DE2443450C3 - Werkzeug, insbesondere Stirnfräse oder Gewindeschneider, zum Herstellen eines Pfannenbettes in einem Hüftknochen - Google Patents

Description

den Abschnitt eine Skala trägt.

6. Werkzeug nach Anspruch 2 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die das Einschieben des Führungsbolzens (14) in die zentrale Pfannenbettperforation begrenzende Schulter (24) durch einen Ringwulst (26) gebildet ist, welcher in eine entsprechende Ausnehmung (40) in der unteren Fläche (41) des Werkzeugkörpers (15) paßt.

Führungsbolzens und dem Ende des Sackloches 40 aus dem Werkzeugkörper herausragenden unteren eingespannte Druckfeder (19) angeordnet ist. Ende mit einer das Einschieben in die zentrale

5. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekenn- Pfannenbettperforation begrenzenden Schulter versezeichnet, daß der Führungsbolzen (14) oben aus dem hen ist, wogegen das obere Ende des Führungsbolzens Hohlschaft (16) vorsteht und auf seinem vorstehen- als Tiefenanzeiger ausgebildet ist.

Zur Anwendung des erfindu.igsgemäßen Werkzeuges wird zunächst unter dem gewünschten Implantations-Winkel eine zentrale Pfannenbettperforation eingebracht. Diese dient als Haftloch für Instrumente, die während der Einbringung der Pfanne zu ihrer Fixierung und Positionierung benutzt werden. In die zentrale Pfannenbettperforation wird der Führungsbolzen des erfindungsgemäßen Werkzeuges, also zunächst der Stimfräse, eingesetzt. Der Führungsbolzen sitzt mit seiner Schulter immer auf dem Boden des Pfannenbettes. Beim Eindringen des Werkzeugkörpers in den Hüftknochen verschiebt sich der Führungsbolzen axial relativ zum Werkzeugkörper; diese Verschiebung wird an der Tiefenlehre beobachtet oder abgetastet und ist ein Maß für das Eindringen des Werkzeugkörpers in den Hüftknochen. Beim Erreichen der gewünschten Eindringtiefe wird der Arbeitsgang (Fräsen des Pfannenbettes bzw. Schneiden des Gewindes in der Knochenwandung) beendet. Eine großflächige Perforation des Bodens des Pfannenbettes wird somit vermieden.

Eventuell nach weiteren Arbeitsgängen wird dann der Gewindeschneider eingesetzt. Auch hierbei wird in die Pfannenbettperforation der Führungsbolzen eingesetzt

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug, insbesondere eine Stimfräse oder einen Gewindeschneider, um in einem Hüftknochen ein Pfannenbett herzustellen, in welches zementfrei eine Pfanne, insbesondere eine Schraubpfanne, für eine Hüftgelenk-Total-Endo-Prothese eingesetzt werden soll, wobei in den Hüftknochen zunächst unter dem gewünschten Implantations-Winkel eine zentrale Pfannenbettperforation eingebracht ist.

In einer älteren Patenanmeldung (DT-OS 23 14 175) ist eine Keramik-Schraubpfanne beschrieben, welche ohne Verwendung von Zement in einem zylindrischen Pfannenbett durch Einschrauben angebracht werden kann. Die zementfreie Verankerungstechnik erfordert

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und bdim Schneiden des Gewindes die Tiefenlehre beobachtet. Ist die gewünschte Tiefe erreicht, in welcher die Bodenfläche des Gewindeschneiders auf dem Boden des Pfannenbettes aufsitzt, so wird der Arbeitsgang beendet, ohne daß die Gefahr einer großflächigen Perforation des Bodens des Pfannenbettes oder einer Zerstörung des geschnittenen Gewindes bestände.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist vorteilhaft der (z.B. zylindrische) Werkzeugkörper einen länglichen Hohlschaft auf, in dessen axialem Hohlraum der Führungsbolzen geführt ist.

Vorteilhaft weist der Hohlschaft mindestens einen Längsschliti: auf, in welchem ein Querbolzen verschiebbar eingelagert ist, welcher auf dem Führungsbolzen sitzt und dessen axiale Verschiebung im Hohlschaft gegenüber einer Skala anzeigt.

Weiterhin hat es sich bewährt, daß das obere Ende des Führungsbolzens in das ein Sac! loch bildende obere Ende des axialen Hohlraumes ragt und daß in diesem Sackloch eine zwischen dem oberen Ende des Führungsbolzens und dem Ende des Sackloches eingespannte Druckfeder angeordnet ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Tiefenlehre besteht darin, daß der Führungsbolzen oben aus dem Hohlschaft vorsteht und auf seinem vorstehenden Abschnitt eine Skala trägt. In dem gleichen Maße, in dem das unten aus dem Werkzeugkörper beim Eindringen dieses Werkzeugkörpers in den Hüftknochen herausragende Ende des Führungsbolzens im Werkzeugkörper verschwindet, wird der oben aus dem Hohlschaft vorstehende Abschnitt des Führungsbolzens langer; sobald der nach oben vorstehende Abschnitt die gewünschte Länge erreicht hat, wird der betreffende Arbeitsgang beendet.

Vorteilhaft ist die das Einschieben des Führungsbolzens in die zentrale Pfannenbettperforation begrenzende Schulter durch einen Ringwulst gebildet, welcher in eine entsprechende Ausnehmung in der unteren Fläche des Werkzeugkörpers hineinpaßt. Dieser Ringwulst bildet nicht nur die untere Schulter, sondern auch einen oberen Anschlag, welcher beim Erreichen der gewünschten Tiefe ein weiteres Vordringen der Stirnfräse verhindert und somit dazu beiträgt, eine großflächige Perforation des Bodens des Pfannenbettes zu verhindern. Durch diesen durch den Ringwulst gebildeten oberen Anschlag wird die Tiefe des Pfannenbettes genau auf das gewünschte Maß begrenzt.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Schraubpfanne im axialen Schnitt, F i g. la das tragende Gewinde,

Fig.2 den Gegenstand der Fig. 1 in Ansicht von unten,

F i g. 3 eine erfindungsgemäße Stirnfräse, Fig.4 eine Randfräse und

F i g. 5 einen erfindungsgemäßen Gewindeschneider.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Schraubpfanne nach der genannten älteren Patenanmeldung enthält in ihrem Inneren die ungefähr halbkugelförmige Höhlung 1, deren Oberfläche poliert ist und auf der der aus der gleichen Keramik bestehende und ebenfalls in seiner Oberfläche polierte kugelförmige Kopf des im Oberschenkel verankerten Gegenstückes der Hüftgelenk-Endoprothese gelagert ist. Der eigentliche Körper 2 der Pfanne besteht aus Aluminiumoxid-Keramik. Dieser Pfannenkörper ist in seinem oberen, dem Hüftknochen zugewandten Teil zylinderförmig ausgebildet, mit einem Zvlinderdurchmesser D, der kleiner ist als der Gesamtdurchmesser d 1 der Pfanne, aber größer als der Durchmesser der halbkugligen Höhlung c/2 im Inneren der Pfanne. Die Gesamthöhe h der Pfanne ist kleiner als der Durchmesser der halbkugligen Höhlung dl. Der zylindrische Teil der Pfanne trägt an seiner Außenseite ein Gewinde 3. Dieses Gewinde ist so ausgeführt, daß es Kräfte, die vom Oberschenkel her auf die Pfanne wirken, besonders günstig auf den Hüftknochen übertragen kann. Ein Beispiel für ein derart ausgeführtes Gewinde ist in Fig. la dargestellt. — An der Außenseite des zylindrischen Teiles mit dem Durchmesser D sind außer dem Gewinde noch achsparallele Nuten 4 angebracht. Diese Nuten können z. B. halbkreisförmige Gestalt haben und unterbrechen das Gewinde, wobei es sich als besonders nützlich erwiesen hat, diese Unterbrechung möglichst scharfkantig auszuführen. In der Fig. 2 sind vier derartige Nuten eingezeichnet. In der Verlängerung dieser Nuten befinden sich Löcher, die durch den wulstförmigen Teil 5 der Pfanne bis zur Pfannenvorderseite hindurchreichen. — Auf der in den Hüftknochen hineinragenden Seite der Pfanne ist ein Profil angebracht. In der Fig. 1 besteht dieses Profil aus den schwalbenschwanzförmiger. Nuten 6 und 7, die in dem Anblick der F i g. 2 durch die Nuten 8 dargestellt werden. — In der Mitte des Pfannengewölbes ist ein Loch 9 in Fig. 1 bzw. 10 in F i g. 2 vorgesehen.

Um in einem Hüftknochen ein zylindrisches Pfannenbett für die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Schraubpfanne herzustellen, verwendet man die in F i g. 3 dargestellte erfindungsgemäß ausgebildete Stirnfräse:

Zunächst bohrt man unter dem gewünschten Implantations-Winkel an einer geeigneten, meist tiefsten Stelle des natürlichen Pfannenbettes in das Hüftbecken eine zentrale Pfannenbettperforation. In diese steckt man den zylindrisch ausgebildeten Endabschnitt 13 des Führungsbolzens 14. Dieser sitzt in einem axialen Hohlraum des Werkzeugkörpers 15 und des Hohlschaftes 16. In seinem oberen Ende 17 weist der Hohlschaft 16 ein Sackloch 18 auf, in dem eine Druckfeder 19 sitzt. Diese drückt auf die Fläche 20 des oberen Endes 22 des Führungsbolzens 14. Es wird dadurch sichergestellt, daß die das Einschieben in die zentrale Pfannenbettperforation begrenzende Schulter 24 des Ringwulstes 26 während des Arbeitsganges immer auf dem Boden des Pfannenbettes sitzt.

Der Hohlschaft 16 weist oben einen Sechskant 28 auf, an welchem eine nicht dargestellte Handhabe zum Drehen angesetzt werden kann. Drehfest verbunden mit dem Hohlschaft 16 ist der Werkzeugkörper 15. Dreht man den Hohlschaft 16 und somit den Werkzeugkörper 15, so fräsen die schematisch angedeuteten Stirn-Fräs-Zähne 30 ein zylindrisches Pfannenbett unter dem gewünschten, durch die zentrale Pfannenbettperforation vorgegebenen Implaniations-Winkel in den Hüftknochen.

Die Stellung des Führungsbolzens 14 gegenüber dem Boden des Pfannenbettes ist durch die untere Schulter 24 festgelegt.

Der Hohlschaft 16 weist zwei durch die gesamte Wandstärke hindurchgehende achsparallele Schlitze und 34 auf, in welche die beiden Enden eines Querbolzens 36 ragen, welcher im Führungsbolzen eingesetzt ist. Beim Vordringen des Werkzeugkörpers 15 verschiebt sich der Querbolzen 36 in den Längsschlitzen 32 und 34 relativ nach oben; diese Verschiebung läßt sich an einer Skala 38 ablesen. Hat

der Werkzeugkörper 15 die gewünschte Eindringtiefe erreicht, so ist dies an der Stellung des Querbolzens 36 über der Skala 38 ablesbar. Der Arbeitsvorgang wird dann beendet.

In dieser gewünschten Endstellung umfaßt eine Ausnehmung 40 im Boden des Werkzeugkörpers 15 den Ringwulst 26. Der Boden 42 dieser Ausnehmung schlägt dann von oben gegen den Ringwulst 26, so daß ein weiteres Vordringen der Stirnfräse 30 verhindert ist. Auch dies trägt dazu bei, eine großflächige Perforation des Bodens des Pfannenbettes zu verhindern.

In einem nächsten Arbeitsgang wird mittels des in F i g. 4 dargestellten Randfräsers der Rand des Pfannenbettes unter Abtragung der arthrotischen Randwülste mit geeignetem Implantations-Winkel nivelliert, um eine überall glatte Auflage für den mittragenden Pfannenrand 5 zu schaffen.

Schließlich wird mit mindestens iinem in Fig. 5 dargestellten Gewindeschneider in die zylindrische Knochenwandung des mit dem Stirnfräser der Fig.3 hergestellten zylindrischen Pfannenbettes das gewünschte Gewinde geschnitten, in welches später im Preßsitz das Gewinde (Fig. 1a) der Schraubpfanne eingeschraubt werden kann. Die Tiefenlehre des in Fig.5 dargestellten Gewindeschneiders ist ebenso ausgebildet wie die Tiefenlehre der Stirnfräse der F i g. 3; auch hier zeigt die Stellung des Querbolzens 36 in den Längsschlitzen 32 und 34 des Hohlschaftes 16 über einer Skala 38 die Eindringtiefe an. In F i g. 3 und 5 Find gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Nachdem in die zylindrische Knochenwand in einem

s oder mehreren Arbeitsgängen ein tragfähiges, 3 mm tiefes Gewinde geschnitten ist, wird die Schraubpfanne (Fig. 1 und 2) nach sorgfältiger Spülung des Wundbettes mit einem kunststoffarmierten Gerät gefaßt, das eine Spitze trägt, die mittels eines Spreizstiftes im zentralen

ίο Pfannenloch 9, 10 fixiert werden kann. Es gelingt hierdurch, die Pfanne an Weichteilen und Hohmannhebeln vorbei sicher auf das Gewinde der vorgegebenen Neigung aufzusetzen. Nach Entfernung dieses Gerätes wird jetzt ein vierarmiges Greifgerät in die Nuten 4 des Pfannenrandes 5 eingesetzt und die Pfanne durch Drehbewegungen im Gewinde bis zum Anschlag verankert. Aus dem zentralen Pfannenloch 9, 10 ausströmendes Blut und die Sondierung desselben mit einer Pinzette zeigt gleichzeitig an, wann der Boden des Pfannenbettes erreicht ist. Als letzten Schritt zur Pfannenverankerung werden ein bis vier Keramikstifte in die vorgesehenen Nuten 4 zur Rotationssichening eingeschlagen.

Das Pfannenbett muß nicht notwendigerweise zylindrisch gestaltet sein, sondern kann beispielsweise derart konisch sein, daß es sich nach unten verengt. Die Stirnfräse und der Gewindeschneider sind dann entsprechend gestaltet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Werkzeug, insbesondere Stimfräse oder Gewindeschneider, um in einem Hüftknochen ein Pfannenbett herzustellen, in welches zementfrei eine Pfanne, insbesondere eine Schraubpfanne, für eine Hüftgelenk-Total-Endoprothese eingesetzt werden soll, wobei in den Hüftknochen zunächst unter dem gewünschten Implantations-Winkel eine zentrale Pfannenbettperforation eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Werkzeugkörper (15) ein mit seinem unteren Ende (13) in die Pfannenbettperforation einsetzbarer, zur Pfannenbettperforation hin federbeaufschlagter (19) Führungsbolzen (14) axia! verschiebbar gelagert ist, welcher an seinem frei aus dem Werkzeugkörper (15) herausragenden unteren Ende (13) mit einer das Einschieben in die zentrale Pfannenbettperforation begrenzenden Schulter (24) versehen ist, wogegen das obere Ende (22) des Führungsbolzens (14) als Tiefenanzeiger ausgebildet ist

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugkörper (15) einen länglichen Hohlschaft (16) aufweist, in dessen axialem Hohlraum der Führungsbolzen (14) geführt ist.

3. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß oben der Hohlschaft (16) mindestens eine exakte Vorbereitung des Pfannenbettes, um eine initiale Knochenkeramikstabilität zu ermöglichen, die die Voraussetzung für das Umwachssn und Einwachsen von Knochen um die Keramikpfanne ist. Hierzu muß zunächst mittels einer Siirnfräse das natürliche Pfannenbett auf eine geeignete, z. B. zylindrische oder konische Form aufgebohrt und dann mittels eines Gewindeschneiders in die Knochenwand ein Gewinde geschnitten werden. Beim Fräsen des Pfannenbettes kann es vorkommen, daß zu tief gefräst wird, so daß es zu einer großflächigen Perforation des Bodens des Pfannenbettes kommt Durch die Ausübung des Druckes beim Fräsen kann es auch geschehen, daß der Boden des Pfannenbettes durchbricht; auch in diesem Falle spricht man von einer großflächigen Perforation des Bodens.

Beim Schneiden des Gewindes in der Knochenwand muß ein starkes Drehmoment ausgeübt werden. Hierbei kann es geschehen, daß der Operierende es nicht bemerkt, wenn die Bodenfläche des Gewindeschneiders den Boden des Pfannenbettes erreicht hat. Wird der Gewindeschneider in dieser Stellung weiter gedreht, so kann ein schwacher Boden durchgedrückt werden. Ist jedoch der Pfannenboden hinreichend stark, so kann das in die Knochenwand gedrehte Gewinde zerstört werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein We/kzeug anzugeben, bei dessen Anwendung die vorstehend geschilderten großflächigen Perforationen durch den Boden des Pfannenbettes hindurch in den

einen Längsschlitz (32, 34) aufweist, in welchem ein 30 Beckenraum sowie die vorstehend geschilderte Zerstö-Querbolzen (36) verschiebbar gelagert ist, welcher rung des in die Knochenwand geschnittenen Gewindes

vermieden werden.
Diese Aufgabe

wird bei einem Werkzeug der eingangs beschriebenen An erfindungsgemäß dadurch ß B lidih d

auf dem Führungsbolzen (14) sitzt und dessen axiale Verschiebung im Hohlschaft gegenüber einer Skala

(38) anzeigt.

4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekenn- 35 gelöst, daß in dem z. B. zylindrischen oder konischen

zeichnet, daß das obere Ende (22) des Führungsbol- Werkzeugkörper ein mit seinem unteren Ende in die

Pfannenbettperforation einsetzbarer, zur Pfannenbettperforation hin federbeaufschlagter Führungsbolzen

zens in das ein Sacklocu (18) bildende obere Ende des axialen Hohlraumes ragt und daß in diesem Sackloch eine zwischen dem oberen Ende des axial verschiebbar gelagert ist, welcher an seinem frei