubbar ist und ein Befestigungselement, das zum Verbinden mit dem Sollbruchelement geeignet ist und sich auf einer dem ersten Innengewinde gegenüberliegenden Seite der Hülsenmutter befindet.
Beim Einsetzen des Implantats in den Körper des Patienten kann der Stab zur Führung des zweiten Teils des Implantats verwendet werden, wenn der zweite Teil auf den ersten Teil aufgesetzt wird. Der zweite Teil des Implantats kann dabei eine Längsbohrung aufweisen, die sich beispielsweise entlang der Achse des Konus des zweiten Teils des Implantats erstreckt. Der Stab kann durch die Längsbohrung des zweiten Teils des Implantats geführt werden, so dass der Konus des zweiten Teils des Implantats zentriert auf den Konus im ersten Teil des Implantats, dessen Achse mit der Achse des Stabs zusammenfallen kann, aufgesetzt wird. Anschließend kann die Hülsenmutter auf den Stab geschraubt werden, um die Konusverbindung vorzuspannen.
In manchen Ausführungsformen weist das Sollbruchelement ein Befestigungselement auf, das lösbar mit dem Befestigungselement der Hülsenmutter verbindbar ist. Dadurch kann ein Teil des gebrochenen Sollbruchelements nach dem Vorspannen der Konusverbindung durch Lösen der Befestigungselemente von der Hülsenmutter entfernt werden, so dass die Hülsenmutter weiter verwendet werden kann.
In manchen Ausführungsformen weist die erste Kraftübertragungseinheit eine Längsbohrung auf, in die zumindest ein Teil der zweiten Kraftübertragungseinheit einsetzbar ist. Dadurch kann erreicht werden, dass beim Vorspannen der Konusverbindung kein Drehmoment auf das Implantat ausgeübt wird, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Verkantens der Konen verringert wird.
In manchen Ausführungsformen umfasst der Vorspannmechanismus eine Aufnahme für das Sollbruchelement, einen Gegenhalter mit einer Auflagefläche und eine Einrichtung zum linearen Bewegen der Aufnahme für das Sollbruchelement von einer ersten Stellung zu einer zweiten Stellung, wobei die Aufnahme in der zweiten Stellung weiter von der Auflagefläche entfernt ist als in der ersten Stellung.
Durch die Aufnahme für das Sollbruchelement kann die Kraft, die vom Vorspannmechanismus ausgeübt wird, auf das Sollbruchelement übertragen werden, und die Gegenkraft kann durch den Gegenhalter ausgeübt werden. Durch das lineare Bewegen der Aufnahme für den Teil des Sollbruchelements kann die Kraft auf das Sollbruchelement ausgeübt werden, ohne dass ein Drehmoment ausgeübt wird, durch das der erste Teil und der zweite Teil des Implantats gegeneinander verdreht werden könnten.
In manchen Ausführungsformen ist eine erste Kraftübertragungseinheit mit den oben beschriebenen Merkmalen vorhanden und die Auflagefläche des Gegenhalters ist zum Auflegen auf einer Fläche der ersten Kraftübertragungseinheit, die sich auf einer vom Implantat abgewandten Seite der ersten Kraftübertragungseinheit befindet, geeignet. Der Gegenhalter umfasst ein oder mehrere Elemente, die dafür geeignet sind, eine Drehung des Gegenhalters relativ zur ersten Kraftübertragungseinheit zu verhindern, wenn die Auflagefläche des Gegenhalters auf der Fläche der ersten Kraftübertragungseinheit aufliegt. In manchen Ausführungsformen können die Elemente zum Verhindern der Drehung des Gegenhalters relativ zur ersten Kraftübertragungseinheit zwei Vorsprünge umfassen, zwischen die ein Teil der ersten Kraftübertragungseinheit, der die Fläche umfasst, einsetzbar ist. Dadurch kann verhindert werden, dass sich der Gegenhalter beim Vorspannen der Konusverbindung relativ zur ersten Kraftübertragungseinheit verdreht.
In manchen Ausführungsformen weist die Auflagefläche des Gegenhalters eine sphärische Krümmung auf und ist zur Auflage auf einer Oberfläche einer Gelenkkugel, die den zweiten Teil des Implantats bildet, ausgelegt. Die Vorrichtung kann außerdem ein Halteelement umfassen, das lösbar mit dem Sollbruchelement verbindbar ist und zum Ansetzen an dem ersten Teil des Implantats ausgelegt ist. Eine Vorrichtung mit derartigen Merkmalen ist insbesondere zum Vorspannen einer Konusverbindung zwischen einer Gelenkkugel und anderen Teilen eines Implantats geeignet.
In manchen Ausführungsformen weist das Sollbruchelement die oben beschriebenen Merkmale auf. Die Aufnahme für das Sollbruchelement weist einen ersten und einen zweiten Wandbereich auf, die sich auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten der Aufnahme befinden. Der erste Wandbereich und der zweite Wandbereich weisen jeweils einen vorspringenden Abschnitt auf. Der Kopf des Sollbruchelements ist auf einer der Auflagefläche abgewandten Seite der vorspringenden Abschnitte zwischen dem ersten und dem zweiten Wandbereich einsetzbar. Die vorspringenden Abschnitte bilden einen Schlitz, in den ein Teil des Sollbruchelements einführbar ist. Die Breite des Schlitzes ist kleiner als ein Durchmesser des Kopfs des Sollbruchelements.
Durch diese Ausgestaltung der Aufnahme kann der Kopf des Sollbruchelements beim Vorspannen der Konusverbindung von den vorspringenden Abschnitten der Wandbereiche festgehalten werden, und die Kraft kann auf das Sollbruchelement ausgeübt werden, indem die Aufnahme von der ersten Stellung zur zweiten Stellung bewegt wird. Dadurch kann eine Zugkraft auf den mit dem Sollbruchelement verbundenen ersten Teil des Implantats ausgeübt werden. Der Kopf des Sollbruchelements und ein Teil des Sollbruchelements, der sich an den Kopf anschließt, können in die Aufnahme eingeführt werden, indem der Kopf zwischen den ersten und den zweiten Wandbereich gebracht wird, wobei sich der Teil des Sollbruchelements, der sich an den Kopf anschließt, im Schlitz befindet.
In manchen Ausführungsformen weist die Aufnahme einen dritten Wandbereich auf, der den ersten und zweiten Wandbereich verbindet. Gegenüber dem dritten Wandabschnitt befindet sich eine Öffnung, durch die zumindest der Kopf des Sollbruchelements in die Aufnahme einsetzbar ist, wenn sich die Aufnahme in der ersten Stellung befindet. Der Gegenhalter umfasst ein Blockierelement, das dafür ausgelegt ist, ein Hindurchtreten des Kopfs des Sollbruchelements durch die Öffnung zu verhindern, wenn sich die Aufnahme in der zweiten Stellung befindet.
Dadurch kann das Sollbruchelement vor dem Vorspannen der Konusverbindung in den Vorspannmechanismus eingesetzt werden, während sich die Aufnahme in der ersten Stellung befindet. Nach dem Vorspannen der Konusverbindung befindet sich die Aufnahme typischerweise in der zweiten Stellung. Durch das Blockierelement werden dann der Kopf des Sollbruchelements und der noch mit dem Kopf verbundene Teil des gebrochenen Sollbruchelements im Vorspannmechanismus festgehalten, wodurch verhindert wird, dass der Teil des Sollbruchelements verloren geht.
In manchen Ausführungsformen umfasst die Einrichtung zum linearen Bewegen der Aufnahme eine Gewindespindel. Die Vorrichtung kann außerdem einen Handgriff zum Drehen einer Gewindemutter der Gewindespindel umfassen.
In manchen Ausführungsformen umfasst die Vorrichtung eine Ratschenvorrichtung, die dafür geeignet ist, eine Drehung einer Gewindemutter der Gewindespindel relativ zu der Gewindespindel in einer Richtung, die einer Bewegung der Aufnahme für das Sollbruchelement von der ersten Stellung zu der zweiten Stellung entspricht, zuzulassen und eine Drehung in der entgegengesetzten Richtung zu blockieren. Dadurch kann ein unerwünschtes Zurückdrehen der Gewindemutter, das insbesondere dann auftreten kann, wenn der Benutzer am Handgriff umgreift, verhindert werden.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die Figuren beschrieben.
1 zeigt eine schematische Schnittzeichnung eines Hüftimplantats mit einer Konusverbindung, die durch eine Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgespannt werden kann.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Sollbruchelements einer Vorrichtung zum Vorspannen einer Konusverbindung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
3A bis 3D zeigen einen Vorspannmechanismus einer Vorrichtung zum Vorspannen einer Konusverbindung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Dabei zeigt 3A eine Vorderansicht, 3B zeigt eine Seitenansicht und 3C und 3D zeigen Querschnittsansichten des Vorspannmechanismus.
4A bis 4C zeigen eine Aufnahme für ein Sollbruchelement in dem in 3A bis 3D dargestellten Vorspannmechanismus. Dabei zeigt 4A eine Querschnittsansicht, 4B zeigt eine Vorderansicht und 4C zeigt eine Perspektivansicht.
5 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Prothesen-Ein/Ausschlägers, der in einer Vorrichtung zum Vorspannen einer Konusverbindung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung als erste Kraftübertragungseinheit verwendet werden kann.
6A und 6B zeigen einen Stab und eine Hülsenmutter, die in einer Vorrichtung zum Vorspannen einer Konusverbindung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung als zweite Kraftübertragungseinheit verwendet werden können.
7 zeigt ein Spannungs-Dehnungs-Diagramm eines Sollbruchelements einer Vorrichtung zum Vorspannen einer Konusverbindung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
8 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Vorrichtung zum Vorspannen einer Konusverbindung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Hüftimplantats 100. Das Hüftimplantat 100 umfasst einen Schaft 101, der ein erster Teil des Hüftimplantats 100 ist und ein Halsteil 102, das ein zweiter Teil des Hüftimplantats 100 ist. Ein in der Darstellung der 1 unten angeordneter Teil des Schafts 101 kann in einen Oberschenkelknochen (Femur) eines Patienten eingesetzt werden, um das Hüftimplantat 100 im Femur zu verankern. Das Halsteil 102 umfasst einen männlichen Konus 108, auf den eine künstliche Gelenkkugel aufgesetzt werden kann.
Der Schaft 101 und das Halsteil 102 sind durch eine Konusverbindung 103 miteinander verbindbar. Die Konusverbindung 103 umfasst einen männlichen Konus 104 am Schaft 101 und einen weiblichen Konus 105 am Halsteil 102. Der männliche Konus 104 des Schafts 101 kann in den weiblichen Konus 105 des Halsteils 102 eingesetzt werden, um den Schaft 101 und das Halsteil 102 miteinander zu verbinden. Kegelachsen des männlichen Konus 104 und des weiblichen Konus 105, die im Wesentlichen zusammenfallen, wenn der Schaft 101 und das Halsteil 102 durch die Konusverbindung 103 miteinander verbunden sind, sind in 1 durch eine gestrichelte Linie 109 dargestellt.
Im Schaft 101 ist eine Gewindebohrung 107 vorgesehen, die sich durch den männlichen Konus 104 erstreckt, und deren Längsachse mit der Kegelachse des männlichen Konus 104 zusammenfällt. Im Halsteil 102 ist eine Längsbohrung 106 vorgesehen, deren Längsachse mit der Kegelachse des weiblichen Konus 105 zusammenfällt. Ein Abschnitt der Längsbohrung 106 auf der von dem weiblichen Konus 105 abgewandten Seite der Längsbohrung 106 kann, wie in 1 dargestellt, einen größeren Durchmesser haben als ein Abschnitt auf der dem weiblichen Konus 105 zugewandten Seite.
Nach dem Verbinden des Schafts 101 und des Halsteils 102 und dem Vorspannen der Konusverbindung 103 kann in die Längsbohrungen 106, 107 im Halsteil 102 und im Schaft 101 eine Sicherungsschraube (nicht gezeigt) eingesetzt werden, um zusätzlich zur Konusverbindung 103 eine weitere Befestigung des Halsteils 102 am Schaft 101 bereitzustellen. Das Gewinde der Sicherungsschraube wird dabei in die Gewindebohrung 107 des Schafts 101 eingeschraubt, während der Kopf der Sicherungsschraube in den Abschnitt der Längsbohrung 106 mit größerem Durchmesser auf der vom weiblichen Konus 105 abgewandten Seite des Halsteils 102 eingesetzt wird.
Zum Bereitstellen der Konusverbindung 103 zwischen dem männlichen Konus 104 des Schafts 101 und dem weiblichen Konus 105 des Halsteils 102 wird der weibliche Konus 105 auf den männlichen Konus 104 aufgesetzt. Anschließend wird die Konusverbindung 103 vorgespannt. Zu diesem Zweck wird auf den Schaft 101 eine Kraft in einer Richtung vom Schaft 101 auf das Halsteil 102 zu ausgeübt. Insbesondere kann die Richtung der Kraft parallel zur Kegelachse des männlichen Konus 104 des Halsteils 101 sein. In der Darstellung der 1 verläuft die Richtung vom Schaft 101 auf das Halsteil 102 zu von unten nach oben. Auf das Halsteil 102 wird eine Gegenkraft ausgeübt, die in einer Richtung wirkt, die zur Richtung vom Schaft 101 auf das Halsteil 102 zu entgegengesetzt ist. In der Darstellung der 1 verläuft die Richtung der Gegenkraft von oben nach unten. Insbesondere kann die Richtung der Gegenkraft parallel zur Kegelachse des weiblichen Konus 105 des Halsteils 102 sein. Der Betrag der Kraft und der Betrag der Gegenkraft können im Wesentlichen gleich groß sein.
Durch die Kraft und die Gegenkraft werden der Schaft 101 und das Halsteil 102 zusammengepresst, so dass der männliche Konus 104 des Schafts 101 in den weiblichen Konus 105 des Halsteils 102 hineingedrückt wird. Dadurch kann der Reibschluss zwischen dem männlichen Konus 104 und dem weiblichen Konus 105 verbessert werden.
Zum Vorspannen der Konusverbindung 103 kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Vorspannen einer Konusverbindung verwendet werden. Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Vorspannen einer Konusverbindung werden im Folgenden mit Bezug auf die 2 bis 6B beschrieben.
Die Vorrichtung zum Vorspannen einer Konusverbindung umfasst ein Sollbruchelement 200, das in 2 schematisch dargestellt ist.
Das Sollbruchelement 200 umfasst ein Außengewinde 202, das sich an einem ersten Ende 201 des Sollbruchelements 200 befindet, und das als Befestigungselement zum Befestigen des Sollbruchelements 200 an einer Kraftübertragungseinheit, die weiter unten genauer beschrieben wird, verwendbar ist. An einem zweiten Ende 203 des Sollbruchelements 200 befindet sich ein Kopf 204. Der Kopf 204 kann eine im Wesentlichen zylindrische Form mit einem Durchmesser 207 haben.
Zwischen dem Außengewinde 202 und dem Kopf 204 befindet sich ein Bruchabschnitt 205. Der Bruchabschnitt 205 kann eine im Wesentlichen zylindrische Form mit einem Durchmesser 209 haben, wobei eine Zylinderachse des Bruchabschnitts 205 entlang der Längsachse 206 des Sollbruchelements 200 verläuft.
Der Bruchabschnitt 205 ist dafür ausgelegt, bei einer vorgegebenen Bruchkraft, die eine Zugkraft ist und entlang der Längsachse 206 des Sollbruchelements 200 wirkt, zu brechen. Die Stärke der Bruchkraft kann durch die Wahl des Materials, aus dem das Sollbruchelement 200 hergestellt wird, und durch die Dimensionierung des Bruchabschnitts 205, insbesondere durch den Durchmesser 209 des Bruchabschnitts 205 festgelegt werden.
In einer Ausführungsform kann das Sollbruchelement 200 aus Edelstahl mit der Werkstoffnummer 1.4462 und dem Kurznamen X2 CrNiMoN 22-5-3 gemäß DIN EN 10088 hergestellt werden. Der Bruchabschnitt 205 kann eine zylindrische Form mit einem Durchmesser 209 von 3,85 mm und einer Länge von 16,6 mm haben. In dieser Ausführungsform tritt der Bruch des Bruchabschnitts bei einer Bruchkraft von 11 ± 1 kN auf, wenn das Sollbruchelement durch eine Zugkraft entlang der Längsachse 206 belastet wird.
In anderen Ausführungsformen können andere Materialien, andere Abmessungen und andere Querschnittsgeometrien des Bruchabschnitts 205 gewählt werden. Neben der skizzierten zylindrischen Grundform des Bruchabschnittes 205 kann auch eine taillierte Form des Bruchabschnittes 205 ausgeformt sein. Die taillierte Variante kann sich besonders bei sehr niedrigen benötigten Vorspannkräften eignen, da die Bruchkraft des gesamten Sollbruchelements 200 bei gleichbleibendem Material im Wesentlichen vom geringsten Durchmesser und damit von dem Querschnitt im taillierten Bereich des Bruchabschnittes 205 bestimmt wird. Die Bruchkraft kann eine andere Größe haben.
Der Durchmesser 207 des Kopfs 204 und ein Durchmesser 210 eines Abschnitts des Sollbruchelements 200, an dem das Außengewinde 202 angebracht ist, können größer als der Durchmesser 209 des Bruchabschnitts 205 sein. Dadurch ist der Bruchabschnitt 205 der schwächste Teil des Sollbruchelements 200, so dass das Sollbruchelement 200 bei einer Zugbelastung entlang der Längsachse 206 im Bruchabschnitt 205 bricht.
Zwischen dem Bruchabschnitt 205 und dem Kopf 204 kann sich ein Abschnitt 208 mit einem Durchmesser, der größer als der Durchmesser 209 des Bruchabschnitts 205 und kleiner als der Durchmesser 207 des Kopfs 204 ist, befinden. Dadurch kann verhindert werden, dass der Bruch des Sollbruchelements 200 zu nahe am Kopf 204 auftritt.
Auf einer dem zweiten Ende 203 zugewandten Seite des Abschnitts des Sollbruchelements 200, an dem sich das Außengewinde 202 befindet, kann ein Vorsprung 211 vorgesehen sein, der ringförmig um das Sollbruchelement 200 herum verläuft. Durch den Vorsprung 211 kann verhindert werden, dass das Gewinde 202 des Sollbruchelements 200 zu weit in ein Gegengewinde eingeschraubt wird.
In 7 ist ein Spannungs-Dehnungs-Diagramm 700 des Sollbruchelements 200 schematisch dargestellt. Zur Bestimmung des Spannungs-Dehnungs-Diagramms 700 können der Kopf 204 und das Außengewinde 202 in einer Messvorrichtung befestigt und auseinander gezogen werden. Während des Auseinanderziehens werden die Längenänderung des Sollbruchelements 200 und die zum Erreichen der Längenänderung erforderliche Kraft gemessen.
In dem Spannungs-Dehnungs-Diagramm 700 bezeichnet eine horizontale Achse 701 einen beim Auseinanderziehen des Kopfs 204 und des Außengewindes 202 zurückgelegten Weg, der der Längenänderung des Sollbruchelements 200 entspricht, und eine vertikale Achse 702 bezeichnet die gemessene Kraft. Eine Kurve 703 stellt die Abhängigkeit der Kraft vom zurückgelegten Weg dar.
Bei kleinen Längenänderungen steigt die zum Erreichen der Längenänderung erforderliche Kraft mit zunehmender Längenänderung an, bis ein Maximum der Kraft erreicht ist, das der Bruchkraft des Sollbruchelements 200 entspricht, die zum Brechen des Sollbruchelements 200 benötigt wird. Das Maximum der Kraft ist in 7 durch das Bezugszeichen 705 bezeichnet. Bei einer weiteren Dehnung des Sollbruchelements 200 nimmt die Kraft wieder ab, bis das Sollbruchelement 200 vollständig gebrochen ist, was in 7 durch das Bezugszeichen 706 bezeichnet ist. Aus dem Spannungs-Dehnungs-Diagramm 700 ist ersichtlich, dass die Bruchkraft, die dem Maximum 705 der Spannungs-Dehnungs-Kurve 703 entspricht, einen Wert von ungefähr 11 kN hat.
In den 3A bis 3D ist ein Vorspannmechanismus 300 der Vorrichtung zum Vorspannen der Konusverbindung 103 dargestellt. 3A zeigt eine Vorderansicht des Vorspannmechanismus 300 und 3B zeigt eine Seitenansicht. In 3C ist ein Querschnitt entlang einer Ebene, die zur Zeichenebene der 3A parallel ist, dargestellt, und 3D zeigt einen Querschnitt entlang der in 3B durch A-A bezeichneten Ebene.
Der Vorspannmechanismus 300 umfasst eine Aufnahme 301 für das Sollbruchelement 200, die unten mit Bezug auf die 4A bis 4C genauer beschrieben wird. Außerdem umfasst der Vorspannmechanismus 300 einen Gegenhalter 302 mit einer Auflagefläche 303 und einer Einrichtung 304 zum linearen Bewegen der Aufnahme 301 für das Sollbruchelement 200 von einer ersten Stellung zu einer zweiten Stellung.
Die lineare Bewegung der Aufnahme 300 kann parallel zu einer Längsachse 321 des Vorspannmechanismus 300 erfolgen, die senkrecht zu der Auflagefläche 303 verläuft. In der zweiten Stellung ist die Aufnahme 301 weiter von der Auflagefläche 303 entfernt als in der ersten Stellung. In der Darstellung der 3A, 3B und 3C befindet sich die Aufnahme in der ersten Stellung somit näher am unteren Bildrand als in der zweiten Stellung, und die lineare Bewegung der Aufnahme 301 von der ersten Stellung zur zweiten Stellung verläuft in der Darstellung der 3A bis 3C von unten nach oben.
Der Gegenhalter 302 kann zwei Vorsprünge 305, 306 aufweisen, die als Elemente zum Verhindern einer Drehung des Gegenhalters 302 relativ zu einem anderen Teil der Vorrichtung zum Vorspannen der Konusverbindung, auf den die Auflagefläche 303 des Gegenhalters 302 aufgelegt wird, dienen. Der andere Teil der Vorrichtung zum Vorspannen der Konusverbindung kann ein Prothesen-Ein/Ausschläger sein, der weiter unten genauer beschrieben wird.
Der Gegenhalter 302 erstreckt sich um die Längsachse 321 herum, ist jedoch auf der in 3A dem Betrachter zugewandten Seite offen, so dass andere Teile der Vorrichtung zum Vorspannen der Konusverbindung aus einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene der 3A ins Innere des Gegenhalters 302 eingeführt werden können. Insbesondere kann so das Sollbruchelement 200 in die Aufnahme 301 eingesetzt werden, was weiter unten genauer beschrieben wird. Zusätzlich kann der Gegenhalter 302, wie in 3a bis 3c gezeigt, weitere Öffnungen aufweisen, die einen Einblick ins Innere des Gegenhalters 302 ermöglichen und durch die das Gewicht des Vorspannmechanismus reduziert wird.
Die Einrichtung 304 zum linearen Bewegen der Aufnahme 301 umfasst eine Gewindespindel 308. Die Gewindespindel 308 erstreckt sich durch eine Öffnung 322 im Gegenhalter 302. Die Öffnung 322 kann einen nicht-kreisförmigen Querschnitt haben, beispielsweise einen dreieckigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken, wie in 3D gezeigt. Der Teil der Gewindespindel 308, der sich in der Öffnung 322 im Gegenhalter 302 befindet, kann ebenfalls einen nicht-kreisförmigen Querschnitt haben, wobei die Form des Querschnitts der Gewindespindel 308 eine Form hat, die zum Querschnitt der Öffnung 322 im Gegenhalter 302 korrespondiert. Beispielsweise kann der Querschnitt der Gewindespindel 308 eine dreieckige Form mit abgerundeten Ecken haben, wie in 3D gezeigt, wobei sich die Dreiecksseiten des Querschnitts der Gewindespindel 308 entlang der Dreiecksseiten des Querschnitts der Öffnung 322 im Gegenhalter 302 erstrecken.
Durch die nicht-kreisförmige Form der Öffnung 322 im Gegenhalter 302 und die nicht-kreisförmige Form des Querschnitts des Abschnitts der Gewindespindel 308, der sich in der Öffnung 322 befindet, kann eine Rotation der Gewindespindel relativ zum Gegenhalter 302 verhindert werden, während eine lineare Bewegung der Gewindespindel 308 möglich ist. Dadurch kann eine Rotation der Aufnahme 301, die an der Gewindespindel 308 angebracht ist, relativ zum Gegenhalter 302 verhindert werden, so dass die Aufnahme 301 eine lineare Bewegung, aber keine Drehbewegung ausführt.
Die Einrichtung 304 zum linearen Bewegen der Aufnahme 301 umfasst ferner eine Gewindemutter 310, die in manchen Ausführungsformen eine Kugelgewindemutter sein kann. Die Gewindespindel 308 ist in die Gewindemutter 310 eingesetzt. Wenn die Gewindemutter 310 um die Längsachse 321 des Vorspannmechanismus 300 gedreht wird, führen die Gewindespindel 308 und die daran befestigte Aufnahme 301 eine lineare Bewegung entlang der Längsachse 321 des Vorspannmechanismus 300 aus.
Zwischen der Gewindemutter 310 und dem Gegenhalter 302 ist ein Axialkugellager 315 vorgesehen, das eine reibungsarme Drehung der Gewindemutter 310 relativ zum Gegenhalter 302 ermöglicht.
Die Einrichtung 304 zum linearen Bewegen der Aufnahme 301 umfasst außerdem eine Griffhülse 312, in deren Inneres die Gewindemutter 310 eingesetzt ist. Zur Übertragung eines Drehmoments von der Griffhülse 312 auf die Gewindemutter 310 kann eine Passfeder 311 verwendet werden. Auf einer vom Gegenhalter 302 abgewandten Seite der Griffhülse 312 ist ein Handgriff 309 angebracht, mit dem die Griffhülse 312 und damit auch die Gewindemutter 310 relativ zum Gegenhalter 302 um die Längsachse 321 des Vorspannmechanismus 300 gedreht werden können. Somit kann durch Drehen am Handgriff 309 die Aufnahme 301 linear von der ersten Stellung zur zweiten Stellung bewegt werden. Durch Drehen des Handgriffs 309 in der Gegenrichtung ist auch ein Zurückbewegen der Aufnahme 301 von der zweiten Stellung in die erste Stellung möglich.
In manchen Ausführungsformen kann zwischen dem Gegenhalter 302 und der Griffhülse 312 eine stufenlose, fein-, oder grobverzahnte Ratschenvorrichtung (nicht gezeigt) vorgesehen sein, die während des Vorspannens der Konusverbindung ein Zurückdrehen des Handgriffs verhindert. Dadurch kann verhindert werden, dass sich der Handgriff 309 unbeabsichtigt zurückdreht, während der Benutzer umgreift. Zum Zurückbewegen der Aufnahme kann die Ratschenvorrichtung gelöst werden. Nach dem Lastabfall durch den Bruch des Bruchabschnitts 205 kann sich die Ratschenvorrichtung selbständig lösen oder kann von Hand gelöst werden.
Um eine lineare Bewegung der Griffhülse 312 relativ zum Gegenhalter 302 entlang der Längsachse 321 des Vorspannmechanismus 300 zu verhindern, können Madenschrauben 314 vorgesehen sein, die in Gewindebohrungen in der Griffhülse 312 eingeschraubt sind und in eine Nut im Gegenhalter 302 eingreifen.
Der Vorspannmechanismus 300 kann außerdem eine Dichtung 313, die aus einem Metall bestehen kann und Dichtungsringe 316, 317 aus einem elastischen Material, die beispielsweise x-Ringe sein können, umfassen. Durch die Dichtung 313 und die Dichtungsringe 316, 317 kann verhindert werden, dass Schmiermittel von dem Axialkugellager 315, der Gewindemutter 310 und/oder der Gewindespindel 308 nach außen dringt, und dass Flüssigkeiten ins Innere des Vorspannmechanismus 300 eindringen. Dadurch kann die Hygiene beim Vorspannen der Konusverbindung verbessert und eine Korrosion des Vorspannmechanismus 300 verhindert oder zumindest reduziert werden.
In den 4A, 4B und 4C ist die Aufnahme 301 für das Sollbruchelement 200 vergrößert dargestellt. Dabei zeigt 4A eine Querschnittsansicht entlang einer Ebene, die parallel zur Zeichenebene der 3B ist, 4B eine Draufsicht aus einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene der 3A und 4C eine Perspektivansicht.
Die Aufnahme 301 weist einen ersten Wandbereich 401 und einen zweiten Wandbereich 402 auf, die sich auf zwei einander gegenüber liegenden Seiten 403 (in 4B links) und 404 (in 4B rechts) der Aufnahme 301 befinden. Der ersten Wandbereich 401 weist einen vorspringenden Abschnitt 405 auf, der sich auf der dem zweiten Wandbereich 402 zugewandten Seite des ersten Wandbereichs 401 befindet. Der zweite Wandbereich 402 weist einen vorspringenden Abschnitt 406 auf, der sich auf einer dem ersten Wandbereich 401 zugewandten Seite des zweiten Wandbereichs 402 befindet. Die vorspringenden Abschnitte 405, 406 bilden einen Schlitz 408 mit einer Breite 409. Einer oder beide vorspringenden Abschnitte 405, 406 können Nasen, Vorsprünge und/oder Federelemente enthalten (nicht gezeigt), die so geformt und positioniert sind, dass das Sollbruchelement 200 nach merklichem Einrasten in seiner optimalen axial zentrierten Position fixiert wird, indem von den Nasen, Vorsprüngen und/oder Federelementen auch nach dem Loslassen durch den Bediener Druck auf den Abschnitt 208 des Sollbruchelements ausgeübt wird.
Die Nasen, Vorsprünge und/oder Federelemente können relativ klein dimensioniert sein, insbesondere können sie eine maximale Abmessung haben, die kleiner oder gleich einer Breite der vorspringenden Abschnitte in einer Richtung parallel zur Längsachse 321 des Vorspannmechanismus 300 ist.
Ein Abstand 410 zwischen dem ersten Wandbereich 401 und dem zweiten Wandbereich 402 ist größer als der Durchmesser 207 des Kopfs 204 des Sollbruchelements 200 und die Breite 409 des Schlitzes 408 ist kleiner als der Durchmesser 207 des Kopfs 204 des Sollbruchelements 200. Die Breite 409 des Schlitzes 408 ist jedoch größer als der Durchmesser des sich an den Kopf 204 anschließenden Abschnitts 208 des Sollbruchelements 200.
Der Kopf 204 des Sollbruchelements 200 kann durch eine Öffnung 411 in den Raum zwischen den Wandabschnitten 401, 402 eingesetzt werden. Wenn sich der Kopf 204 des Sollbruchelements 200 zwischen den Wandabschnitten 401, 402 befindet, verhindern die vorspringenden Abschnitte 405, 406 der Wandabschnitte 401, 402, dass sich der Kopf 204 entlang einer Richtung parallel zur Längsachse 321 des Vorspannmechanismus 300 aus der Aufnahme 301 entfernt, da die Breite 409 des Schlitzes 408 zu klein ist. Deshalb kann die Aufnahme 301 auf den Kopf 204 des Sollbruchelements 200 eine Zugkraft in einer Richtung, die von der Auflagefläche 303 des Gegenhalters 302 weg weist, ausüben.
Wenn sich der Kopf 204 des Sollbruchelements 200 zwischen den Wandbereichen 401, 402 befindet, befindet sich der sich an den Kopf 204 anschließende Teil 208 des Sollbruchelements 200 zwischen den vorspringenden Abschnitten 405, 406. Weitere Teile des Sollbruchelements 200 wie beispielsweise der Bruchabschnitt 205 und das Gewinde 202 befinden sich außerhalb der Aufnahme 301.
Zwischen dem ersten Wandabschnitt 401 und dem zweiten Wandabschnitt 402 kann sich ein dritter Wandabschnitt 410 befinden. Der dritte Wandabschnitt 410 befindet sich auf der der Öffnung 411 gegenüberliegenden Seite der Aufnahme 301, so dass der Bereich zwischen den Wandabschnitten 401, 402, 410 auf drei Seiten durch die Wandabschnitte 401, 402, 410 geschlossen ist.
Die Aufnahme 301 umfasst ferner ein Befestigungsmittel, beispielsweise ein Gewinde 413, durch das die Aufnahme 301 mit einem korrespondierenden Befestigungsmittel an der Gewindespindel 308 verbunden werden kann.
Wenn sich die Aufnahme 301 in der ersten Stellung befindet, wie in den 3A bis 3C dargestellt, wird die Öffnung 311 der Aufnahme 301 nicht durch Teile des Gegenhalters 302 verdeckt, so dass das Sollbruchelement 200 in die Aufnahme 301 eingesetzt werden kann.
Wenn sich die Aufnahme 301 in der zweiten Stellung befindet, wird die Öffnung 411 der Aufnahme 301 durch einen Abschnitt 307 des Gegenhalters 302 verdeckt, so dass ein vollständiges Hindurchtreten des Kopfs 204 des Sollbruchelements 200 durch die Öffnung 411 der Aufnahme 301 verhindert wird. Der Abschnitt 307 bildet somit ein Blockierelement, das in der zweiten Stellung der Aufnahme 301 ein Herausrutschen des Kopfs 204 des Sollbruchelements 200 aus der Aufnahme 301 verhindert.
Am Gegenhalter 302 und an der Griffhülse 312 können Markierungslinien 318, 319 angebracht sein, die so angeordnet sind, dass sie miteinander fluchten, wenn sich die Aufnahme 301 in der ersten Stellung befindet. Ein Pfeil 320 auf der Griffhülse 312 kann die Richtung angeben, in die der Griff 309 und die Griffhülse 312 gedreht werden müssen, um die Aufnahme 301 von der ersten Stellung in die zweite Stellung zu bewegen.
Die Vorrichtung zum Vorspannen der Konusverbindung umfasst ferner einen Prothesen-Ein/Ausschläger 500, der in 5 schematisch im Querschnitt dargestellt ist und als eine Kraftübertragungseinheit zum Übertragen der vom Gegenhalter 302 des Vorspannmechanismus 300 ausgeübten Gegenkraft auf den Halsteil 102 des Hüftimplantats 100 dient.
Der Prothesen-Ein/Ausschläger 500 weist eine Längsbohrung 501 auf. Auf einer Seite 503 des Prothesen-Ein/Ausschlägers 500, die bei der Benutzung des Prothesen-Ein/Ausschlägers 500 dem Hüftimplantat 100 zugewandt ist, befinden sich ein Ende 506, das in die Längsbohrung 106 des Halsabschnitts 102 eingesetzt werden kann, und eine Schulter 505, die auf dem Rand der Längsbohrung 106 ruht, wenn das Ende 506 in die Längsbohrung 106 eingesetzt ist. Auf der dem Hüftimplantat 100 abgewandten Seite 504 des Prothesen-Ein/Ausschlägers 500 befindet sich ein Griff 507, der eine Quaderform haben kann. Der Griff 507 weist eine Fläche 502 auf, auf die die Auflagefläche 303 des Gegenhalters 302 des Vorspannmechanismus 300 aufgelegt werden kann. Wenn die Auflagefläche 303 des Gegenhalters 302 auf der Fläche 502 aufliegt, befinden sich die Vorsprünge 305, 306 neben dem Griff 507. Ein Abstand zwischen den Vorsprüngen 305, 306 ist etwas größer als die Breite der schmäleren Seite der Fläche 502, so dass sich der Griff 507 zwischen den Vorsprüngen 305, 306 befindet und die Vorsprünge 305, 306 eine Drehung des Prothesen-Ein/Ausschlägers 500 relativ zum Gegenhalter 302 um die Längsachse 321 des Vorspannmechanismus 300 verhindern.
Die Vorrichtung zum Vorspannen der Konusverbindung umfasst ferner eine zweite Kraftübertragungseinheit, die einen Stab 601, der in 6A dargestellt ist, und eine Hülsenmutter 620, die in 6B dargestellt ist, umfasst.
Der Stab 601 hat ein erstes Ende 602 und ein zweites Ende 603. Am ersten Ende 602 befindet sich ein Außengewinde 604. Das Außengewinde 604 korrespondiert zu dem Innengewinde der Gewindebohrung 107 des Schafts 101 des Hüftimplantats 100, so dass das Außengewinde 604 in die Gewindebohrung 107 eingeschraubt werden kann. Am zweiten Ende 603 des Stabs 601 befindet sich ein Außengewinde 605. Das Außengewinde 605 kann dem Außengewinde 604 entsprechen, so dass das Außengewinde 605 ebenfalls zum Einschrauben in die Längsbohrung 107 geeignet ist. Dadurch kann der Stab 601 in beiden Orientierungen mit dem Schaft 101 verbunden werden.
Die Hülsenmutter 620 umfasst ein Innengewinde 621, das zu dem Außengewinde 605 am zweiten Ende 603 des Stabs und optional auch zu dem Außengewinde 604 am ersten Ende 602 korrespondiert, so dass die Hülsenmutter 620 auf den Stab 601 geschraubt werden kann. Durch die Hülsenmutter 620 erstreckt sich eine Längsbohrung 625. Auf der vor Innengewinde 621 abgewandten Seite der Hülsenmutter 620 befindet sich ein zweites Innengewinde 622, das zu dem Außengewinde 202 des Sollbruchelements 200 korrespondiert und somit als ein Befestigungselement zum lösbaren Verbinden des Sollbruchelements 200 mit der Hülsenmutter 620 dienen kann. Das zweite Innengewinde 622 kann sich in einem Kopf 623 der Hülsenmutter 620 befinden. Die Hülsenmutter 620 kann Querbohrungen 624 enthalten, die sich senkrecht zur Längsbohrung 620 erstrecken, in welche ein passender Schlüssel (nicht gezeigt) eingesteckt werden kann, um die Hülsenmutter 620 festzuziehen, wenn der Prothesen Ein-/Ausschläger 500 über den Stab 601 mit dem Schaft 101 fest verbunden wird um den Schaft 101 in den Oberschenkelknochen einzuschlagen. Das Einschlagen des Schafts kann vor dem Verbinden des Halsteils 102 mit dem Schaft 101 und vor dem Verspannen der Konusverbindung 103 durchgeführt werden.
Die Hülsenmutter 620 kann mittels der Querbohrungen 624 und dem passenden Schlüssel auch wieder gelöst werden.
Im Folgenden wird das Vorspannen der Konusverbindung 103 mit Hilfe der oben beschriebenen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Beim Implantieren des Hüftimplantats 100 in den Körper eines Patienten wird zunächst der Schaft 101 in den Femur des Patienten eingesetzt. Anschließend wird eines der Gewinde 604, 605 des Stabs 601 in die Gewindebohrung 107 des Schafts 101 eingeschraubt, so dass sich der Stab 601 entlang der Kegelachse des männlichen Konus 104 des Schafts 101 erstreckt.
Danach wird das Halsteil 102 auf den Schaft 101 aufgesetzt. Zu diesem Zweck kann der Stab 601 durch die Längsbohrung 106 des Halsteils 102 geführt werden, und das Halsteil 102 kann entlang des Stabs 601 auf den Schaft 101 zu bewegt werden, bis der weibliche Konus 105 des Halsteils 102 auf dem männlichen Konus 104 des Schafts 101 sitzt. Der Stab 601 dient dabei als ein Führungsmittel, um die Kegelachse des weiblichen Konus 105 des Halsteils 102 entlang der Kegelachse des männlichen Konus 104 des Schafts 101 auszu richten.
Danach kann der Prothesen-Ein/Ausschläger 500 auf das Halsteil 102 aufgesetzt werden, so dass sich das Ende 506 des Prothesen-Ein/Ausschlägers 500 in der Längsbohrung 106 des Halsteils 102 befindet und die Schulter 505 auf dem Rand der Längsbohrung 106 sitzt. Der Stab 601 wird dabei in die Längsbohrung 501 des Prothesen-Ein/Ausschlägers 500 eingesetzt.
Danach wird die Hülsenmutter 620 auf der vom Hüftimplantat 100 abgewandten Seite des Prothesen-Ein/Ausschlägers 500 in die Längsbohrung 501 des Prothesen-Ein/Ausschlägers 500 eingesetzt. Zu diesem Zweck kann die Längsbohrung 501 auf der vom Hüftimplantat 100 abgewandten Seite einen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser aufweisen, wie in 5 gezeigt. Das Innengewinde 621 der Hülsenmutter 620 wird mit demjenigen der Gewinde 604, 605, das sich an dem vom Hüftimplantat 100 abgewandten Ende des Stabs 601 befindet, verschraubt, bis der Kopf 623 der Hülsenmutter 620 auf der Fläche 502 auf der vom Hüftimplantat 100 abgewandten Seite des Griffs 507 aufliegt.
Danach kann das Sollbruchelement 200 mit der Hülsenmutter 620 verbunden werden, indem das Außengewinde 202 des Sollbruchelements 200 in das Innengewinde 622 im Kopf 623 der Hülsenmutter 620 eingeschraubt wird. Sobald der Vorsprung 211 des Sollbruchelements 200 auf dem Kopf 623 der Hülsenmutter 620 aufliegt, verhindert der Vorsprung 211, dass das Sollbruchelement 200 noch weiter in die Hülsenmutter 620 eingeschraubt wird. Alternativ kann das Sollbruchelement 200 auch vor dem Einsetzen der Hülsenmutter 620 in die Längsbohrung 501 des Prothesen-Ein/Ausschlägers 500 und/oder vor dem Verschrauben des Innengewindes 621 der Hülsenmutter mit einen Gewinde des Stabs 601 in die Hülsenmutter 620 eingeschraubt werden.
Danach kann der Vorspannmechanismus 300 auf den Prothesen-Ein/Ausschläger 500 aufgesetzt werden, so dass die Auflagefläche 303 des Vorspannmechanismus 300 auf der Fläche 502 des Prothesen-Ein/Ausschlägers 500 aufliegt. Die Aufnahme 301 befindet sich dabei in der ersten Stellung, was sichergestellt werden kann, indem die Markierungslinien 318, 319 am Vorspannmechanismus 300 so ausgerichtet werden, dass sie miteinander fluchten.
Der Kopf 204 des Sollbruchelements 200 wird in den Bereich zwischen den Wandbereichen 401, 402 der Aufnahme 301 eingesetzt, und der sich an den Kopf 204 des Sollbruchelements 200 anschließende Abschnitt 208 wird in den Schlitz 408 zwischen den vorspringenden Abschnitten 405, 406 der Wandbereiche 401, 402 eingesetzt. Das kann beispielsweise erfolgen, indem der Vorspannmechanismus 300 am Griff 507 des Prothesen-Ein/Ausschlägers 500 entlang bewegt wird.
Danach kann durch Drehen am Handgriff 309 des Vorspannmechanismus 300 die Aufnahme 301 vom Hüftimplantat 100 weg bewegt werden. Dabei wird der Kopf 204 des Sollbruchelements 200, der von den vorspringenden Abschnitten 405, 406 der Aufnahme 301 erfasst wird, vom Hüftimplantat 100 weg gezogen und es wird eine Zugkraft auf das Sollbruchelement 200 ausgeübt. Die Zugkraft wird durch das Sollbruchelement 200, die Hülsenmutter 620 und den Stab 601 auf den Schaft 101 übertragen, so dass auf den Schaft 101 eine Zugkraft wirkt, die den Schaft 101 in einer Richtung, die vom Schaft 101 zum Halsteil 102 weist, zieht.
Wenn vom Vorspannmechanismus 300 auf das Sollbruchelement 200 eine Zugkraft ausgeübt wird, wirkt gleichzeitig eine Gegenkraft in der entgegengesetzten Richtung. Die Gegenkraft wirkt vom Gegenhalter 302 des Vorspannmechanismus 300 auf den Prothesen-Ein/Ausschläger 500 und wird durch den Prothesen-Ein/Ausschläger 500 auf den Halsteil 102 des Hüftimplantats 100 übertragen. Die Gegenkraft ist eine Druckkraft, die in einer Richtung vom Halsteil 102 zum Schaft 101 des Hüftimplantats 100 wirkt. Somit werden der Schaft 101 und der Halsteil 102 durch die Kraft und die Gegenkraft zusammengepresst, wodurch der Reibschluss zwischen den Konen 104, 105 der Konusverbindung 103 im Hüftimplantat 100 verbessert wird.
Während die Aufnahme 301 vom Hüftimplantat 100 weg bewegt wird, nimmt zunächst die Stärke der Kraft und der Gegenkraft, die auf den Schaft 101 und das Halsteil 102 des Hüftimplantats 100 wirken, zu. Allerdings wird die Stärke der Kraft durch die Bruchkraft des Sollbruchelements 200 begrenzt.
Der Vorspannmechanismus 300 und das Sollbruchelement 200 sind so ausgelegt, dass das Sollbruchelement 200 bricht, während die Aufnahme 301 von der ersten Stellung zur zweiten Stellung bewegt wird. Dadurch ist sichergestellt, dass während des Bewegens der Aufnahme 301 von der ersten Stellung zur zweiten Stellung die Bruchkraft erreicht wird. Wegen des Bruchs des Sollbruchelements 200 überschreitet die zwischen den Konen 104, 105 des Hüftimplantats 100 wirkende Kraft jedoch nicht oder nur unwesentlich die Bruchkraft des Sollbruchelements 200.
Während die Aufnahme 301 von der ersten Stellung zur zweiten Stellung bewegt wird, wirkt zwischen dem Schaft 101 und dem Halsteil 102 des Hüftimplantats 100 somit maximal eine Kraft, deren Stärke gleich der Bruchkraft des Sollbruchelements ist. Dadurch kann die Konusverbindung 103 mit einer gewünschten Kraft (der Bruchkraft des Sollbruchelements 200) vorgespannt werden.
Anschließend kann die Vorrichtung zum Vorspannen der Konusverbindung vom Hüftimplantat 100 entfernt werden, indem der Vorspannmechanismus 300 abgenommen wird, die Hülsenmutter 320 gelöst wird, der Stab 601 aus der Gewindebohrung 107 des Schafts 101 herausgeschraubt wird und der Prothesen-Ein/Ausschläger 500 abgenommen wird. Der Abschnitt 307 des Gegenhalters 302 verhindert dabei, wie oben genauer erläutert, dass der Kopf 204 und der noch mit dem Kopf 204 verbundene Teil des gebrochenen Sollbruchelements 200 aus dem Vorspannmechanismus 300 herausfallen, wodurch verhindert wird, dass der Teil des Sollbruchelements 200 verloren geht.
Die Erfindung ist nicht auf Ausführungsformen beschränkt, in denen der Vorspannmechanismus, wie oben beschrieben, einen durch einen Handgriff betätigbaren Gewindetrieb umfasst. In anderen Ausführungsformen kann stattdessen ein durch einen Elektromotor betriebener Gewindetrieb und/oder eine hydraulische Zugvorrichtung verwendet werden.
Die Erfindung ist nicht auf Ausführungsformen beschränkt, in denen ein Prothesen-Ein/Ausschläger als Kraftübertragungseinheit zum Übertragen der vom Vorspannmechanismus ausgeübten Gegenkraft auf das Halsteil 102 des Hüftimplantats 100 verwendet wird. Alternativ kann der Gegenhalter des Vorspannmechanismus direkt auf das Halsteil 102 des Hüftimplantats 100 gesetzt werden. In solchen Ausführungsformen kann der Gegenhalter eine größere Länge haben als der in den 3A bis 3C dargestellte Gegenhalter 302.
Die Erfindung ist nicht auf Ausführungsformen beschränkt, in denen, wie oben beschrieben, eine Kraftübertragungseinheit verwendet wird, die den Stab 601 und die Hülsenmutter 620 umfasst. Alternativ kann eine einstückige Kraftübertragungseinheit mit einer Form ähnlich der Kombination aus dem Stab 601 und der mit ihm verbundenen Hülsenmutter 620 verwendet werden. In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann das Sollbruchelement direkt mit dem Schaft 101 des Hüftimplantats 100 verbunden werden, beispielsweise indem ein Gewinde am Sollbruchelement ähnlich dem Gewinde 202 in die Gewindebohrung 107 des Schafts 102 eingeschraubt wird. An das Gewinde kann sich ein Abschnitt des Sollbruchelements mit einer größeren Dicke als der Bruchabschnitt des Sollbruchelements anschließen, dessen Länge ausreichend groß ist, das er auf der vom Schaft 101 abgewandten Seite aus der Längsbohrung 106 des Halsteils 102 herausragt. Dadurch kann verhindert werden, dass das Sollbruchelement im Inneren der Längsbohrung 106 des Halsteils 102 bricht, wodurch das Entfernen des mit dem Schaft verbundenen Teils des gebrochenen Sollbruchelements aus dem Schaft 101 erleichtert wird.
In weiteren Ausführungsformen kann zwischen dem Schaft 101 und dem Halsteil 102 des Hüftimplantats 100 ein Zwischenstück eingesetzt werden, das einen weiblichen Konus umfasst, der auf den männlichen Konus 104 des Schafts 101 aufgesetzt wird, und das außerdem einen männlichen Konus umfasst, der in den weiblichen Konus 105 des Halsteils 102 eingesetzt wird. In solchen Ausführungsformen kann mit Hilfe der Vorrichtung gleichzeitig die Konusverbindung zwischen dem Schaft 101 und dem Zwischenstück und die Konusverbindung zwischen dem Zwischenstück und dem Halsteil 102 vorgespannt werden. Zu diesem Zweck wird der Stab 601 durch die Längsbohrung 106 des Halsteils 102 und durch eine im Zwischenstück vorgesehene Längsbohrung hindurchgeführt und in die Gewindebohrung 107 des Schafts 101 eingeschraubt. Zum Ausgleich der Länge des Zwischenstücks kann die Vorrichtung eine zweite Hülsenmutter mit einer größeren Länge als die oben beschriebene Hülsenmutter 620 umfassen, die zum Einsatz kommt, wenn das Zwischenstück verwendet wird.
In weiteren Ausführungsformen kann eine Vorrichtung zum Vorspannen einer Konusverbindung, die ein Sollbruchelement und einen Vorspannmechanismus ähnlich dem oben beschriebenen Sollbruchelement 200 und dem oben beschriebenen Vorspannmechanismus 300 umfasst, zum Vorspannen einer Konusverbindung zwischen dem Halsteil 102 und einer auf dem männlichen Konus 108 des Halsteils 102 aufgesetzten Gelenkkugel verwendet werden.
Solche Ausführungsformen werden im Folgenden mit Bezug auf 8 beschrieben. Dabei werden gleiche Bezugszeichen wie in den 1 bis 6 verwendet, um Teile zu bezeichnen, die Teilen der oben beschriebenen Ausführungsformen entsprechen und gleiche oder ähnliche Merkmale wie diese aufweisen können.
8 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Vorrichtung 800 zum Vorspannen einer Konusverbindung 806 zwischen einem weiblichen Konus 805 einer Gelenkkugel 803 und dem männlichen Konus 108 am Halsteil 102 des Hüftimplantats 100.
Die Vorrichtung 800 umfasst ein Sollbruchelement 807 und einen Vorspannmechanismus 801.
Das Sollbruchelement 807 ist dafür ausgelegt, bei einer Bruchkraft, die eine Zugkraft ist, die in der Längsrichtung des Sollbruchelements 807 wirkt, und die einer Montagekraft der Gelenkkugel 803 entspricht, zu brechen. Die Bruchkraft kann in manchen Ausführungsformen einen Wert im Bereich von 2 bis 6 kN haben. Ein Wert der Bruchkraft in diesem Bereich ist insbesondere zum Vorspannen der Konusverbindung 806 in Ausführungsformen, in denen die Gelenkkugel 803 eine Keramikkugel ist, geeignet. Weitere Merkmale des Sollbruchelements 807 können denen des oben mit Bezug auf 2 beschriebenen Sollbruchelements 200 entsprechen.
Der Vorspannmechanismus 801 umfasst einen Gegenhalter 804. Der Gegenhalter 804 weist eine Auflagefläche 808 auf, die zur Auflage auf einer Oberfläche der Gelenkkugel 803 geeignet ist. Die Auflagefläche 808 kann zu diesem Zweck eine sphärische Krümmung mit einem Krümmungsradius, der einem Krümmungsradius der Oberfläche der Gelenkkugel 803 entspricht, aufweisen. Die Auflagefläche 808 ist dabei konkav gekrümmt, so dass die Auflagefläche 808 auf die konvexe Oberfläche der Gelenkkugel 803 aufgelegt werden kann.
Der Gegenhalter 804 ist ferner zur Verwendung mit einem Halteelement 802 ausgebildet. Zu diesem Zweck kann der Gegenhalter 804 auf der in der Ansicht der 8 dem Betrachter zugewandten Seite eine Öffnung aufweisen, die sich zumindest teilweise über die in 8 links und rechts gelegenen Seiten des Gegenhalters 804 erstreckt, so dass das Halteelement 802 und das Sollbruchelement 807 aus einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene der 8 in den Vorspannmechanismus 801 eingesetzt werden können. Weitere Merkmale des Gegenhalters 804 können denen des oben beschriebenen Gegenhalters 302 entsprechen, und weitere Merkmale des Vorspannmechanismus 801 können denen des oben beschriebenen Vorspannmechanismus 300 entsprechen.
Das Halteelement 802 kann so geformt sein, dass es in einer Nut oder an einem Kragen am Halsteil 102 der Prothese 100 ansetzt werden kann, um eine Zugkraft auf den Halsteil 102, die in einer Richtung vom Halsteil 102 auf die Gelenkkugel 803 zu wirkt, aufzubringen, während sich der Gegenhalter 804 mit seiner Auflagefläche 808 auf der Gelenkkugel 803 abstützt und eine Gegenkraft zu der Zugkraft, die eine Druckkraft ist, auf die Gelenkkugel 803 ausübt.
Das Sollbruchelement 807 kann in ein Gewinde im Halteelement 802 eingeschraubt werden. Somit ist das Sollbruchelement 807 durch das Halteelement 802 mit dem Halsteil 102 verbindbar. Der Kopf des Sollbruchelements 807 kann in die Aufnahme 301 des Vorspannmechanismus 801 eingesetzt werden.
Zum Vorspannen der Konusverbindung 806 kann mit Hilfe des Vorspannmechanismus 801 eine Zugkraft auf das Sollbruchelement 807 ausgeübt werden, die durch das Halteelement 802 auf das Halsteil 102 übertragen wird. Die Gegenkraft zu der Zugkraft wird durch den Gegenhalter 804 auf die Gelenkkugel 803 ausgeübt, so dass die Gelenkkugel 803 auf das Halsteil 102 gepresst wird und der männliche Konus 108 des Halsteils 102 in den weiblichen Konus 805 der Gelenkkugel 803 hineingedrückt wird. Dadurch wird die Konusverbindung 806 vorgespannt.
Durch die Bruchkraft des Sollbruchelements 807 wird die maximal zwischen dem männlichen Konus 108 des Halsteils 102 und dem weiblichen Konus 805 der Gelenkkugel 803 wirkende Kraft begrenzt. Wird die Zugkraft auf das Sollbruchelement 807 ausgeübt, bis es bricht, wird die Konusverbindung 806 mit einer Kraft vorgespannt, die durch die Bruchkraft des Sollbruchelements 807 festgelegt ist.
Die exakte zur Montage der Gelenkkugel 803 auf dem männlichen Konus 108 des Halsteils 102 benötigte Kraft kann über Material und Durchmesser des Sollbruchelements 807 eingestellt werden. Die vorgegebene Montagekraft liegt bei Keramikkugeln bei 2 bis 6 kN.
Alternativ können Halteelemente zum Vorspannen einer Konusverbindung zwischen dem Halsteil 102 und einer auf dem männlichen Konus 108 des Halsteils 102 aufgesetzten Gelenkkugel 803 auch an anderen geeigneten Stellen des Implantats 100 ansetzen, z. B. an Finnen (nicht gezeigt) und Bohrungen von Finnen (nicht gezeigt) oder in geeigneter Form an der dem Halsteil 102 gegenüberliegenden Seite des Implantats 100 selbst.
Nach dem Stand der Technik wird die Montagekraft der Gelenkkugel per Hammerschlag aufgebracht. Im Vergleich mit dem Stand der Technik ermöglicht die Vorrichtung 800 eine genauere Einstellung der Montagekraft und sie kann das Risiko von Beschädigungen der Gelenkkugel verringern.
Die Erfindung ist nicht auf Ausführungsformen beschränkt, in denen eine Konusverbindung zwischen Teilen eines Hüftimplantats vorgespannt wird. Eine Vorrichtung zum Vorspannen einer Konusverbindung ähnlich der oben beschriebenen Vorrichtung kann auch zum Vorspannen von Konusverbindungen in anderen Implantaten wie beispielsweise Kniegelenksprothesen verwendet werden.
Die Erfindung ist nicht auf Ausführungsformen beschränkt, in denen eine Konusverbindung zwischen Teilen eines Implantats vorgespannt wird. Eine Vorrichtung zum Vorspannen einer Konusverbindung ähnlich der oben beschriebenen Vorrichtung kann zum Vorspannen von Konusverbindungen jeglicher Art verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 29506036 U1 [0002]
DE 4320086 C3 [0003]
DE 202006014950 U1 [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN 10088 [0057]

Claims

Vorrichtung zum Vorspannen einer Konusverbindung (103, 806) zwischen einem ersten Teil (101, 102) und einem zweiten Teil (102, 803) eines Implantats (100), umfassend: ein Sollbruchelement (200, 807), das mit dem ersten Teil (101, 102) verbindbar und dafür ausgelegt ist, bei einer vorgegebenen Bruchkraft, die in einer Richtung vom ersten Teil (101, 102) auf den zweiten Teil (102, 803) zu wirkt, zu brechen; und einen Vorspannmechanismus (300, 801) zum Ausüben einer Kraft auf das mit dem ersten Teil (101, 102) verbundene Sollbruchelement (200, 807), die in der Richtung vom ersten Teil (101, 102) auf den zweiten Teil (102, 807) zu wirkt, und zum Ausüben einer Gegenkraft auf den zweiten Teil (102, 807), die in einer zur Richtung vom ersten Teil (101, 102) auf den zweiten Teil (102, 803) zu entgegengesetzte Richtung wirkt, wobei der Vorspannmechanismus (300, 801) zum Bereitstellen der Bruchkraft ausgelegt ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Sollbruchelement (200, 807) umfasst: ein Befestigungselement (202) an einem ersten Ende (201) des Sollbruchelements (200, 807); einen Kopf (204) an einem zweiten Ende (203) des Sollbruchelements (200, 807); und einen Bruchabschnitt (205), der sich zwischen dem Befestigungselement (202) und dem Kopf (204) befindet, wobei der Bruchabschnitt (205) dafür ausgelegt ist, bei der Bruchkraft zu brechen, wobei die Bruchkraft eine Zugkraft ist, die in einer Längsrichtung (206) des Bruchabschnitts (205) wirkt.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, die eine erste Kraftübertragungseinheit (500) zum Übertragen der vom Vorspannmechanismus (300) ausgeübten Gegenkraft auf den zweiten Teil (102) des Implantats (100) umfasst.
Vorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die erste Kraftübertragungseinheit (500) einen Prothesen-Ein/Ausschläger umfasst.
Vorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, die eine zweite Kraftübertragungseinheit zum Übertragen der vom Vorspannmechanismus ausgeübten Kraft umfasst, wobei die zweite Kraftübertragungseinheit lösbar am Sollbruchelement (200) und am ersten Teil (101) des Implantats (100) befestigbar ist, so dass das Sollbruchelement (200) durch die zweite Kraftübertragungseinheit mit dem ersten Teil (101) des Implantats (100) verbunden ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die zweite Kraftübertragungseinheit umfasst: einen Stab (601) mit einem ersten Außengewinde (604) an einem ersten Ende (602) des Stabs (601) und einem zweiten Außengewinde (605) an einem zweiten Ende (603) des Stabs (601), wobei das erste Außengewinde (604) zum Einschrauben in eine Gewindebohrung (107) im ersten Teil (101) des Implantats (100), die sich entlang einer Achse (109) eines im ersten Teil (101) des Implantats (100) vorgesehenen Konus (104) erstreckt, geeignet ist; und eine Hülsenmutter (620), die ein Innengewinde (621), in das das zweite Außengewinde (604) einschraubbar ist, und ein Befestigungselement (622), das zum Verbinden mit dem Sollbruchelement (200) geeignet ist und sich auf einer dem ersten Innengewinde (621) gegenüberliegenden Seite der Hülsenmutter (620) befindet, umfasst.
Vorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei das Sollbruchelement (200) ein Befestigungselement (202) aufweist, das lösbar mit dem Befestigungselement (622) der Hülsenmutter (620) verbindbar ist.
Vorrichtung gemäß einem der Anspruche 5 bis 7, wobei die erste Kraftübertragungseinheit (500) eine Längsbohrung (501) aufweist, in die zumindest ein Teil der zweiten Kraftübertragungseinheit einsetzbar ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Vorspannmechanismus (300, 801) umfasst: eine Aufnahme (301) für das Sollbruchelement (200, 807); einen Gegenhalter (302, 804) mit einer Auflagefläche (303, 808); und eine Einrichtung (304) zum linearen Bewegen der Aufnahme (301) für das Sollbruchelement (200, 807) von einer ersten Stellung zu einer zweiten Stellung, wobei die Aufnahme (301) in der zweiten Stellung weiter von der Auflagefläche (303) entfernt ist als in der ersten Stellung.
Vorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei: eine erste Kraftübertragungseinheit (500) gemäß Anspruch 3 vorhanden ist; die Auflagefläche (303) des Gegenhalters (302) zum Auflegen auf einer Fläche (502) der ersten Kraftübertragungseinheit (500), die sich auf einer vom Implantat (100) abgewandten Seite der ersten Kraftübertragungseinheit befindet, geeignet ist; und der Gegenhalter (302) ein oder mehrere Elemente (305, 306) umfasst, die dafür geeignet sind, eine Drehung des Gegenhalters (302) relativ zur ersten Kraftübertragungseinheit (500) zu verhindern, wenn die Auflagefläche (303) des Gegenhalters (302) auf der Fläche (502) der ersten Kraftübertragungseinheit (500) aufliegt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei die Elemente (305, 306) zum Verhindern der Drehung des Gegenhalters (302) relativ zur ersten Kraftübertragungseinheit (500) zwei Vorsprünge umfassen, zwischen die ein Teil (507) der ersten Kraftübertragungseinheit (500), der die Fläche (502) umfasst, einsetzbar ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei die Auflagefläche (808) des Gegenhalters (804) eine sphärische Krümmung aufweist und zur Auflage auf einer Oberfläche einer Gelenkkugel (803), die den zweiten Teil des Implantats bildet, ausgelegt ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 12, die ein Halteelement (802) umfasst, das lösbar mit dem Sollbruchelement (807) verbindbar ist und zum Ansetzen an dem ersten Teil des Implantats ausgelegt ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei: das Sollbruchelement (200, 807) die Merkmale gemäß Anspruch 2 aufweist; die Aufnahme (301) für das Sollbruchelement (200, 807) einen ersten (401) und einen zweiten (402) Wandbereich aufweist, die sich auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten (403, 404) der Aufnahme (301) befinden; der erste Wandbereich (401) und der zweite Wandbereich (402) jeweils einen vorspringenden Abschnitt (405, 406) aufweisen; der Kopf (204) des Sollbruchelements (200, 807) auf einer der Auflagefläche (303) abgewandten Seite (407) der vorspringenden Abschnitte (405, 406) zwischen dem ersten und dem zweiten Wandbereich einführbar ist; die vorspringenden Abschnitte (405, 406) einen Schlitz (408) bilden, in den ein Teil des Sollbruchelements (200, 807) einsetzbar ist; und eine Breite (409) des Schlitzes (408) kleiner als ein Durchmesser (207) des Kopfs (204) des Sollbruchelements (200, 807) ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei: die Aufnahme (301) einen dritten Wandbereich (410) aufweist, der den ersten (401) und zweiten (402) Wandbereich verbindet; sich gegenüber dem dritten Wandbereich (410) eine Öffnung (411) befindet, durch die der Kopf des Sollbruchelements (200, 807) in die Aufnahme (301) einführbar ist, wenn sich die Aufnahme (301) in der ersten Stellung befindet; und der Gegenhalter (302) ein Blockierelement (307) umfasst, das dafür ausgelegt ist, ein Hindurchtreten des Kopfs (204) des Sollbruchelements (200, 807) durch die Öffnung (411) zu verhindern, wenn sich die Aufnahme (301) in der zweiten Stellung befindet.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei die Einrichtung (304) zum linearen Bewegen der Aufnahme (301) eine Gewindespindel (308) umfasst.
Vorrichtung gemäß Anspruch 16, die einen Handgriff (309) zum Drehen einer Gewindemutter (310) der Gewindespindel (308) umfasst.
Vorrichtung gemäß Anspruch 16 oder 18, die eine Ratschenvorrichtung umfasst, die dafür geeignet ist, eine Drehung einer Gewindemutter (310) der Gewindespindel (308) relativ zu der Gewindespindel (308) in einer Richtung, die einer Bewegung der Aufnahme (301) für das Sollbruchelement (200, 807) von der ersten Stellung zu der zweiten Stellung entspricht, zuzulassen und eine Drehung in der entgegengesetzten Richtung zu blockieren.