DE4332872C1 - Ausschlagwerkzeug für Gelenkprothesen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ausschlagwerkzeug für Gelenkprothe­ sen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Ausschlagwerkzeug ist beispielsweise aus der DE 42 20 970 A1 bekannt. Der Werkzeugkopf ist gekrümmt, um eine Abwinkelung des Prothesenschaftes gegenüber einer Prothesenmittelachse auszugleichen, so daß die im Knochen eingesetzte Gelenkprothese in Verlängerung der Prothe­ senmittelachse herausgeschlagen werden kann. Der Krümmungswinkel des Werkzeugkopfes entspricht daher im wesentlichen der Abwinkelung des Prothesenschaftes gegenüber der Prothesenmittelachse. Eine Fehlausrichtung zwischen Ausschlagkraftvektor und Prothesenmittelachse führt zu einer Splitterung des die Gelenkprothese umgebenden Knochens, was unerwünscht ist.

Das aus der DE 42 20 970 A1 bekannte Ausschlagwerkzeug hat eine Zunge, die auf einem außerhalb des Werkzeugkopfes gelagerten Hebelarm gebildet ist und zum Eingriff in eine im Prothesenschaft gebildete Ausnehmung bestimmt ist, um die Prothese am Werkzeugkopf zu verriegeln. Der Platzbedarf dieses Werkzeugs ist daher groß.

Die Prothesenschäfte gängiger Gelenkprothesen sind nicht genormt und zeigen unterschiedliche Durchmesser. Das vorbekannte Ausschlagwerkzeug berücksichtigt derartige unterschiedliche Prothesenschaftdurchmesser jedoch nicht ausreichend und die Anpassung an verschiedene Durchmesser ist aufwendig. Bei Verwendung derartiger Ausschlagwerkzeuge bei Prothesenschäften geringeren Durchmessers wird der Prothesenschaft nicht immer spielfrei und formschlüssig im Werkzeugkopf verriegelt.

Ferner ist zu beachten, daß der im vorbekannten Ausschlagwerkzeug au­ ßerhalb des Werkzeugkopfes gelagerte Schwenkhebel den Platzbedarf des Werkzeugs erheblich erhöht. Am Operationsort steht jedoch nur ein begrenz­ ter Raum für das Ausschlagwerkzeug zur Verfügung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgebildetes Ausschlagwerkzeug derart weiterzubilden, daß unterschiedliche Prothesendurchmesser im Werkzeugkopf leicht einstellbar sind. Eine weitere Aufgabe besteht darin, daß das erfindungsgemäße Ausschlag­ werkzeug einen möglichst geringen Platz einnimmt, der zweckmäßigerweise auf den Werkzeugkopf beschränkt sein sollte.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Ausschlagwerkzeug nach Anspruch 1.

Erfindungsgemäß ist somit die Freigabeposition und die Eingriffsposition des in den Durchgang eingreifenden Sperrglieds der Riegeleinrichtung so einstell­ bar, daß Prothesenschäfte unterschiedlichen Durchmessers in den Durchgang eingeführt und in Anlage mit dem Sperrglied gebracht werden können. Die in der Freigabeposition zwischen Sperrglied und den den Durchgang definieren­ den Teilen des Werkzeugskopfs definierte Querschnittsfläche läßt sich somit vergrößern und verkleinern. Die Freigabeposition des Sperrglieds ist durch spielfreie Anlage des Sperrglieds am Prothesenschaft definiert, wobei das Sperrglied von dieser Freigabeposition durch ein geeignetes Mittel in die Sperrposition verspannt und fest verriegelt wird. Die für die Betätigung des Sperrglieds zur Verstellung der Freigabeposition aufgebrachte Stellkraft wird durch Stellglieder im Werkzeugkopf übertragen, so daß eine außerhalb des Werkzeugkopfs angebrachte Stelleinrichtung entfällt und die Kraftübertragung im Werkzeugkopf selbst geschieht. Auf diese Weise ist der Platzbedarf des Werkzeugkopfs minimiert.

Es ist bevorzugt, daß der Werkzeugkopf stetig gekrümmt ist. Die stetige Krümmung des Werkzeugkopfs begün­ stigt die Wirkverbindung der Stellglieder, da die Stellkraft im wesentlichen axial übertragen werden kann. Die bei der Kraftübertragung wirkenden Nor­ malkräfte sind bei einer stetigen Krümmung minimiert.

Der Werkzeugkopf hat bevorzugt eine im Durchgang abschließende Längs­ ausnehmung, in der die Stellglieder und das Sperrglied angeordnet und ge­ führt sind. Dadurch läßt sich der Werkzeugkopf bequem montieren und demontieren. Die den Werkzeugkopf bildenden Einzelteile lassen sich nach der Demontage leicht sterilisieren, was für medizinische Anwendungen große Bedeutung hat.

Die Stellglieder und das Sperrglied sind bevorzugt durch im Werkzeugkopf gebildete gegenüberliegende Nuten geführt. In diese Nuten greifen das Sperr­ glied und die Stellglieder mit entsprechenden Führungsnasen ein, so daß das Sperrglied und die Stellglieder axial in die Längsausnehmung des gabelförmi­ gen Werkzeugkopfs eingeschoben und herausgezogen werden können.

Ein Stellglied ist bevorzugt mit einem Hebel verbunden, der zum Vorschub des Sperrglieds in die Verriegelungsposition zur lösbaren Blockierung des Sperr­ glieds in der Verriegelungsposition dient. Hierbei wird das Sperrglied in dop­ pelter Funktion einmal zur Übertragung der Stellkraft und zum anderen zur Übertragung der Verriegelungskraft eingesetzt. Das Sperrglied wird aus der in Anlage mit dem Prothesenschaft definierten Freigabeposition durch axiale Verspannung gegen den Prothesenschaft gedrückt und in dieser Verriege­ lungsposition so verriegelt, daß das Sperrglied arretiert ist und nicht zurück­ weichen kann. Durch die Ausbildung des Stellglieds mit Hebel entfällt eine zusätzliche Verriegelungseinrichtung für das Sperrglied und eine platzsparende Minimalanordnung wird geschaffen.

Die Schwenkachse des Hebels ist bevorzugt im Stellglied gebildet, um eine zusätzliche Schwenkachse zu vermeiden.

Bevorzugt weist das Stellglied eine exzentrische Auflauffläche auf, die eine vom Schwenkwinkel abhängige axiale Vorschubposition des Sperrglieds definiert. Die Auflauffläche definiert die Anlage des mit Hebel ausgebildeten Stellglieds mit dem nachfolgenden Stellglied bzw. dem Sperrglied, so daß der unterschiedliche Abstand verschiedener winkelmäßig versetzter Punkte der Auflauffläche von der Schwenkachse einen unterschiedlichen Vorschub der Auflauffläche bei der Verschwenkung des Hebels zur Folge hat.

Das Stellglied weist bevorzugt zwei Führungsnasen auf, die längsverschieb­ lich in den im Werkzeugkopf gebildeten Innennuten geführt sind, wobei die Führungsnasen die Schwenkachse des Hebels bilden. Die Führungsnasen haben einmal die Funktion, das Stellglied zur Übertragung der Stellkraft in den Nuten des Werkzeugkopfs zu führen. Zum anderen dienen sie als Schwenk­ achse des mit dem Stellglied verbundenen Hebels, so daß wiederum eine platzsparende Minimalanordnung geschaffen ist.

Die Stellglieder sind in einer weiteren Ausführungsform durch Kugeln oder Rollen gebildet, die miteinander in Wirkverbindung stehen. Die Kugeln folgen der Krümmung des Werkzeugkopfs in besonders platz- und kraftsparender Weise, da sie im Vergleich zur Länge des Werkzeugkopfs geringen Durch­ messer haben.

Bevorzugt ist mit dem Werkzeugkopf eine Betätigungsstange verbunden, auf der ein Schlagelement verschieblich geführt ist. Das Schlagelement schlägt gegen einen an der Betätigungsstange befestigten Anschlag an, so daß der auf diesen Anschlag aufgebrachte Stoß unmittelbar über den Werkzeugkopf und den Prothesenschaft auf den Prothesen-Hauptkörper übertragen wird, so daß sich dieser aus dem Knochen löst.

In der Betätigungsstange ist bevorzugt eine Stellstange verschieblich geführt, die mit dem Werkzeugkopf so verbunden ist, daß die Stellkraft auf ein äuße­ res Stellglied des Werkzeugkopfes aufgebracht wird. Die Stellstange ist in der hohl ausgebildeten Betätigungsstange verschieblich geführt, bevorzugt durch ein Gewinde, so daß durch Verdrehen eines mit der Stellstange verbundenen Knopfes die Stellstange axial gegen das äußere Stellglied geführt wird und dieses in axialer Richtung vorschiebt. Nach Übertragung durch die weiteren Stellglieder erreicht somit die durch die Stellstange aufgebrachte Stellkraft das Sperrglied.

In einer weiteren Ausführungsform, die auf die genannte Ausführungsform mit Kugel oder Rollen Bezug nimmt, dient die Stellstange bevorzugt zugleich zur Einstellung der Eingriffsposition des Sperrglieds zwecks Anpassung an unterschiedliche Prothesenschaftdurchmesser und zu dessen Verriegelung.

Hier entfällt ein mit einem Stellglied verbundener Hebel und die zur Betätigung des Sperrglieds auf die Stellglieder aufgebrachte Stellkraft wirkt in entspre­ chender Dimensionierung auch zur Verspannung des Sperrglieds in die Ver­ riegelungsposition und zur Verriegelung des Sperrglieds in dieser Position. Zu diesem Zweck kann beispielsweise die Stellstange, die in der Betätigungs­ stange geführt ist, so ausgebildet werden, daß sie durch einen Exzenterhebel oder dergleichen gespannt und entspannt werden kann.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzug­ ten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt des auf dem Prothesenschaft montierten erfindungsgemäßen Ausschlagwerkzeugs.

Fig. 2 zeigt eine Einzelansicht des montierten Werkzeugkopfes im Quer­ schnitt.

Fig. 3 zeigt den Werkzeugkopf von Fig. 2 in Aufsicht und teilweise in Aufriß.

Fig. 4 zeigt eine modifizierte Ausführungsform des Werkzeugkopfes mit Rollen.

Das in den Figuren dargestellte Ausschlagwerkzeug ist zur Befestigung an einem Prothesenschaft 4 einer Gelenkprothese bestimmt, die in einem Kno­ chen eingesetzt bzw. eingebaut ist und durch das Ausschlagwerkzeug aus diesem entfernt werden soll.

Das Ausschlagwerkzeug besteht aus einem am Prothesenhals 4 befestigbaren Werkzeugkopf und einer damit verbundenen Betätigungsstange 24, auf der ein Schlagelement 26 verschieblich geführt ist. Mit der Stange 24 ist ferner ein Anschlag 31 fest verbunden, gegen den das Schlagelement 26 zur Erzeu­ gung eines axial gerichteten Stoßes geführt wird.

Der Werkzeugkopf 2 hat hufeisenförmige bzw. gabelförmige Gestalt mit einer Längsausnehmung 14, die zur Aufnahme verschiedener Elemente 8, 10, 12 bestimmt ist, und einem gegenüber der Längsausnehmung 14 verbreiterten Durchgang 6, der zur Aufnahme des Prothesenschaftes 4 bestimmt ist. Der Durchgang 6 hat kreisförmigen Querschnitt mit Ausnahme des Schnittbe­ reichs mit der Längsausnehmung 14. In den der Längsausnehmung 14 zu­ gewandten Seitenwänden des Werkzeugkopfes 2 sind gegenüberliegende längsgestreckte elliptisch gekrümmte Nuten 16 gebildet, die zur Führung der Elemente 8, 10, 12 dienen. Der Werkzeugkopf 2 ist, wie in Fig. 1 zu sehen, elliptisch stetig gekrümmt bzw. gebogen, um eine zwischen dem Prothesen­ schaft 4 und dem daran anschließenden Prothesenhauptkörper gebildete Krümmung auszugleichen, um die durch die Betätigungsstange 24 übertrage­ ne Stoßkraft in axialer Richtung des Prothesenhauptkörpers zu übertragen. Die Nuten 16 sind der Krümmung des Werkzeugkopfes 2 angepaßt und haben ebenfalls einen gebogenen Verlauf.

In die Ausnehmung 14 wird zunächst ein Sperrglied 8 eingeführt, das gegen­ überliegende Längsstege hat, die zur Aufnahme in den entsprechenden Innennuten 16 des Werkzeugkopfes 2 bestimmt sind. Dadurch läßt sich das Sperrglied 8 axial in den Werkzeugkopf 2 einführen. Da die Nuten bis zum Beginn des Durchgangs 6 im Werkzeugkopf 2 geführt sind, endet die Bahn des in dem Werkzeugkopf 2 eingeführten Sperrglieds 8 am Ende der Längs­ ausnehmung 14 bzw. im Bereich der (gedachten) Ergänzungslinie des Quer­ schnitts des Durchgangs 6. Das Sperrglied 8 läßt sich jedoch noch weiter in den Durchgang 6 hinein vorschieben, um auch Prothesenschafte mit kleine­ rem Durchmesser wirksam zu verriegeln. Zur Anpassung an den kreisförmigen Querschnitt des Prothesenschaftes 4 besitzt das Sperrglied 8 eine im Quer­ schnitt kreisbogenförmige Auflauffläche zur Anlage an dem Prothesenschaft 4.

Hinter dem Sperrglied 8 wird ebenfalls axial ein mit einem Hebel 18 versehe­ nes Stellglied 10 eingeführt, das zwei gegenüberliegende Führungsnasen 20 aufweist, mit denen es in den Nuten 16 des Werkzeugkopfs 2 geführt ist. Der Hebel 18 dient zur Verspannung des Sperrglieds 8 von einer Freigabeposition, in der der Prothesenhals 4 in den Durchgang 6 eingeführt werden kann, in eine Verriegelungsposition, in der das Sperrglied 8 gegen den Prothesenhals 4 gespannt und in dieser Stellung verriegelt ist. Zu diesem Zweck weist das mit dem Hebel 18 verbundene Stellglied 10 eine exentrische Auflauffläche 22 auf, die bei Verschwenkung des Hebels 18 zu einem wachsenden axialen Vorschub des Sperrglieds 8 und anschließendem Einrasten des Sperrglieds 8 in einem im wesentlichen planen Abschnitt der Auflauffläche 22 führt.

Hinter dem Stellglied 10 wird ein äußeres Stellglied 12 mit seinen zwei gegenüberliegenden Führungsstegen auf den Innennuten 16 des Werkzeug­ kopfs 2 aufgesteckt. Das Stellglied 12 bildet den Abschluß der beweglichen Stellglieder, die somit durch Beaufschlagung des äußeren Stellglieds 12 über Vermittlung des mittleren Stellglieds 10 das Sperrglied 8 in seiner Position voreinstellen. Die Freigabeposition des Sperrglieds 8 läßt sich somit durch axiale Druckbeaufschlagung des äußeren Stellglieds 10 verändern. Am Ab­ schluß des Werkzeugkopfs 2 wird hinter dem äußeren Stellglied 12 ein Verbindungs- und Abschlußstück 30 auf den Werkzeugkopf aufgeschoben. Das Verbindungsstück 30 weist seitlich vorspringende Zähne auf, die zur Aufnahme in entsprechend geformten, im Werkzeugkopf 2 gebildeten Aus­ nehmungen 36 bestimmt sind. Das Verbindungsstück 30 wird somit von oben in den Werkzeugkopf 2 eingeführt und schließt die im Werkzeugkopf 2 gebil­ dete Längsausnehmung 14 an den dem Durchgang 6 gegenüberliegenden Ende ab. Zur Betätigung des äußeren Stellglieds 12 ist in dem Verbindungs­ stück 30 eine längserstreckte Bohrung 32 gebildet, die zum Eingriff einer Stellstange 28 bestimmt ist.

Das Verbindungsstück 30 ist axial endseitig mit der Betätigungsstange 24 verbunden, wie in Fig. 1 gezeigt. In der Betätigungsstange 24 ist die Stell­ stange 28 axial geführt, die durch die Bohrung 32 des Verbindungsstücks 30 hindurchgreift, um in Anlage gegen das äußere Stellglied 12 zu gelangen. Die Stellstange 28 ist an ihrem anderen Ende mit einem Knopf oder Knauf 38 verbunden, der durch Drehung die Stellstange 28 aus der im Verbindungs­ stück 30 gebildeten Gewindebohrung 32 herausdreht und somit die axiale Eingriffsposition des Sperrglieds 8 verändert.

Nach Einführung des Prothesenschaftes 4 in den Durchgang 6 des Werkzeug­ kopfes 2 wird zunächst durch Drehen des Knopfes 38 die Stellstange so weit vorgeschoben, daß das Sperrglied 8 in Anlage an den Prothesenhals 4 in den Durchgang 6 gelangt. Der Hebel 18 befindet sich dabei in seiner vom Werk­ zeugkopf 2 weggerichteten Freigabeposition. Nach Anlage des Sperrglieds 8 am Prothesenschaft 4 wird der Hebel 18 aus seiner Freigabestellung in seine in Fig. 1 gezeigte Verriegelungsposition, die dem Verbindungsstück 30 be­ nachbart bzw. parallel zum Werkzeugkopf 2 ausgerichtet ist, zurück­ geschwenkt. Dabei schiebt sich die exzentrische Auflauffläche 22 des Stell­ glieds 10 gegen das Sperrglied 8 und verspannt dieses aus seiner Freigabepo­ sition in seine Verriegelungsposition, wo es nach Einrasten des Sperrglieds 8 an einem im wesentlichen planen Abschnitt der Auflauffläche 22 des Stell­ glieds 10 einrastet. Damit ist der Werkzeugkopf 2 fest an der Prothese ver­ riegelt und die Prothese kann nun durch Schläge des Schlagelements 26 gegen die Anlage 31 aus dem Knochen entfernt werden. Zur Lösung von Werkzeugkopf 2 und Prothesenschaft 4 wird der Hebel 18 aus seiner Ver­ riegelungsstellung in seine vom Werkzeugkopf 2 abstehende Freigabeposition verschwenkt, in der das Sperrglied in beweglicher Anlage gegen den Prothe­ senschaft 4 liegt. Durch die zurückweichende Auflauffläche 22 des Hebels 18 bekommt das Sperrglied 8 ein Spiel, so daß der Prothesenschaft 4 bequem aus dem Durchgang 6 herausgezogen werden kann.

Die in Fig. 4 gezeigte Modifikation des erfindungsgemäßen Ausschlagwerk­ zeugs zeigt einen mit Rollen 40 bestückten Werkzeugkopf, wobei die Rollen 40 in den im Werkzeugkopf gebildeten Nuten 16 gelagert und geführt sind.

Die Rollen 40 dienen somit als hintereinander angeordnete Stellglieder, die eine axial von der Stellstange 28 zu übertragende Stellkraft auf das Sperrglied 8 übertragen. Die Rollen 40 folgen der Krümmung des Werkzeugs und sind in Wirkverbindung miteinander angeordnet.

Zur Verbindung der Stellstange 28 und der Rollen 40 ist eine im Verbindungs­ stück 30 geführte Schubstange 42 vorgesehen, die an ihrem einen Ende mit der Stellstange 28 verbunden ist und an ihrem anderen Ende einen mit einer Vertiefung gebildeten Kopf 44 aufweist, der zur Aufnahme der Rollen dient. Der Kopf 44 sieht eine längsgestreckte Vertiefung vor, in der die Rollen angeordnet sind und gegen die die Rollen sich abstützen. Die Stellstange 28 überträgt somit durch Vermittlung der Schubstange 42 eine axiale Einstell- und Verriegelungskraft auf die Rollen 40. Da in dieser Ausführungsform ein separates Verriegelungselement in Form eines Hebels bei den Stellgliedern fehlt, wird die Verriegelungskraft ebenso wie die Einstellkraft durch die Stellstange 28 auf die Rollen 40 und damit auf das Sperrglied 8 übertragen. Somit wird ausschließlich über einen axialen Vorschub der Stellstange 28 die Einstellung der Eingriffsposition und die Verriegelung des Sperrglieds in der Verriegelungsposition bewirkt. Die Stellstange kann beispielsweise (in nicht gezeigter Weise) mit einem Exzenterhebel verbunden sein, der durch Umlegen die Stellstange 28 axial vor- oder zurückschiebt. Der Exzenterhebel kann durch Federkraft in eine Freigabeposition vorgespannt sein.

Claims (10)

1. Ausschlagwerkzeug für Gelenkprothesen, mit einem gekrümm­ ten Werkzeugkopf (2), der einen Durchgang (6) zur Aufnahme eines Prothesenschaftes (4) und eine Riegeleinrichtung (8, 10, 12) aufweist, die den Prothesenschaft (4) im Durchgang (6) lösbar blockiert, wobei die Riegeleinrichtung ein in den Durch­ gang (6) eingreifendes Sperrglied (8) aufweist, dessen Eingriffs­ position an unterschiedliche Prothesenschaftdurchmesser an­ paßbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (8) durch innerhalb des Werkzeugkopfes (2) axial verschieblich angeordnete Stellglieder (10, 12; 40) verstellbar ist und die auf das Sperrglied (8) wirkende Stellkraft axial entlang der Stell­ glieder (10, 12; 40) übertragen wird.

2. Ausschlagwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugkopf (2) stetig gekrümmt ist und eine im Durchgang (6) abschließende axiale Längsausnehmung (14) aufweist, in der die Stellglieder (10, 12; 40) und das Sperrglied (8) angeordnet und geführt sind.

3. Ausschlagwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder (10, 12) und das Sperrglied (8) durch im Werkzeugkopf (2) gebildete gegenüberliegende Nuten (16) ge­ führt sind.

4. Ausschlagwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einstellglied (10) mit einem Hebel (18) verbunden ist, der zum Vorschub des Sperrglieds (8) in die Verriegelungsposition und zur lösbaren Blockierung des Sperrglieds in der Verriegelungsposition dient, wobei die Schwenkachse (20) des Hebels (18) im Stellglied (10) gebildet ist.

5. Ausschlagwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (10) eine exzentrische äußere Auflauffläche (22) aufweist, die eine vom Schwenkwinkel abhängige axiale Vorschubposition des Sperrglieds (8) definiert.

6. Ausschlagwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (10) zwei Führungsnasen (20) aufweist, die axial verschieblich in den im Werkzeugkopf (2) gebildeten Innen­ nuten (16) geführt sind, wobei die Führungsnasen (20) die Schwenkachse des Hebels (18) bilden.

7. Ausschlagwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder durch Kugeln oder Rollen (40) gebildet sind.

8. Ausschlagwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Werkzeugkopf (2) eine Betätigungsstange (24) verbunden ist, auf der ein Schlagelement (26) verschieblich geführt ist.

9. Ausschlagwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Betätigungsstange (24) eine Stellstange (28) ver­ schieblich geführt ist, die mit dem Werkzeugkopf (2) so ver­ bunden ist, daß die Stellkraft auf ein äußeres Stellglied (12) des Werkzeugskopfs (2) aufgebracht wird.

10. Ausschlagwerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellstange (28) zugleich zur Einstellung der Eingriff­ sposition des Sperrglieds (8) zwecks Anpassung an unterschied­ liche Prothesenschaftdurchmesser und zur Verriegelung des Sperrglieds (8) dient.