DE3605630A1

DE3605630A1 - Endoprothese zum ersatz stabfoermiger knochen

Info

Publication number: DE3605630A1
Application number: DE19863605630
Authority: DE
Inventors: Klaus-Dieter Schelhas
Original assignee: ORTHOPLANT ENDOPROTHETIK; ORTHOPLANT ENDOPROTHETIK GmbH
Current assignee: ORTHOPLANT ENDOPROTHETIK; ORTHOPLANT ENDOPROTHETIK GmbH
Priority date: 1986-02-21
Filing date: 1986-02-21
Publication date: 1987-09-03
Also published as: DE3605630C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Endoprothese zum Ersatz stabförmiger Knochen, mit einem proximalen und einem distalen Anschlussteil sowie mit einem Stab teil zwischen den Anschlussteilen, wobei Gewinde an den beiden Enden des Stabteils mit entsprechenden Gegengewinden an den stabseitigen Enden der An schlussteile Schraubverbindungen bilden.

Eine derartige Endoprothese ist aus der DE-OS 31 38 848 bekannt. Bei dieser bekannten Prothese werden Stab teile unterschiedlicher Länge verfügbar gehalten. Vor oder sogar während der Operation wird dasjenige bzw. die Kombination derjenigen Stabteile ausgewählt, deren Länge zusammen mit den Anschlussteilen der Längenaus dehnung des zu ersetzenden Knochens am besten entspricht. Da die Stabteile jedoch nur in verschiedenen Abstufungen verfügbar sind, ist eine genaue Anpassung an die indi viduellen Verhältnisse mit diesem bekannten modularen System nicht möglich. Die Anpassung der Endoprothese durch Einfügen ausgewählter Stabteile vorgegebener Länge wird jeweils nur mit bestimmten Über- oder Unter längen möglich sein.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Endoprothese der eingangs genannten Art derart weiter zubilden, dass eine kontinuierliche Feineinstellung der Länge der Endoprothese auch intraoperativ in ein facher Weise - bei gleichzeitiger Erhaltung der Stabi lität und Steifheit der Endoprothese - möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die beiden Schraubverbindungen gegenläufig sind, dass an den einander benachbarten Enden des Stabteils und der Anschlussteile am Umfang Keil anlageflächen angeformt sind, dass mindestens ein Keil axial an fluchtende Keilanlageflächen anleg bar ist, und dass Spannelemente auf einem Aussen gewinde der Anschlussteile oder des Stabteils laufen und eine Konushülse mit konischer Durchgangsbohrung axial auf die angelegten Keile pressen.

Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, dass die Verbindungsstellen zwischen den Anschluss teilen und dem Stabteil als gegenläufige Schraubver bindungen ausgebildet, so dass durch ein Verdrehen des Stabteils die Gesamtlänge der Endoprothese kon tinuierlich verlängert oder verkürzt wird. Die er forderliche Knicksteifigkeit und Unverdrehbarkeit wird nach der Längeneinstellung erfindungsgemäss durch Keile bewirkt, die an den benachbarten Enden der Anschlussteile und des Stabteils an Keilanlage flächen angelegt werden, welche am Umfang der Pro thesenteile angeformt sind. Die Keile werden durch eine Konushülse gegen die Prothesenteile gepresst, wenn die Konushülse axial mit einer entsprechenden konischen Durchgangsbohrung auf die Keile aufge schoben wird. Zur Axialverschiebung der Konushülsen dienen Spannelemente, die auf einem Aussengewinde z.B. der Anschlussteile laufen und bei einer An näherung an die Keile die Konushülsen axial auf die Keile schieben. Die bei einer Verlängerung der Endo prothese auftretenden, unvermeidlichen Querschnitts verjüngungen an den Stoßstellen zwischen Anschluss teilen und Stabteil und die damit einhergehende Ver ringerung der Knicksteifigkeit wird erfindungsge mäss durch den Spannverbund aus Keilen und Konus hülse ausgeglichen, welche die Stellen reduzier ten Querschnittes überbrücken. Die ausserdem not wendige Drehfixierung der zuvor verschraubbaren Prothesenteile wird erfindungsgemäss dadurch ver wirklicht, dass die Keile einerseits formschlüssig an die Keilanlageflächen angepasst sind und anderer seits reibschlüssig mit ausreichender Oberfläche gegen die Konushülse gepresst sind, wobei der Keil winkel und der Konuswinkel der Konushülse so ge wählt sind, dass eine Selbstlockerung der Konushülse mit Sicherheit unterbleibt, Konushülse und Keile also eine selbsthemmende Verkeilung bilden. Die An lagefläche zwischen Spannelementen und den Konus hülsen ist wesentlich geringer als die Anlagefläche zwischen Konushülsen und den Keilen. Dadurch ist sichergestellt, dass bei einer Verdrehung der Spann elemente die Konushülsen reibschlüssig an den Keilen haften, dass also eine Relativdrehung nur zwischen den Spannelementen und den drehfesten Konushülsen erfolgt.

Besonders bevorzugt sind die endseitigen Gewinde am Stabteil als Innengewinde ausgebildet, so dass das Stabteil vorteilhafterweise die Gestalt einer Hülse besitzen kann. Die endseitigen Gegengewinde der An schlussteile sind als Aussengewinde auf Gewinde zapfen reduzierten Querschnitts aufgebracht, das Stabteil und die angrenzenden Anschlussteile be sitzen im wesentlichen denselben Aussendurchmesser.

Die Spannelemente sind bevorzugt als zylindrische Überwurfhülsen ausgebildet, welche über die aussen ebenfalls zylindrischen Konushülsen greifen, mit ihrem vorderen Ende gegen einen Ringwulst der Konus hülsen anliegen und mit ihrem hinteren Ende auf einem Aussengewinde der Anschlussteile laufen und bei Verdrehung die Konushülsen mit ihrem vorderen Ende axial auf die Keile aufschieben. Die hülsen förmige Ausbildung der Spannelemente erbringt eine zusätzliche Umfangsarmierung im Bereich der Schraub verbindung und erhöht dadurch die Festigkeit an den Verbindungsstellen.

Besonders bevorzugt sind in vorgegebenem Umfangsab stand voneinander drei Anlageflächen an den einander benachbarten Enden der Prothesenteile angeformt und z.B. als axial verlaufende Nuten ausgebildet, die im Stabteil einen definierten Endanschlag besitzen, damit die in die Nuten einzulegenden Keile eine definierte Position einnehmen und auch beim an schliessenden Aufpressen der Konushülse keine axiale oder radiale Verschiebung erfahren. Die Keile sind in den Nuten somit erfindungsgemäss formschlüssig gehalten und die Konushülse steht mit allen drei Keilen in Presskontakt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfin dung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Endoprothese in eingebautem Zustand;

Fig. 2 eine vergrösserte Seitenansicht der Ver bindungen zwischen den Anschlussteilen und dem Stabteil, im Schnitt; und

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie III-III der Fig. 2.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Endoprothese, die als Totalersatz für einen natürlichen Femur dient. Die Endoprothese 1 besitzt ein proximales Anschluss teil 2, welches an seinem proximalen Ende 10 eine konische Bohrung 12 zur Aufnahme eines Konusadapters 13 trägt, auf den der Kopf 14 einer Hüftendoprothese aufgesteckt ist, welche in einer Pfanne 16 im natür lichen Beckenknochen 18 lagert. Das proximale An schlussteil 2 besitzt ein stabförmiges distales Ende, welches einen axialen Gewindezapfen 4 mit Aussenge winde aufweist. Der Gewindezapfen 4 ist in das Innen gewinde eines Stabteils 40 eingeschraubt. Das Stab teil 40 besitzt an seinem anderen Ende ebenfalls ein Innengewinde, in welches ein Gewindezapfen 24 am proximalen Ende eines distalen Anschlussteils 22 ein geschraubt ist. Das distale Anschlussteil 22 besitzt an seinem distalen Ende 30 angeformte Kondylen mit einer intrakondylären Ausnehmung, in welche ein An satz des Tibiateils 36 eines künstlichen Kniegelenks hineinragt und dort z.B. mittels eines Zapfens 34 schwenkbar gelagert ist.

An den Schraubverbindungen zwischen den Anschluss teilen 2, 22 und dem Stabteil 40 sind Versteifungen vorgesehen, welche die Knicksteifigkeit an diesen Stellen erhöhen und ausserdem die einzelnen Prothesen teile unverdrehbar festlegen.

Die Fig. 2 und 3 zeigen in vergrösserter Darstellung einen Schnitt durch die Versteifungen an den Schraub verbindungen zwischen den Prothesenteilen 2, 40 bzw. 22 und 40. Beide Anschlussteile 2, 22 besitzen je einen Gewindezapfen 4 bzw. 24 mit zueinander gegen läufigem Aussengewinde 5, 25. Das Stabteil 40 ist in der dargestellten Ausführungsform als Hülse ausge bildet, die an beiden Enden gegenläufige Innengewinde 44 trägt, welche mit den Aussengewinden 5, 25 der Gewindezapfen 4, 24 verschraubbar sind.

Der Aussenumfang der Anschlussteile 2, 22 ist mit dem Aussenumfang des Stabteils 40 etwa identisch. An den einander benachbarten Enden des Stabteils 40 und der Anschlussteile 2, 22 sind - mit jeweils gleichem Um fangsabstand - axial verlaufende Keilanlageflächen 6, 42 bzw. 26, 42 angeformt, die - wie insbesondere Fig. 3 zeigt - eben sind und einen nutenförmigen Querschnitt besitzen.

Wenn das Stabteil 40 so gegen das proximale Anschluss teil 2 verdreht ist, dass die Keilanlageflächen 42 des Stabteils 40 und die Keilanlageflächen 6 des An schlussteils 2 miteinander fluchten, werden Keile 50 an diese Keilanlageflächen derart angelegt, dass das dicke Ende der Keile 50 gegen einen Ansatz 48 des Stab teils 40 anliegt.

Eine Konushülse 60 besitzt eine konische Durchgangs bohrung und ist auf das Anschlussteil 2 aufgeschoben, wobei die kleinere Hülsenöffnung geringfügig weiter als der Aussendurchmesser des Anschlussteils 2 ist, während die weitere Hülsenöffnung etwa einen Durch messer besitzt, welcher dem grössten durch die Keil aussenflächen gebildeten Kreis entspricht. Die Konus hülse 60 ist vor einer Fixierung der Versteifung - mit der engeren Hülsenöffnung zuerst - auf das An schlussteil 2 aufgeschoben. Die Konushülse 60 be sitzt eine konische Innenfläche 64 und eine zylindri sche Aussenfläche 62, und sie weist an der weiteren Hülsenöffnung einen äusseren Ringwulst 66 auf.

Für jede Versteifung ist ein Spannelement 70 vorge sehen, welches - in der dargestellten Ausführungs form - als eine Überwurfhülse ausgebildet ist, und deren Innendurchmesser geringfügig grösser als der Aussendurchmesser der Konushülse 60 ist. Das vordere Ende 72 des Spannelements 70 liegt gegen den Ring wulst 66 der Konushülse 60 an, während das hintere Ende 74 des Spannelements 70 ein Innengewinde 76 aufweist, welches auf einem entsprechenden Aussen gewinde 8 des Anschlussteils 2 verschraubbar ist. Die axiale Länge des Spannelements 70 ist grösser als diejenige der Konushülse 60.

Am Stabteil 40 sind - unmittelbar am Anschluss an die Keilanlageflächen 42 - Anlageflächen 46 zum Ansetzen eines Spannwerkzeuges vorgesehen.

Beim Einoperieren der Endoprothese werden zuerst die Spannelemente 70 und die Konushülsen 60 auf die An schlussteile 2, 22 aufgebracht. Anschliessend werden die Gewindezapfen 4, 24 in das Stabteil 40 einge schraubt. Aufgrund der Gegenläufigkeit der beiden Schraubverbindungen 4, 44 bzw. 24, 44 wird die Ge samtlänge der Endoprothese durch Verdrehen des Stabteils 40 so weit vergrössert oder verkleinert, wie es den Gege benheiten des Patienten entspricht. Die Längenein stellung, d.h. die Verdrehung des Stabteils 40 re lativ zu den Anschlussteilen 2, 22 endet in einer Stellung, in welcher die Keilanlageflächen 42 des Stabteils 40 mit den Keilanlageflächen 6, 26 der Anschlussteile 2, 22 fluchten. Anschliessend werden die Keile 50 in der dargestellten Weise in die Keilanlageflächen 6, 42 bzw. 26, 42 eingelegt. An schliessend werden die Spannelemente 70 gegen das Stabteil 40 geschraubt, wodurch das vordere Ende 72 der Spannelemente 70 gegen den Ringwulst 66 der Konushülse 60 anlaufen und die Konushülse 60 axial auf die Keile 50 pressen und dadurch die gewünschte Knicksteifigkeit und Unverdrehbarkeit sicherstellen.

Claims

1. Endoprothese zum Ersatz stabförmiger Knochen, mit einem proximalen und einem distalen Anschluss teil sowie mit einem Stabteil zwischen den An schlussteilen, wobei Gewinde an den beiden Enden des Stabteils mit entsprechenden Gegengewinden an den stabseitigen Enden der Anschlussteile Schraub verbindungen bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schraubver bindungen (4, 44; 24, 42) gegenläufig sind, dass an den einander benachbarten Enden des Stabteils (40) und der Anschlussteile (2, 22) am Umfang Keil anlageflächen (42, 6; 42, 26) angeformt sind, dass mindestens ein Keil (50) axial an fluchtende Keil anlageflächen (6, 42; 26, 42) anlegbar ist, und dass Spannelemente (70) auf einem Aussengewinde (8, 28) der Anschlussteile (2, 22) oder des Stabteils (40) laufen und eine Konushülse (60) mit konischer Durchgangsbohrung axial auf die angelegten Keile (50) pressen.

2. Endoprothese nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die endseitigen Gewinde (43, 44) des Stabteils (40) als Innengewinde ausgebildet sind, und dass die endseitigen Gegengewinde (4, 24) der Anschlussteile (2, 22) als Aussengewinde mit entsprechend reduziertem Kerndurchmesser ausgebil det sind.

3. Endoprothese nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannelemente (70) auf einem Aussengewinde (28) der Anschlussteile (2, 22) laufen, und dass die Konushülsen (60) mit ihrer er weiterten Hülsenöffnung (68) gegen das Stabteil (40), mit ihrer engeren Hülsenöffnung (69) gegen das Anschlussteil gerichtet sind.

4. Endoprothese nach einem der vorstehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konus hülsen (60) eine zylindrische Aussenfläche (62) und einen äusseren Ringwulst (66) an der erweiterten Hülsenöffnung (68) besitzen, und dass die Spannele mente (70) als zylindrische Überwurfhülsen ausge bildet sind, welche die Konushülsen (60) umgeben, an ihrem vorderen Ende gegen den Ringwulst (66) an liegen und am hinteren Ende ein mit dem Aussenge winde (28) der Anschlussteile (2, 22) oder des Stab teils (40) zusammenwirkendes Innengewinde (74) be sitzen.

5. Endoprothese nach einem der vorstehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Keil anlageflächen (6, 42; 26, 42) eben sind.

6. Endoprothese nach einem der vorstehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Keil anlageflächen (6, 42; 26, 42) axial verlaufende Nuten sind.

7. Endoprothese nach einem der vorstehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass drei Keil anlageflächen (6, 42; 26, 42) in vorgegebenem Um fangsabstand voneinander angeordnet sind.

8. Endoprothese nach einem der vorstehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Keile (50) eine ebene innere Anlagefläche (52) und eine der Konusbohrung der Konushülsen (60) entsprechende gewölbte äussere Pressfläche (54) besitzen.

9. Endoprothese nach einem der vorstehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am proximalen Ende (10) des proximalen Anschlussteils (2) eine Hüftgelenk-Endoprothese (12, 14) angeordnet ist.

10. Endoprothese nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, dass am proximalen Ende (10) des proxi malen Anschlussteils (2) eine Konusbohrung (12) zur Aufnahme eines den Hüftkopf tragenden Steckkonus (14) vorgesehen ist.

11. Endoprothese nach einem der vorstehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am distalen Ende (30) des distalen Anschlussteils (23) der Femurteil einer Kniegelenk-Endoprothese befestigbar ist.