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VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung bezieht sich auf und beansprucht die Priorität der US-Gebrauchsmusteranmeldung Nummer 13/955,083, die am 31. Juli 2013 angemeldet wurde, der provisorischen US-Patentanmeldung mit der Nummer 61/678,353, die am 1. August 2012 angemeldet wurde, und der provisorischen US-Patentanmeldung mit der Nummer 61/784,690, die am 14. März 2013 angemeldet wurde, und die Gesamtheit dieser Anmeldungen wird hiermit durch Bezugnahme auf die darin enthaltenen Lehren einbezogen.
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HINTERGRUND
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Muskeln generieren geradlinige Kräfte, die proportional zu deren senkrechtem Abstand zwischen dem Zentrum der Gelenkrotation (CoR) und der Kraftlinie des Muskels in Drehmoment umgewandelt werden. Dieser senkrechte Abstand wird als Hebelarm des Muskels bezeichnet; dies bedeutet, dass ein um 50 % höherer Hebelarm eine um 50 % geringere Kraft durch einen bestimmten Muskel benötigt, um ein(e) bestimmte(s) Drehmoment/Bewegung zu induzieren. Die Lage des Hebelarms relativ zu dem gemeinsamen Zentrum der Gelenkrotation bestimmt die Art der Bewegung, die der Muskel erzeugen wird. In der Schulter sind diese Bewegungen Abduktion/Adduktion (in der Skapula-/Frontalebene und/oder in der Querebene), interne/externe Rotation (Rotation der Längsachse des Humerus) und Flexion/Extension (in der Sagittalebene). Je größer der Hebelarm des Muskels ist, desto größer ist die Kapazität dieses Muskels, das Drehmoment zu generieren, welches für eine Bewegung und zur Stützung externer Belastungen notwendig ist. Der Kompromiss bei einem größeren Hebelarm ist, dass der Muskel dann eine größere Auslenkung erfordert (d.h. mehr Muskelverkürzung, um eine gegebene Bewegungsdistanz zu erzeugen). Es ist zu beachten, dass der Hebelarm eines Muskels nur ein Bestandteil der Fähigkeit des Muskels ist, Drehmoment zu erzeugen. Andere Faktoren umfassen die physiologische Querschnittsfläche des Muskels, die Architektur, die neuronale Aktivität, und sein Längs-Spannungs-Verhältnis.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Prothesen zur Verbesserung der Gelenkmechanik in der Endoprothetik sind hierin offenbart.
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Gemäß hierin offenbarten Aspekten werden Prothesen offenbart, die die Spannung des Deltamuskels und der Rotatorenmanschette erhöhen, und zwar durch Veränderung ihre Befestigungsposition, und ein Umhüllen des Muskels um die Vorrichtung wird derart erleichtert, dass der Hebelarm des Muskels erhöht wird, die Muskelspannung verbessert wird, und eine größere Gelenkkompression erreicht wird, um eine höhere Stabilität zu gewähren.
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Gemäß hierin offenbarten Aspekten weist eine Prothese der vorliegenden Erfindung Folgendes auf: einen Humerusschaft mit einer Mittel-Längsachse, wobei der Humerusschaft ausgebildet ist, die Prothese an einen resezierten Knochen anzubringen; einen proximalen Abschnitt, der ausgebildet ist, direkt oder indirekt an dem Humerusschaft einzugreifen; und eine Tuberositas, die ausgebildet ist, in den proximalen Abschnitt einzugreifen, wobei die Tuberositas ausgebildet ist, eine Dicke von mindestens 20 mm in Bezug auf die Mittel-Längsachse des Humerusschafts zu haben, sodass die Tuberositas ausreichend positioniert ist, um ein Umhüllen des Deltamuskels zu simulieren, um eine Gelenkkompression zu fördern. In einer Ausführungsform ist der Humerusschaft ein modularer Humerusschaft, der die Austauschbarkeit von Bauteilen in ihrer vollen Größe ermöglicht, aber gleichzeitig einen verbesserten Widerstand gegenüber dem Lösen von Komponenten während des Einsatzes realisiert. In einer Ausführungsform weist die Prothese ferner einen oder mehrere Mittelabschnitte auf, die eingreifend zwischen dem proximalen Abschnitt und dem Humerusschaft positioniert sind. In einer Ausführungsform wird die Prothese der vorliegenden Erfindung während einer Schulterendoprothetik verwendet.
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Gemäß hierin offenbarten Aspekten weist das Kit der vorliegenden Erfindung Folgendes auf: einen Humerusschaft mit einer Mittel-Längsachse, wobei der Humerusschaft ausgebildet ist, an einen resezierten Knochen angebracht zu werden; eine erste Tuberositas-Komponente mit einer ersten Dicke in Bezug auf die Mittel-Längsachse des Humerusschafts; eine zweite Tuberositas-Komponente mit einer zweiten Dicke in Bezug auf die Mittel-Längsachse des Humerusschafts, wobei sich die erste Dicke der ersten Tuberositas-Komponente unterscheidet von der Dicke der zweiten Tuberositas-Komponente; und mindestens einen proximalen Abschnitt, der ausgebildet ist, in mindestens die erste Tuberositas-Komponente oder die zweite Tuberositas-Komponente einzugreifen. In einer Ausführungsform ist die erste Dicke der ersten Tuberositas-Komponente mindestens 20 mm in Bezug auf die Mittelachse des Humerusschafts, und die zweite Dicke der zweiten Tuberositas-Komponente mindestens 20 mm in Bezug auf die Mittelachse des Humerusschafts.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegend offenbarten Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Die dargestellten Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, wobei die Betonung stattdessen allgemein auf der Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegend offenbarten Erfindung liegt.
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1 ist eine Fotografie, die den mittleren Deltamuskel zeigt, der den großen Tuberositas (Tuberculum majus) des Humeruskopfs umhüllt, um durch Kompression die Stabilität des Humeruskopfs zu erhöhen.
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2 ist ein Computermodell einer normalen Schulter, die 48 Grad in Bezug zu einem festen Skapula abgespreizt ist, in dem der mittlere Deltamuskel nicht länger die große Tuberositas des Humerusschafts umhüllt, und daher nicht länger eine stabilisierende Kompressionskraft auf die Schulterpfanne ausübt.
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3 ist ein Computermodell einer inversen 36 mm Grammont Schulter, die 8 Grad in Bezug zu einem festen Skapula abgespreizt ist, in dem der mittlere Deltamuskel nicht länger die große Tuberositas des Humerusschafts umhüllt, und daher nicht länger eine stabilisierende Kompressionskraft auf die Schulterpfanne ausübt.
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4 ist ein Computermodell einer 32 mm Encore reverse®-Schulter, die 28 Grad in Bezug zu einem festen Skapula abgespreizt ist, in dem der mittlere Deltamuskel nicht länger die große Tuberositas des Humerusschafts umhüllt, und daher nicht länger eine stabilisierende Kompressionskraft auf die Schulterpfanne ausübt.
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5 ist ein Computermodell einer 38 mm Equinoxe®-Schulter, die 40 Grad in Bezug zu einem festen Skapula abgespreizt ist, in dem der mittlere Deltamuskel nicht länger die große Tuberositas des Humerusschafts umhüllt, und daher nicht länger eine stabilisierende Kompressionskraft auf die Schulterpfanne ausübt.
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6 zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Prothese der vorliegenden Erfindung, die entweder zur anatomischen oder inversen totalen Schulterendoprothetik verwendet werden kann. Die Vorrichtung umfasst einen Humerusschaft, einen Mittelabschnitt, einen proximalen Abschnitt und eine Tuberositas. In dieser Ausführungsform weist der Humerusschaft einen kegelförmigen Versatz (bzw. einen verjüngenden Versatz) zum Verbinden mit einem distalen Fixierungsring auf.
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7A–7C zeigen verschiedene Ansichten einer Ausführungsform eines proximalen Abschnitts der Prothese der vorliegenden Erfindung.
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8A–8C zeigen verschiedene Ansichten einer Ausführungsform einer Tuberositas der Prothese der vorliegenden Erfindung.
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9A–9C zeigen verschiedene Ausführungsformen (1 Durchmesser, 3 Längen) von Mittelabschnitten einer Prothese der vorliegenden Erfindung.
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10 zeigt einer Ausführungsform eines Humerusschafts der Prothese der vorliegenden Erfindung mit einem kegelförmigen Versatz zum Verbinden mit einem distalen Fixierungsring der vorliegenden Erfindung.
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11A und 11B zeigen eine Ausführungsform eines distalen Fixierungsrings einer Prothese der vorliegenden Erfindung mit einem kegelförmigen Versatz zum Verbinden mit einem Humerusschaft. 11A ist eine Seitenansicht des distalen Fixierungsrings und 11B ist eine Unteransicht des distalen Fixierungsrings.
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12A und 12B zeigen eine Anordnung des distalen Fixierungsrings mit einem kegelförmigen Versatz und dem Humerusschaft mit einem kegelförmigen Versatz. 12A ist eine Seitenansicht der Anordnung und 12B ist eine Unteransicht der Anordnung.
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13A–13C zeigen drei Ausführungsformen von Tuberositas der vorliegenden Erfindung. 13A zeigt die Prothese gemäß 6 mit einer „Standard“ Tuberositas-Größe, 13B zeigt die Prothese gemäß 6 mit einer „ersten erweiterten“ Tuberositas-Größe, und 13C zeigt die Prothese gemäß 6 mit einer „zweiten erweiterten“ Tuberositas-Größe.
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14A und 14B zeigen Seitenansichten eine Ausführungsform der Prothese der vorliegenden Erfindung zur Verwendung mit einer inversen Schulter. Die Vorrichtung weist einen Humerusschaft, einen Mittelabschnitt, und einen proximalen Abschnitt mit einer Tuberositas in Standardgröße (14A) und einer Tuberositas mit erweiterter Größe (14B) auf.
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15A und 15B zeigen Seitenansichten der Prothesen der 14A und 14B, wenn sie an einen Humerusknochen angeordnet sind. In diesen Bildern passt der distale Fixierungsring um die Diaphyse des Humerusknochens; der Schaft und der Ring sind jeweils in verschiedenen Größen zur Verfügung gestellt und jeweils versetzt, um eine bessere Passform in jedem Humerus zu ermöglichen.
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16A und 16B zeigen Seitenansichten einer Ausführungsform einer Prothese der vorliegenden Erfindung zur Verwendung mit einer anatomischen totalen Schulter. Die Vorrichtung weist einen Humerusschaft, einen Mittelabschnitt, und einen proximalen Abschnitt mit einer Tuberositas in Standardgröße (16A) und einer Tuberositas mit erweiterter Größe (16B) auf.
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17A und 17B zeigen Seitenansichten der Prothesen der 16A und 16B, wenn sie an einem Humerusknochen angeordnet sind. In diesen Bildern passt der distale Fixierungsring um die Diaphyse des Humerusknochens; der Schaft und der Ring sind jeweils in verschiedenen Größen zur Verfügung gestellt und jeweils versetzt, um eine bessere Passform in jedem Humerus zu ermöglichen.
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18A–18C zeigen die Vorrichtungen der 13A–13C, überlagert mit einem Humerusknochen. In diesen Bildern sind die anatomischen Positionen der Tuberositas wiederhergestellt.
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19A–19H zeigen die Prothese gemäß 6 ohne Mittelabschnitts-Komponente (19A), mit unterschiedlich langen Mittelabschnitts-Komponenten (19B bis 19D) oder mit zwei oder mehr Mittelabschnitts-Komponenten (19E bis 19H) zur Verwendung bei einer Humerushals-Resektion oder onkologischen Anwendungen.
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20 zeigt eine Ausführungsform eines Kits der vorliegenden Erfindung.
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21 zeigt eine Ausführungsform eines Kits der vorliegenden Erfindung.
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Während die oben genannten Zeichnungen die gegenwärtig offenbarten Ausführungsformen zeigen, werden auch andere Ausführungsformen in Betracht gezogen, wie in der Diskussion festgestellt wird. Diese Offenbarung stellt beispielhafte Ausführungsformen repräsentativ, aber nicht limitieren, dar. Zahlreiche andere Modifikationen und Ausführungsformen können von Fachleuten entwickelt werden, wobei diese in den Umfang und den Geist der Prinzipien der vorliegenden offenbarten Erfindung fallen. Fachleute auf dem Gebiet werden erkennen, dass eine Prothese der vorliegenden Erfindung bei Gelenken Anwendung findet, die die Schulter, die Hüfte und das Knie einschließen, aber nicht auf diese beschränkt sind.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind hierin offenbart. Allerdings ist klar, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich zur Veranschaulichung der Erfindung dienen, die in verschiedenen Formen verkörpert werden kann. Darüber hinaus ist jedes der in Verbindung mit den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung angegeben Beispiele veranschaulichend und nicht einschränkend. Ferner sind die Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, wobei einige Merkmale übertrieben dargestellt sein können, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen (und jede Größe, jedes Material und ähnliche Details, die in den Figuren gezeigt sind, sind natürlich veranschaulichend und nicht einschränkend). Daher sind spezifische strukturelle und funktionale Details, die hierin offenbart sind, nicht als einschränkend zu interpretieren, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einen Fachmann zu lehren, die vorliegende Erfindung unterschiedlich einzusetzen.
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Reduzierte Muskelfunktion mit Endoprothetik ist ein kompliziertes Gebiet. In der Schulter können prothetische Designparameter die Spannung von Muskeln über oder unter ihre normale Ruhelage verändern und/oder strategisch den Hebelarm von Muskeln erhöhen (oder verringern), um sie zu einem mehr (oder weniger) wichtigen Faktor für eine bestimmte Art von Bewegung zu machen. In der Schulter sind, bei inverser Schulterendoprothetik, zwei der häufigsten muskulär bedingten Herausforderungen Instabilität und Verlust der externen Rotation (und übermäßige interne Rotation), wobei die letztere die Fähigkeiten des Patienten beeinträchtigt, den Arm in neutraler Position zu halten, wenn der Arm gehoben wird (beispielsweise positives Hornbläser-Zeichen (engl.: positive horn blower’s sign)), was zahlreiche Aktivitäten des täglichen Lebens verhindert. Diese Probleme sind besonders in Onkologie- oder Revisionsanwendungen besorgniserregend, bei denen der Knochen entfernt wird, und das Weichgewebe mit einem anderen Substrats rekonstruiert werden muss, wobei dies gegebenenfalls zu einem anderen Zeitpunkt vorgenommen wird.
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Der Deltamuskel ist der größte und wichtigste Muskel des Schultergürtels. Er ist der primäre Antreiber in der Schulter und erzeugt das nach vorne gerichtete Anheben in der Skapulaebene. Der Deltamuskel besteht aus drei ausgeprägten Köpfen: 1) vorderer (vorderes Akromion und Schlüsselbein), 2) mittlerer (lateraler Rand des Akromions), und 3) hinterer Deltamuskel (Schulter-Wirbelsäule); und ist für etwa 20 % der Masse der Schultermuskeln verantwortlich. Auf niedrigem Niveau der Abduktion erzeugt die Umhüllung des mittleren Deltamuskels um den größeren Tuberositas des Humeruskopfs (1) eine stabilisierende Kompressionskraft; jedoch ist diese Kompressionskraft klein im Vergleich zu der, die durch die Rotatorenmanschette generiert wird.
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Ändern des Zentrums der Gelenkrotation bei der Endoprothetik (insbesondere bei einer inversen Schulter mit Inversion der anatomischen Konkavitäten und inferioren und medialen Verschiebung des Zentrums der Rotation) verändert dramatisch die Beziehung jedes (Schulter) Muskels in seiner normalen physiologischen Funktion. In der Schulter erhöht ein mediales Verschieben des Zentrums der Rotation die Länge des vorderen, mittleren, und hinteren Abduktions-Hebelarms des Deltamuskels und verlängert den vorderen, mittleren, und hinteren Deltamuskel, sodass diese mehr zu der Abduktion beitragen. Diese größeren Abduktions-Hebelarme erhöhen die Kapazität des Deltamuskels, den Arm in Skapula- und Frontalebenen zu heben, was die beeinträchtigende Funktion des Supraspinatus und der oberen Bereiche des Subscapulars- und Infraspinatusmuskels der Rotatorenmanschette kompensiert, welche typischerweise in der angegebenen Pathologie beteiligt sind. Das mediale Verschieben des Zentrums der Rotation verschiebt auch den Humerus medial, der die Schlaffheit der übrigen Muskeln der Rotatorenmanschette erhöht und auch zum Impingement des Humerus mit dem Skapulahals bei niedriger Höhe (d.h. Skapularkerbe) führt.
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Die Wiederherstellung der seitlichen Position der Humerus-Tuberositas ist wichtig, um die restlichen Muskeln der Rotatorenmanschette in einer natürlichen physiologischen Weise zu spannen, und bietet das Potential, die Rotationsstärke besser wiederherzustellen. Während ein Überspannen dieser Muskeln die Möglichkeit eröffnet, den Ruhetonus/die Spannung zu verbessern, kann es auch schwieriger werden, eine folgende Tenotomie zu reparieren (im Falle der Subscapularis).
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Lateralisierung des Zentrums der Gelenkrotation relativ zu dem Grammont Design wurde als Methode zur Verbesserung der aktiven internen und externen Rotation, der Stärke und der Stabilität vorgeschlagen. Lateralisierung des Zentrums der Gelenkrotation lateralisiert den Humerus, spannt die restlichen Muskeln der Rotatorenmanschette und minimiert ein Impingement der Humerus-Komponente entlang des unteren Skapulahalses. Lateralisierung des Zentrums der Gelenkrotation erhöht auch das Drehmoment an der Gelenksbefestigungsfläche und verringert die Länge des Abduktions-Hebelarms des Deltamuskels. Da der Abduktions-Hebelarm des Deltamuskels verringert wird, wenn das Zentrum der Rotation lateralisiert wird, wird der Deltamuskel weniger effektiv als Abduktor und erfordert eine größere Kraft, um den Arm sowohl in der Skapula, als auch in der Frontalebene zu heben. Diese erhöhten Lasten und Drehmomente können negative Folgen auf eine Rehabilitation eines Patienten, Muskelermüdung, Stressfrakturen und Prothesenfixierung haben. Es sollte erkannt werden, dass der Humerus lateralisiert werden kann, ohne dass das Zentrum der Gelenkrotation lateralisiert wird. Dies hat den Vorteil der Wiederherstellung der Muskellänge/Muskelspannung der anatomischen Rotatorenmanschette, während die Abduktions-Länge des Hebelarms nach Grammont erhalten wird und das Drehmoment an der Gelenk-Knochen-Schnittstelle minimiert wird. Roche et al. hat zuerst gezeigt, dass der Humerus lateralisiert werden kann, um den Tuberositas in eine eher anatomische Position zu bringen, während ein Humerusfassung-Impingement mit dem unteren Skapulahals minimiert wird. Dies kann erreicht werden durch Verringern des Humerushals-Winkels von dem Humerushals-Winkel von 155° nach Grammont, proportionales Erhöhen der Dicke sowie des Durchmessers der Glenosphäre, Verringern der Einschränkung der Humerusfassung, und/oder durch Erhöhen des medialen Versatzes der Humerusfassung/des Humerusschafts.
Lemieux et al. hat gezeigt, dass das Erhöhen des medialen Versatzes des Humerusschafts bei einer totalen Schulterendoprothetik den Hebelarm des mittleren Deltamuskels vergrößert, und auch den Umhüllungswinkel des mittleren Deltamuskels um die größere Tuberositas erhöht, was dabei hilft, das Gelenk durch Kompression des Humeruskopfs in die Gelenkpfanne zu stabilisieren. Wie in Tab. 1 beschrieben, kann eine Umhüllung des Deltamuskels verändert werden durch unterschiedliche Prothesendesigns (inverse Schulter nach Grammont, inverse Schulter nach Encore, inverse Schulter nach Equinoxe), unterschiedliche Orientierungen (zum Beispiel Ändern der Humerusretroversion und/oder Ändern der Neigung des Implantats), und/oder Implantation der Vorrichtung in einer vorderen Schulter bei unterschiedlichen Skapulamorphologien oder Verschleißmustern (zum Beispiel Verschleiß der medialen Gelenkpfanne). Diese Ergebnisse wurden von einem Computer-Modell berechnet, das bei verschiedenen Armpositionen Muskelaktionslinien in der Schulter simuliert.
2 ist ein Computermodell, das die Arm-Abduktion illustriert, in dem der mittlere Deltamuskel in der normalen Schulter bei einer Abduktion von 48° in der Skapulaebene (relativ zu einem festen Skapula) nicht mehr die größere Tuberositas des Humeruskopfs umhüllt.
3–
5 sind Computermodelle, die das gleiche Phänomen der Umhüllung des Deltamuskels mit variierenden inversen Schulter-Prothesendesigns illustrieren (36 mm Grammont inverse Schulter-Abduktion auf 8° relativ zu einem festen Skapula (
3), 32 mm Encore inverse Schulter-Abduktion auf 28° relativ zu einem festen Skapula (
4), und 38 mm Equinoxe inverse Schulter-Abduktion auf 40° relativ zu einem festen Skapula (
5). In den
3–
5 umhüllt der mittlere Deltamuskel nicht länger die größere Tuberositas in dem Humeruskopf und vermittelt deshalb nicht länger eine stabilisierende Kompressionskraft auf die Gelenkpfanne. Tabelle 1: Umhüllen des mittleren Deltamuskels um die größere Tuberositas (Studie anhand Computermodel)
| Abduktion, bei der der Deltamuskel die Tuberositas nicht umhüllt |
Normale Schulter | 48° |
36 Grammont, 20° Retroversion | 8° |
32 Encore Revers® | 28° |
38 Equinoxe® | 40° |
36 Grammont, 0° Retroversion | 16° |
36 Grammont, 40° Retroversion | 7° |
36 Grammont, 15° Neigung | 7° |
32 Encore Revers®, 15° Neigung | 21° |
36 Grammont, 10 mm mediale Abnutzung | –1° |
32 Encore Revers®, 10 mm mediale Abnutzung | 12° |
38 Equinoxe®, 10 mm mediale Abnutzung | 18° |
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6 zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Prothese 100 der vorliegenden Erfindung, welche entweder für eine anatomische oder eine inverse totale Schulterendoprothetik eingesetzt werden kann, und welche auch für eine Hüft-Endoprothetik eingesetzt werden kann. Die Vorrichtung 100 weist einen Humerusschaft 110, einen Mittelabschnitt 120, einen proximalen Abschnitt 130, und eine Tuberositas 140 auf. In einer Ausführungsform weist der Humerusschaft 110 einen kegelförmigen Versatz 114 zum Verbinden mit einem distalen Fixierungsring 116 auf. Der proximale Abschnitt 130 lateralisiert den Ort, wo das Weichgewebe in der Schulter in die Vorrichtung 100 eindringt (genauer, die Rotatorenmanschette – angebracht mit Nahtbohrungen), und lateralisiert auch, wo der Deltamuskel die Vorrichtung 100 umhüllt, um einen Umhüllungs-Winkel zu ermöglichen, um eine größere Kompression auf die Gelenkpfanne auszuüben. In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung 100 keinen Mittelabschnitt 120 auf. In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung 100 zwei oder mehr Mittelabschnitte 120 auf. Die Vorrichtung 100 kann mehrere Nahtbohrungen 150 zur Fixierung von Weichgewebe aufweisen.
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Die 7A–7C zeigen verschiedene Ansichten des proximalen Abschnitts 130. In einer Ausführungsform ist der proximale Abschnitt 130 aus Ti-6Al-4V hergestellt. In einer Ausführungsform wird der proximale Abschnitt 130 durch Lösungsglühen und thermische Alterung behandelt. In einer Ausführungsform ist der proximale Abschnitt 130 +0 mm lang. In einer Ausführungsform ist der proximale Abschnitt 130 +12,5 mm lang. In einer Ausführungsform weist der proximale Abschnitt 130 eine sphärisch Bohrung 132 auf zur Befestigung an eine Humerus-Ablage einer inversen Schulterprothese (siehe beispielsweise 14A und 14B) oder zur Befestigung an eine Replikatorplatte einer primären Schulterprothese (siehe beispielsweise 16A und 16B). In einer Ausführungsform weist der proximale Abschnitt 130 einen verjüngenden Bereich 134 auf zur Befestigung mit verschiedenen Größen von modularen Tuberositas-Komponenten der vorliegenden Erfindung. In einer Ausführungsform weist der proximale Abschnitt 130 eine Verbindung 136 auf, welche ausgelegt ist, eine Verbindung 122 eines Mittelabschnitts 120 der vorliegenden Erfindung verriegelnd anzubringen oder eine Verbindung 112 des Humerusschafts 110 der vorliegenden Erfindung verriegelnd anzubringen.
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Die 8A–8C zeigen verschiedene Ansichten einer Ausführungsform der Tuberositas 140 der vorliegenden Erfindung. In einer Ausführungsform ist die Tuberositas 140 aus Ti-6Al-4V hergestellt. In einer Ausführungsform ist die Tuberositas 140 aus Co-Cr hergestellt. In einer Ausführungsform ist eine äußere Oberfläche 140s der Tuberositas glatt (elektropoliert), um eine Abnutzung oder Beschädigung des Deltamuskels zu verhindern, während er über die äußere Oberfläche 140s der Tuberositas 140 gleitet. Die äußere Oberfläche 140s der Tuberositas weist einen unteren Bereich 140l, der im Wesentlichen eine flache Oberfläche ist, und einen oberen Bereich 140u auf mit einer konvexen Krümmung, die ausgelegt ist, dass es dem Deltamuskel ermöglicht wird, eine größere Tuberositas des Humeruskopfs zu umhüllen. In einer Ausführungsform weist die Tuberositas 140 eine Steckverbindung 144 zur Anbringung an einen proximalen Abschnitt 130 der vorliegenden Erfindung auf.
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Die 9A–9C zeigen verschiedene Ausführungsformen (1 Durchmesser, 3 Längen) von Mittelabschnitten 120 der Vorrichtung 100 der vorliegenden Erfindung. In einer Ausführungsform hat jeder Mittelabschnitt 120 denselben Durchmesser, beispielsweise 24 mm mit einem Nahtkä126. In einer Ausführungsform hat der Mittelabschnitt 120 eine Länge von 25 mm (9A). In einer Ausführungsform hat der Mittelabschnitt 120 eine Länge von 50 mm (9B) in einer Ausführungsform hat der Mittelabschnitt 120 eine Länge von 75 mm (9C). Der Mittelabschnitt 120 weist eine axiale Durchgangsbohrung auf. In einer Ausführungsform weist die axiale Bohrung des Mittelabschnitts 120 einen ersten verjüngenden Abschnitt 122 und einen zweiten verjüngenden Abschnitt 124 auf, wobei der erste verjüngende Abschnitt 122 benachbart zu einem proximalen Ende des Mittelabschnitts 120 angeordnet ist und seine Dimensionen ausgebildet sind für ein verriegelndes Anbringen an den verjüngenden Abschnitt 136 des proximalen Abschnitts 130, wobei der zweite verjüngende Abschnitt 124 benachbart zu einem distalen Ende des Mittelabschnitts 120 angeordnet ist und seine Dimensionen ausgebildet sind für ein verriegelndes Anbringen an den verjüngenden Abschnitt 112 des Humerusschafts 110. Jeder der Abschnitte 120 kann aus einer biokompatiblen hochfesten Titan-Legierung hergestellt sein, kann aber auch aus anderen biokompatiblen Materialien, wie zum Beispiel einer Kobalt-Chrom-Legierung, rostfreiem Stahl, und Verbundmaterialien, hergestellt sein. In einer Ausführungsform ist der Mittelabschnitt 120 aus Te-6Al-6V hergestellt. Eine Gewindeschraube kann optional verwendet werden, um die verriegelnde Anbringung an die Abschnitte zu verbessern. In einer Ausführungsform ist der Mittelabschnitt 120 wärmebehandelt und einer thermischen Alterung unterzogen. Der Mittelabschnitt 120 kann mit einem Weichgewebe-Fixierungsmaterial, wie zum Beispiel einer Plasmabeschichtung, beschichtet sein.
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10 zeigt eine Ausführungsform des Humerusschafts 110 der Vorrichtung 100 der vorliegenden Erfindung mit einem kegelförmigen Versatz 114 zum Verbinden an einen distalen Fixierungsring 116 der vorliegenden Erfindung. In einer Ausführungsform ist der kegelförmigen Versatz 114 von der Mittel-Längsachse „LA“ des Humerusschafts 110 ungefähr 1 mm versetzt. Der Humerusschaft 110 kann versetzt sein, um eine bessere Passform zwischen der äußeren Humerus-Diaphyse und dem inneren Markdurchmesser zu ermöglichen. In einer Ausführungsform ist der Humerusschaft 110 in 3 unterschiedlichen Längen, und 6 unterschiedlichen Durchmessern verfügbar, wodurch elf Schäfte 110 (6 × 80/120, 7 × 80/120, 8 × 80/120/200, 9 × 80/120, 11 × 120, 13 × 120) bereitgestellt werden.
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Die 11A und 11B zeigen den distalen Fixierungsring 116 der Vorrichtung 100 mit einem kegelförmigen Versatz (der von der Mittel-Längsachse des Rings 116 versetzt ist) zum Verbinden mit dem Humerusschaft. In einer Ausführungsform ist die Mittel-Längsachse des Rings 116 ungefähr 1 mm versetzt. Der distale Fixierungsring 116 hat eine untere Oberfläche 118, die an der Spongiosa anliegt und die Seitenfläche des resezierten Knochens bildet (zu sehen in den 15A, 15B, 17A, 17B und 19B–I). Die Dimensionen des distalen Fixierungsrings 116 sind so gewählt, dass sich die End-Seitenfläche des Rings 116 den Dimensionen der resezierten End-Seitenfläche des resezierten Knochens annähert. In einer Ausführungsform kann der Ring 116 mit einem Weichgewebe-Fixierungsmaterial, wie beispielsweise einer Plasmabeschichtung, beschichtet sein, und kann mit einem Knochenwachstum stimulierenden Material, wie zum Beispiel Hydroxylapatit, beschichtet sein, was die Spongiosa anregen kann, über die Oberfläche des Rings 116 zu wachsen und helfen kann, die Vorrichtung 100 fester in den restlichen resezierten Knochen zu verankern.
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Die 12A und 12B zeigen den Humerusschaft der 10 und den distalen Fixierungsring 116 der 11A, in welcher jeder einen Versatz aufweist, um den Versatz des äußeren Humerus-Diaphyse-Durchmessers von jedem Versatz des inneren Mark-Kanaldurchmessers zu entkoppeln.
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Die 13A–13C zeigen drei Ausführungsformen von Tuberositas der vorliegenden Erfindung. Die 13A zeigt eine erste Tuberositas 140a der vorliegenden Erfindung mit einer ersten Dicke von 20 mm, gemessen von der Mittel-Längsachse „LA“ des Humerusschafts 110 zu der äußeren Oberfläche 140s, und diese wird als „Standard“-Größe (+0 mm) Tuberositas 140a der vorliegenden Erfindung bezeichnet. Die 13B zeigt eine zweite Tuberositas 140b der vorliegenden Erfindung mit einer zweiten Dicke von 25 mm, gemessen von der Mittel-Längsachse „LA“ des Humerusschafts 110 zu der äußeren Oberfläche 140s, und diese wird als „erste erweiterte“-Größe (+5 mm) Tuberositas 140b der vorliegenden Erfindung bezeichnet. Die 13C zeigt eine dritte Tuberositas 140c der vorliegenden Erfindung mit einer dritten Dicke von 30 mm, gemessen von der Mittel-Längsachse „LA“ des Humerusschafts 110 zu der äußeren Oberfläche 140s, und diese wird als „zweite erweiterte“-Größe (+10 mm) Tuberositas 140c der vorliegenden Erfindung bezeichnet. Die verschiedenen Tuberositas erlauben Modifikationen der Umhüllung des Deltamuskels während der Operation. In einer Ausführungsform weist jede Tuberositas eine Steckverbindung 144 zum Verbinden mit dem proximalen Abschnitt 130 der vorliegenden Erfindung auf. In einer Ausführungsform ist die Tuberositas 140a geeignet gestaltet, um eine Dicke von 20 mm relativ zu der Mittel-Längsachse „LA“ des Humerusschafts 110 zu haben, sodass die Tuberositas geeignet positioniert ist, ein Umhüllen des Deltamuskels zu simulieren, um eine Gelenkkompression zu fördern. Die laterale Spanne der Tuberositas-Merkmale ist als Distanz von 20 mm definiert, kann aber erhört werden, um selektiv eine höhere Umhüllung des Deltamuskels und eine größerer Gelenkkompression zu ermöglichen. Beispielsweise werden die Tuberositas-Komponenten 140b und 140c mit einer Dicke von 25 mm (+5 mm) und 30 mm (+10 mm) jeweils in Bezug zu der Mittel-Längsachse „LA“ des Humerusschafts 110 bereitgestellt, um selektiv eine größere Umhüllung des Deltamuskels und eine größere Gelenkkompression zu ermöglichen. Tuberositas 140a, 140b, 140c weisen äußere Oberflächen 140s auf, die einen oberen Bereich 140u mit einer konvex gerundeten Krümmung aufweisen. In einer Ausführungsform hat der obere Bereich 140u mit der konvex gerundeten Krümmung jeder Tuberositas 140a, 140b, 140c einen Krümmungsradius, der im Wesentlichen der gleiche ist. In einer Ausführungsform hat der obere Bereich 140u mit der konvex gerundeten Krümmung der Tuberositas 140a einen Krümmungsradius von 16,5 mm. In einer Ausführungsform hat der obere Bereich 140u mit der konvex gerundeten Krümmung der Tuberositas 140b einen Krümmungsradius von 16,0 mm. In einer Ausführungsform hat der obere Bereich 140u mit der konvex gerundeten Krümmung der Tuberositas 140c einen Krümmungsradius von 15,0 mm.
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Die 14A und 14B sind Seitenansichten der Prothese 100, die mit Komponenten einer inversen Schulter verwendet wird. In der 14A ist die „Standard“-Größe Tuberositas 140a gezeigt, während in 14B die „erste erweiterte“-Größe Tuberositas 140b gezeigt ist. In einer Ausführungsform sind die Tuberositas 140a, 140b modular mit dem proximalen Abschnitt 130 verbunden. Die Tuberositas können eingelassene Nahtöffnungen 148 an verschiedenen Orten aufweisen, um selektiv Muskeln der Rotatorenmanschette zu spannen/anzubringen. In einer Ausführungsform ist der Humerusschaft 110 ein modularer Humerusschaft. Wie in den 14A und 14B dargestellt, weist die Vorrichtung 100 eine Humerusfassung 116 auf. Eine Tuberositas 140 der vorliegenden Erfindung kann integral mit dem proximalen Abschnitt 130 ausgebildet sein, oder modular in den proximalen Abschnitt 130 eingreifen.
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Die 15A und 15B sind Seitenansichten der Prothese gemäß den 14A und 14B, wenn diese an einen Humerusknochen angeordnet sind. In diesen Bildern passt der distale Fixierungsring 116 um die Diaphyse des Humerusknochens 180; der Schaft 110 und der Ring 116 sind jeweils in verschiedenen Größen bereitgestellt und sind jeweils versetzt, um eine bessere Passform in jede Humerusgröße zu ermöglichen.
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Die 16A und 16B sind Seitenansichten der Prothese 100, die mit Komponenten einer anatomischen totalen Schulter verwendet wird. In der 16A ist die „Standard“-Größe Tuberositas 140a gezeigt, während in 16B die „erste erweiterte“-Größe Tuberositas 140b gezeigt ist. In einer Ausführungsform sind die Tuberositas 140a, 140b modular mit dem proximalen Abschnitt 130 verbunden. Die Tuberositas können eingelassene Nahtöffnungen 148 an verschiedenen Orten aufweisen, um selektiv Muskeln der Rotatorenmanschette zu spannen/anzubringen. In einer Ausführungsform ist der Humerusschaft 110 ein modularer Humerusschaft. Wie in den 16A und 16B dargestellt, weist die Vorrichtung 100 eine Replikatorplatte (nicht gezeigt) und einen Humeruskopfs 170 auf. Eine Tuberositas 140 der vorliegenden Erfindung kann integral mit dem proximalen Abschnitt 130 ausgebildet sein, oder modular in den proximalen Abschnitt 130 eingreifen.
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Die 17A und 17B sind Seitenansichten der Prothese gemäß den 16A und 16B, wenn diese an einen Humerusknochen angeordnet sind. In diesen Bildern passt der distale Fixierungsring 116 um die Diaphyse des Humerusknochens 180; der Schaft 110 und der Ring 116 sind jeweils in verschiedenen Größen bereitgestellt und sind jeweils versetzt, um eine bessere Passform in jede Humerusgröße zu ermöglichen.
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Die 18A–18C zeigen die Vorrichtungen gemäß den 13A–13C mit einem überlagerten Humerusknochen. In der 18A ist die anatomische Tuberositas-Position wiederhergestellt. In den 18B und 18C ist die Tuberositas-Position lateralisiert, um eine größere Umhüllung des Deltamuskels um jede Tuberositas und eine höhere Gelenkkompression durch den Deltamuskel zu ermöglichen. Die Fähigkeit, selektiv eine Tuberositas von verschiedener Dicke zu wählen, ermöglicht dem Chirurgen, das Gelenk in einer primären oder inversen Schulterendoprothetik besser zu spannen durch Verändern der Umhüllung des Deltamuskels um die größere Tuberositas, die die Kompression des proximalen Humerus in die Gelenkpfanne vergrößert. Verbesserte Umhüllung des Deltamuskels kann auch von kosmetischer Relevanz bei inverser Schulterendoprothetik sein.
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Die 19A–19H zeigen die Prothese gemäß 6 ohne Mittelabschnitts-Komponente (19A), mit Mittelabschnitts-Komponenten verschiedener Länge (19B–19D) oder mit zwei oder mehr Mittelabschnitts-Komponenten (19E–19H) zur Verwendung in einer chirurgischen Hals-Resektion oder onkologischen Anwendungen. Die Vorrichtung 100 kann mehr als einen Mittelabschnitt aufweisen, um verschiedene Humerus-Osteotomien aufzunehmen (dies tritt bei onkologischen Anwendungen auf, in welchen der Humerusknochen reseziert wird und es notwendig ist, das Weichgewebe wieder anzubringen). Für eine chirurgische Hals-Resektion kann die Vorrichtung 100 eine zweiteilige Gestalt aufweisen, die einen proximalen Abschnitt und eine Tuberositas (19A) aufweist, wobei der proximale Abschnitt in einen Humerusschaft eingreift. Für eine onkologische Anwendung, in der der Humerusknochen zwischen dem Humerushals und der Tuberositas des Deltamuskels reseziert wird, kann die Vorrichtung 100 eine dreiteilige Gestalt aufweisen, die einen proximalen Abschnitt, eine Tuberositas, und einen oder mehrere Mittelabschnitte (19B–19D) aufweist, wobei der letzte Mittelabschnitt in den Humerusschaft eingreift. Für eine onkologische Anwendung, in der der Humerusschaft unterhalb der Tuberositas des Deltamuskels reseziert wird, kann die Vorrichtung 100 eine vierteilige Gestalt aufweisen, die einen proximalen Abschnitt, eine Tuberositas und zwei oder mehr Mittelabschnitte (19E–19H) aufweist, wobei der letzte Mittelabschnitt in den Humerusschaft eingreift.
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Die 20 zeigt eine Ausführungsform eines Kits 200 der vorliegenden Erfindung. Das Kit 200 weist Folgendes auf: einen Humerusschaft 110 mit einer Mittel-Längsachse, wobei der Humerusschaft ausgebildet ist, an einen resezierten Knochen angebracht zu werden; eine erste Tuberositas-Komponente 140a mit einer ersten Dicke in Bezug auf die Mittel-Längsachse des Humerusschafts 110; eine zweite Tuberositas-Komponente 140b oder 140c mit einer zweiten Dicke in Bezug auf die Mittel-Längsachse des Humerusschafts 110, wobei sich die erste Dicke der ersten Tuberositas-Komponente 140a unterscheidet von der zweiten Dicke der zweiten Tuberositas-Komponente 140b oder 140c; und einen proximalen Abschnitt 130a, der ausgebildet ist, in die erste Tuberositas-Komponente 140a und die zweite Tuberositas-Komponente 140b oder 140c einzugreifen. Die Komponenten des Kits 200 sind in einem Gehäuse 210 angeordnet, dass bequem ermöglicht, die Komponenten des Kits während eines chirurgischen Eingriffs leicht zu erkennen und zur Verfügung zu stellen. In einer Ausführungsform ist die Dicke der ersten Tuberositas-Komponente mindestens 20 mm in Bezug auf die Mittelachse des Humerusschafts, und die zweite Dicke der zweiten Tuberositas-Komponente ist mindestens 20 mm in Bezug auf die Mittelachse des Humerusschafts, wie genauer in Bezug auf die 13A–13C erläutert wurde. In einer Ausführungsform weist das Kit 200 ferner einen distale Fixierungsring 116, einen zweiten proximalen Abschnitt 130b, und einen oder mehrere Mittelabschnitte 120 auf, die in dem Gehäuse 210 oder in einem separaten Gehäuse 220 angeordnet sein können.
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Die 21 zeigt eine Ausführungsform eines Kits 300 der vorliegenden Erfindung. Das Kit 300 weist Folgendes auf: einen Humerusschaft 110 mit einer Mittel-Längsachse, wobei der Humerusschaft ausgebildet ist, an einen resezierten Knochen angebracht zu werden; einen ersten proximalen Abschnitt 130a mit einer integralen ersten Tuberositas-Komponente 140a (der proximale Abschnitt 130a und die Tuberositas-Komponente 140a sind einteilig) mit einer ersten Dicke in Bezug auf die Mittel-Längsachse des Humerusschafts 110; und einen zweiten proximalen Abschnitt 130b mit einer integralen zweiten Tuberositas-Komponente 140b oder 140c (der proximale Abschnitt 130b und die zweite Tuberositas-Komponente 140b oder 140c sind einteilig) mit einer zweiten Dicke in Bezug auf die Mittel-Längsachse des Humerusschafts 110, wobei sich die erste Dicke der ersten Tuberositas-Komponente 140a unterscheidet von der zweiten Dicke der zweiten Tuberositas-Komponente 140b oder 140c. Die Komponenten des Kits 300 sind in einem Gehäuse 310 angeordnet, dass es bequem ermöglicht, bei einem chirurgischen Eingriff die Komponente des Kits leicht zu identifizieren und zur Verfügung zu stellen. In einer Ausführungsform ist die erste Dicke der ersten Tuberositas-Komponente mindestens 20 mm in Bezug auf die Mittelachse des Humerusschafts, und die zweite Dicke der zweiten Tuberositas-Komponente ist mindestens 20 mm in Bezug auf die Mittelachse des Humerusschafts, wie in Bezug auf die Zeichnungen 13A–13C erläutert wurde. In einer Ausführungsform weist das Kit 300 ferner einen distale Fixierungsring 116 und einen oder mehrere Mittelabschnitte 120 auf, die in dem Gehäuse 310 oder in einem separaten Gehäuse 320 angeordnet sein können.
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Alle Patente, Patentanmeldungen, und veröffentlichte Referenzen, die hierin zitiert wurden, sind hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit einbezogen. Es wird darauf hingewiesen, dass mehrere der oben offenbarten und andere Merkmale und Funktionen, oder Alternativen davon, in anderen Systemen oder Anwendungen kombiniert werden können, so gewünscht. Verschiedene zum jetzigen Zeitpunkt nicht ersichtliche oder nicht antizipierte Alternativen, Modifikationen, Variationen, oder Verbesserungen, die von Fachleuten hierauf folgend vorgenommen werden, sind auch durch die folgenden Ansprüche abgedeckt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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