DE3630069C1 - Surgical instrument for compacting spongy substance - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein chirurgisches Instrument zur Verdichtung von Spongiosa-Substanz in Knochenöffnungen.

Bei der Implantation von künstlichen Gelenkpfannen im Hüft­ knochen ergibt sich oft das Problem, daß in der Knochenöff­ nung, in die die künstliche Gelenkpfanne eingesetzt werden soll, nicht ausreichend Knochensubstanz vorhanden ist oder Defekte aufgefüllt werden müssen, um eine sichere Fixierung der Gelenkpfanne im Knochen zu gewährleisten. In diesen Fäl­ len wird in die für die Aufnahme der Gelenkpfanne vorgesehe­ ne Knochenöffnung körpereigene Spongiosa-Substanz eingebracht, die vor dem Einsetzen der Gelenkpfanne verdichtet werden muß.

Dies erfolgt üblicherweise mit löffelähnlichen Instru­ menten, die von Hand geführt werden. Schwierigkeiten ergeben sich dabei vor allen Dingen durch die Konsistenz der Spon­ giosa- Substanz, die beim Andrücken seitlich ausweicht, so daß es schwierig ist, die gesamte Wandung der Knochenöff­ nung gleichmäßig mit verdichteter Spongiosa-Substanz auszu­ kleiden und/ oder bei Defektauffüllung ein gleichförmiges Bett zu schaffen. Zum Anpressen von Knochenzement ist be­ reits ein Instrument bekannt, welches ein aufblasbares Verdichtungselement enthält (US 44 62 394). Mit diesem ist jedoch eine allseits gleichmäßige Verdichtung schwer zu erreichen, da ein aufblasbares, flexibles Kompressions­ element durch die Umgebung verformt werden kann, so daß dann eine unregelmäßig geformte Öffnung entsteht.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein chirurgisches Instru­ ment zu schaffen, mit dem die Verdichtung von Spongiosa- Substanz in Knochenöffnungen einfacher und wirkungsvoller durchgeführt werden kann.

Ein zur Lösung dieser Aufgabe geeignetes chirurgisches In­ strument wird erfindungsgemäß gekennzeichnet durch einen mindestens zwei Mantelelemente aufweisenden Anpreßkopf und durch einen Antrieb für die Mantelelemente, durch den die­ se aus einer Ruhestellung, in der sie einander angenähert sind, in eine Andruckstellung verschiebbar sind, in der sie voneinander entfernt sind, so daß die Außenkontur des Anpreßkopfes vergrößert ist.

Der Anpreßkopf ist in der Ruhestellung der Mantelelemente so dimensioniert, daß er mit Spiel in die Knochenöffnung eintauchen kann, deren Seitenwände mit der zu verdichten­ den Spongiosa-Substanz belegt beziehungsweise in der Defekte aufgefüllt sind. Durch Betätigung des Antriebes lassen sich die Mantelelemente nach außen in Richtung auf die Wandung der Knochenöffnung verschieben, so daß bei dieser Vergröße­ rung der Außenkontur des Anpreßkopfes die Mantelelemente an der Wand der Knochenöffnung anliegen und dabei großflä­ chig die Spongiosa-Substanz im Bereich der Knochenöffnungs­ wand andrücken und verdichten. Ein seitliches Ausweichen der Spongiosa- Substanz ist nur in geringem Umfange möglich, da die Mantel­ elemente sich über große Teile der Wand erstrecken.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Anpreßkopf aus drei sich über einen Umfangswinkel von jeweils 120° erstreckenden Mantelelementen besteht.

Es kann dabei vorgesehen sein, daß die Mantelelemente in der Ruhestellung aneinander anliegen und gemeinsam eine durchge­ hende Mantelfläche des Anpreßkopfes bilden. Beim Ausfahren in die Andruckstellung bilden sich dann zwar zwischen den benachbarten Mantelelementen schmale Spalte, in denen die Spongiosa-Substanz nicht verdichtet wird, durch wiederholtes Einsetzen des chirurgischen Instrumentes unter unterschied­ lichen Drehwinkeln läßt sich aber trotzdem die Spongiosa- Substanz im gesamten Wandbereich der Knochenöffnung einwand­ frei verdichten.

Es kann vorgesehen sein, daß der Anpreßkopf im wesentlichen die Form einer Halbkugel hat.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel hat der Anpreßkopf im wesentlichen die Form eines Kegelstumpfes. Die Außenflächen dieses Kegelstumpfes können auch ballig ausgebildet sein.

Eine besonders einfache Konstruktion ergibt sich, wenn die Mantelelemente in radialer Richtung verschiebbar sind. Dafür können in der Stirnfläche des Anpreßkopfes Radialführungen für die Mantelelemente angeordnet sein.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfin­ dung ist vorgesehen, daß der Anpreßkopf an einem Schaft ge­ halten ist und daß in diesem oder um diesen herum ein zwei­ ter Schaft vorgesehen ist, der gegenüber dem ersten Schaft bewegbar ist und mit einem Antriebselement im Anpreßkopf in Verbindung steht.

Das Antriebselement kann bei einem ersten Ausführungsbei­ spiel um die Schaftachse drehbar sein und mit jedem Mantel­ element über eine exzentrische Führungsbahn und einen da­ durch geführten Mitnehmer in Wirkverbindung stehen. Durch eine Drehung des Antriebselementes mittels des zweiten Schaftes gleiten die Mitnehmer längs der exzentrischen Führungsbahnen, wobei die Mantelelemente von einer achsna­ hen Stellung in eine achsferne Stellung verschoben werden. Die Führungsbahnen können dabei im Antriebselement oder an den Mantelelementen angeordnet sein, die Mitnehmer entspre­ chend am jeweils anderen Teil.

Um die Schäfte gegeneinander verdrehen zu können, kann vor­ gesehen sein, daß die beiden Schäfte radial abstehende Be­ tätigungsgriffe aufweisen, die vorzugsweise abklappbar sind.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, daß das Antriebselement ein in das Innere des Anpreß­ kopfes reichender Konus ist, der an der Innenseite der Man­ telelemente anliegt, daß der den Konus tragende zweite Schaft gegenüber dem ersten Schaft in Längsrichtung ver­ schiebbar ist und Federmittel vorgesehen sind, die die Man­ telelemente in Ruhestellung zu verschieben suchen.

Ein axiales Einschieben des Konus in den Antriebskopf führt dann dazu, daß die Mantelelemente nach außen getrieben werden, beim Zurückziehen des Konus führen die Federmittel die Mantelelemente wieder in die achsnahe Ruhestellung zurück. Es ist dabei vorteilhaft, wenn einer der Schäfte ein Gewinde trägt, auf dem eine sich am anderen Schaft abstützende Mutter verdrehbar ist, durch die der Konus weiter in den Anpreßkopf vorschiebbar ist. Dadurch sind hohe Anpreßkräfte erreichbar, ohne daß die Bedienungsperson bei dieser Tätigkeit übermäßig angestrengt wird.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, daß an dem dem Anpreß­ kopf gegenüberliegenden Ende des ersten Schaftes eine An­ druckfläche angeordnet ist. An dieser kann sich die Bedie­ nungsperson abstützen und dadurch den Anpreßkopf fest in die Knochenöffnung eindrücken.

Es ist vorteilhaft, wenn die Stirnfläche des Anpreßkopfes lösbar mit dem ersten Schaft verbunden ist. Dadurch läßt sich der Kopf zu Reinigungszwecken in besonders einfacher Weise auseinandernehmen.

Um ein seitliches Abgleiten der Spongiosa-Substanz an der Mantelfläche zu verhindern, können in die Außenfläche der Mantelelemente Vertiefungen eingearbeitet sein, vorzugswei­ se in Form von Längs- und Querrillen.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläu­ terung. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines Anpreß­ kopfes in Ruhestellung;

Fig. 2 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 mit den Mantel­ flächen in der Andruckstellung;

Fig. 3 eine Gesamtansicht eines chirurgischen Ver­ dichtungsinstrumentes mit einem Anpreßkopf gemäß Fig. 1 oder 2, wobei der zweite Schaft in Längsrichtung aufgeschnitten ist;

Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels eines An­ preßkopfes;

Fig. 5 eine Ansicht des Anpreßkopfes der Fig. 4 in Andruckstellung und

Fig. 6 eine Ansicht eines weiteren chirurgischen Verdichtungsinstrumentes mit einem Kopf ge­ mäß Fig. 4, wobei der zweite Schaft in Längs­ richtung geschnitten ist.

Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte chirurgische Instru­ ment umfaßt einen ersten, stabförmigen Schaft 1, an dessen einem Ende mittels einer Schraube 2 eine eine Stirnfläche bildende Stirnplatte 3 befestigt ist, während das andere Ende des Schaftes 1 eine bogenförmig gewölbte Stützplatte 4 trägt. An einem in axialer Richtung unverschieblich am Schaft 1 angeordneten Bund 5 stützt sich ein zweiter, den ersten Schaft 1 konzentrisch umgebender und auf dem ersten Schaft frei drehbarer und in Längsrichtung verschiebbarer zweiter Schaft 6 ab, der an seinem dem Bund 5 gegenüberlie­ genden Ende drehfest mit einem scheibenförmigen Antriebsele­ ment 7 verbunden ist, das sich in axialem Abstand von der Stirnplatte 3 befindet. Zwischen Stirnplatte 3 und Antriebs­ element 7 befinden sich drei Mantelelemente 9, die sich je­ weils über einen Umfangswinkel von 120° erstrecken und den ersten Schaft 1 zwischen Stirnplatte 3 und Antriebselement 7 gemeinsam ringförmig umgeben. Jedes Mantelelement 1 weist an der oberen Stirnseite einen in radialer Richtung verlau­ fenden stegförmigen Vorsprung 10 auf, die in entsprechende, jeweils um 120° gegeneinander versetzte Radialnuten 8 an der Unterseite der Stirnplatte 3 eintauchen. An der Unterseite trägt jedes Mantelelement 9 einen stiftförmigen Mitnehmer 11, der in jeweils eine von drei exzentrischen Führungsbah­ nen 12 im Antriebselement 7 eintaucht. Durch Verdrehung des Antriebselementes 7 gegenüber der Stirnplatte 3 gleitet der Mitnehmer 11 in der zugeordneten Führungsbahn 12, wobei das entsprechende Mantelelement 9 in radialer Richtung zwischen einer inneren Ruhestellung und in einer radial nach außen verschobenen Andruckstellung verschoben wird.

Die Mantelelemente 9 tragen außen eine Andruckfläche 13, die als eine Teilfläche eines Kegelstumpfes ausgebildet ist. Wenn sich die drei Mantelelemente 9 in der eingefahrenen Ruhestellung befinden, schließen die Andruckflächen 13 der drei Mantelelemente 9 unmittelbar aneinander an und bilden somit eine umlaufende Kegelmantelfläche aus (Fig. 1). Werden die Mantelelemente 9 durch Verdrehung des Antriebselementes 7 in die radial ausgefahrene Stellung verschoben, bildet sich zwischen benachbarten Mantelelementen 9 ein Spalt 14 aus (Fig. 2). Insgesamt wird die Außenkontur des durch die Mantelflächen 9 aufgespannten Kegelmantels in der ausgefah­ renen Stellung gegenüber der Ruhestellung vergrößert.

Das Antriebselement 7 wird gegenüber der Stirnplatte 3 da­ durch verdreht, daß die beiden Schäfte 1 beziehungsweise 6 gegeneinander verdreht werden. Um diese Verdrehung zu er­ leichtern, tragen sowohl der Bund 5 als auch der zweite Schaft 6 jeweils einen radial abstehenden Handgriff 15 be­ ziehungsweise 16, wobei beide Handgriffe 15 und 16 um eine senkrecht zur Längsachse der Schäfte 1 und 6 verlaufende Achse 17 beziehungsweise 18 abklappbar sind, so daß das Instrument zur Aufbewahrung und zum Transport weniger sper­ rig ist (Fig. 3).

Zur Verdichtung von Spongiosa-Substanz in einer Knochenöff­ nung wird diese zunächst mit der Spongiosa-Substanz locker ausgekleidet. Anschließend wird der durch die drei Mantel­ elemente 9 und die Stirnplatte 3 gebildete Anpreßkopf 19 in die Knochenöffnung eingeführt, wobei sich die Mantelelemen­ te 9 in der eingefahrenen Ruhestellung befinden. Der Anpreß­ kopf 19 wird mit der Stirnplatte 3 an der Knochenöffnungs­ oberseite abgestützt und mittels der Stützplatte 4 kräftig in die Knochenöffnung hineingedrückt. Anschließend ver­ schwenkt der Operateur die beiden Schäfte 1 und 6 mittels der Handgriffe 15 beziehungsweise 16 gegeneinander, so daß die Mantelelemente 9 aus der eingefahrenen Ruhestellung in die ausgefahrene Andruckstellung verfahren werden. Dabei le­ gen sich die Andruckflächen 13 der Mantelelemente 9 an die Spongiosa-Substanz an und drücken diese gegen die Wandung der Knochenöffnung, so daß die Spongiosa-Substanz verdich­ tet wird. Um dabei ein Abgleiten der Spongiosa-Substanz zu verhindern, sind in die Andruckflächen 13 Längsrillen 20 und Querrillen 21 eingearbeitet (Fig. 1 und 2).

Nach der Verdichtung werden die beiden Schäfte 1 und 6 in der Gegenrichtung gegeneinander verdreht, so daß sich die Andruckflächen 13 von der verdichteten Spongiosa-Substanz wieder lösen. Der Verdichtungsvorgang wird einige Male wie­ derholt, wobei das Instrument um einen geringen Winkel um die Längsachse gedreht wird, so daß bei aufeinanderfolgen­ den Verdichtungsvorgängen über den gesamten Umfang der Kno­ chenöffnung eine Verdichtung erfolgt. Dies ist notwendig, da bei jedem einzelnen Verdichtungsvorgang im Bereich der Spalte 14 eine Verdichtung unterbleibt.

Das beschriebene chirurgische Instrument kann in einfacher Weise zum Zwecke der Reinigung auseinandergenommen werden. Es genügt dazu, die Schraube 2 zu lösen. Dann ist die Stirn­ platte 3 vom Schaft 1 abnehmbar, so daß die drei Mantelele­ mente 9 ohne weiteres abgenommen werden können. Danach kann der Schaft 6 vom Schaft 1 abgezogen werden.

Eine Montage ist in umgekehrter Reihenfolge in einfacher Weise möglich.

Das in den Fig. 4 bis 6 dargestellte Ausführungsbeispiel ist ähnlich aufgebaut wie das der Fig. 1 bis 3; einander entsprechende Teile tragen daher dieselben Bezugszeichen.

Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 ist das Antriebselement 7 als Konus ausgebildet, der in den Anpreßkopf 19 eintaucht und an der Innenseite der Andruck­ flächen 13 der Mantelelemente 9 anliegt. Der das Antriebs­ element 7 tragende Schaft 6 ist auf dem Schaft 1 in Längs­ richtung verschieblich gelagert und stützt sich mit seinem freien Ende an einer Gewindescheibe 22 ab, die auf einem auf dem Schaft 1 angebrachten Außengewinde 23 aufgeschraubt ist.

Die drei Mantelelemente 9 weisen an ihrer oberen Seite eine außenliegende Umfangsnut 24 auf, in die ein gemeinsamer elastischer Ring 25 eingelegt ist, der die Mantelelemente 9 mit einer elastischen, nach innen gerichteten Kraft be­ aufschlagt, so daß die Mantelelemente in die Ruhestellung verschoben werden, wenn das konische Antriebselement 7 aus dem Antriebskopf 19 nach unten herausgezogen ist.

Da bei diesem Ausführungsbeispiel die beiden Schäfte 1 und 6 zur Verstellung der Mantelelemente nicht gegeneinander verdreht werden müssen, fehlen Handgriffe 15 und 16. Die Stützplatte 4 ist durch einen Handgriff ersetzt, hier wäre jedoch ohne weiteres auch die Verwendung einer Stützplatte möglich, die drehfest mit dem ersten Schaft verbunden ist.

Ein Auseinanderschieben der Mantelelemente 9 erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel durch Verdrehen der Gewindeschei­ be 22, so daß der Schaft 6 in Richtung auf den Anpreßkopf 19 verschoben wird. Durch das weitere Eintauchen des koni­ schen Antriebselementes 7 in den Anpreßkopf 19 werden in der aus Fig. 5 ersichtlichen Weise die drei Mantelelemente 9 in radialer Richtung auseinandergedrückt.

Claims (17)

1. Chirurgisches Instrument zur Verdichtung von Spongio­ sa-Substanz in Knochenöffnungen, gekennzeichnet durch einen mindestens zwei Mantelelemente (9) aufweisenden Anpreßkopf (19) und durch einen Antrieb (6, 7) für die Mantelelemente (9), durch den diese aus einer Ruhestel­ lung, in der sie einander angenähert sind, in eine An­ druckstellung verschiebbar sind, in der sie voneinan­ der entfernt sind, so daß die Außenkontur des Anpreß­ kopfes (19) vergrößert ist.

2. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßkopf (19) drei sich über einen Umfangs­ winkel von jeweils 120° erstreckende Mantelelemente (9) aufweist.

3. Instrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mantelelemente (9) in der Ruhestellung aneinander anliegen und gemeinsam eine durchgehende Mantelfläche des Anpreßkopfes (19) bilden.

4. Instrument nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßkopf (19) im wesentlichen die Form einer Halbkugel hat.

5. Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßkopf (19) im wesentli­ chen die Form eines Kegelstumpfes hat.

6. Instrument nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mantelelemente (9) in radialer Richtung verschiebbar sind.

7. Instrument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stirnfläche (3) des Anpreßkopfes (19) Radi­ alführungen (8) für die Mantelelemente (9) angeordnet sind.

8. Instrument nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßkopf (19) an ei­ nem Schaft (1) gehalten ist und daß in diesem oder um diesen herum ein zweiter Schaft (6) vorgesehen ist, der gegenüber dem ersten Schaft (1) bewegbar ist und mit einem Antriebselement (7) im Anpreßkopf (19) in Verbin­ dung steht.

9. Instrument nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (7) um die Schaftachse drehbar ist und mit jedem Mantelelement (9) über eine exzen­ trische Führungsbahn (12) und einen dadurch geführten Mitnehmer (11) in Wirkverbindung steht.

10. Instrument nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schäfte (1, 6) radial abstehende Betä­ tigungsgriffe (15, 16) aufweisen.

11. Instrument nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsgriffe (15, 16) abklappbar sind.

12. Instrument nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (7) ein in das Innere des An­ preßkopfes (19) reichender Konus ist, der an der Innen­ seite der Mantelelemente (9) anliegt, daß der den Konus tragende zweite Schaft (6) gegenüber dem ersten Schaft (1) in Längsrichtung verschiebbar ist und daß Feder­ mittel (24) vorgesehen sind, die die Mantelelemente (9) in deren Ruhestellung zu verschieben suchen.

13. Instrument nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Schäfte (1) ein Gewinde (23) trägt, auf dem eine sich am anderen Schaft (6) abstützende Mutter (22) verdrehbar ist, durch die der Konus weiter in den Anpreßkopf (19) vorschiebbar ist.

14. Instrument nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß an dem den Anpreßkopf (19) gegen­ überliegenden Ende des ersten Schaftes (1) eine Andruck­ fläche (4) angeordnet ist.

15. Instrument nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (3) des Anpreß­ kopfes (19) lösbar mit dem ersten Schaft (1) verbunden ist.

16. Instrument nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Außenfläche (13) der Mantelelemente (9) Vertiefungen (20, 21) eingear­ beitet sind.

17. Instrument nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (20, 21) durch Längs- und Quer­ rillen gebildet werden.