DE60302410T2 - Einrichtung zum Einstellen des Kopfes einer Schulterprothese - Google Patents

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Robert J. Winona Lake Ball
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Description

  • Die Erfindung betrifft Prothesenvorrichtungen, insbesondere Schulterprothesen und ganz besonders eine Vorrichtung zur Replikation einer Winkelposition eines Humeruskopfes einer Schulterprothese.
  • Stand der Technik
  • Der Stand des Prothesenschulter-Markts ist soweit fortgeschritten, dass ein Chirurg im Allgemeinen eine von zwei Strategien in der Schulterersatz-Chirurgie verwendet. Eine Strategie ist, die Schulterersatz-Chirurgie gemäß einer Schulterprothese eines Herstellers oder einer Schulterprothesen-Produktlinie durchzuführen. Insbesondere erhält ein Chirurg die Instrumente und technischen Leitfäden für die jeweilige Schulterprothese oder Prothesenlinie. Die Leitfäden und/oder Instrumente enthalten Anweisungen für den Winkel der Humeruskopf-Resektion für das Implantat (die Prothese). Dieser Winkel steht in Beziehung zum humeralen intramedullären Kanal (IM) und soll zu einem optimalen Satz von Winkeln passen die bereits im Design der Prothese vorhanden sind.
  • Bei einer anderen Strategie wird die Schulterersatz-Chirurgie gemäß der Anatomie des Patienten durchgeführt. Insbesondere wird der Humeruskopf gemäß dem Winkel geschnitten, die nach Meinung des Chirurgen „anatomisch" sind, und nicht gemäß den Winkeln, die bereits im Design der Prothese vorhanden sind. Die Prothese ist so konzipiert, dass ihre Konfiguration intraoperativ einstellbar ist. Dadurch kann die Prothese an die knöcherne Präparation angepasst werden.
  • Selbst bezüglich dieser beiden voneinander abweichenden Arten der chirurgischen Strategie ist ein verbreitetes Problem der Schulterchirurgie die Anpassung des humeralen Resektionswinkels an den vorgegebenen Winkel des Prothesendesigns. Dieser Winkel kann als Winkel zwischen einem Prothesenkragen und dem Diaphysenabschnitt des Schafts beschrieben werden. Im Fall eines kragenlosen Schafts kann der Winkel den Unterschied zwischen der Längsachse des Schafts und der Unterseite des Prothesenkopfes beschreiben. Für die Fixierung und Biomechanik gilt es als optimal, wenn der Resektionswinkel und der Winkel der Prothese identisch sind, um einen intimen Kontakt zwischen der Oberfläche des geschnittenen Knochens und der Unterseite des Implantats herzustellen.
  • Darüber hinaus hat die Winkelversion, mit der die Prothese implantiert wird, einen bedeutenden Einfluss auf die Biomechanik des Prothesengelenks. Zurzeit geben die meisten handelsüblichen Prothesensysteme den Varus/Valgus-Winkel des Knochenschnitts vor. Diese Strategie gestattet dem Chirurgien nicht die problemlose Veränderung der Biomechanik nach dem Positionieren oder Implantieren der Prothese.
  • Im Handel sind zurzeit zwei bekannte Produkte erhältlich, die versuchen, mindestens eines der oben erwähnten Probleme zu lösen. Das erste Produkt, das von Tornier unter dem Warenzeichen Aequalis verkaufte System, liefert eine modulare Verbindung im Metaphysenbereich des Schafts, wodurch ein kleiner Block zwischen dem Schaft und dem auszuwechselnden Humeruskopf möglich wird. Diesen Block gibt es in mehreren Winkeln, so dass der Chirurg den Block auswählen kann, der am besten auf die Knochenanatomie nach der Resektion passt. Dieses System ist aber mit zwei Hauptschwächen belastet. Zunächst zwingt die Verwendung von modularen Blöcken offensichtlich das Design dazu, Winkelanpassungen nur in endlichen Inkrementen zu gestatten. Zweitens muss der Chirurg aufgrund der Notwendigkeit, den Winkel durch modulare Blöcke anzupassen, den Schaft entfernen, eine Komponente austauschen und den Schaft wieder einsetzen. Dies ist unhandlich und ist mit dem Risiko von Störungen des geschnittenen Knochens und der Beeinträchtigung der Fixierung behaftet.
  • Ein zweites Produkt, das zurzeit im Handel als Lösung der oben angesprochenen Probleme erhältlich ist, wird von CenterPulse unter dem Warenzeichen Anatomica verkauft. Dieses Produkt liefert einen Humeruskopf dessen Varus/Valgus- und anteriore/posteriore Winkel relativ zum Schaftteil der Prothese unendlich verstellbar sind. Dies wird durch einen kugelförmigen Vorsprung auf der Oberfläche des Schafts erreicht, der in eine kugelförmige Vertiefung im Humeruskopf passt. Diese zusammenpassenden Flächen gestatten es dem Kopf, um den Schaft bewegt zu werden, so dass er verstellbar positioniert werden kann. Der Kopf kann in einer Position relativ zum Schaft arretiert werden. Diese Lösung gestattet die Verstellung des Hals/Schaft-Winkels und die Verstellung der Version durch Flexibilität im anterioren/posterioren Winkel. Das Arretiermittel ist aber suboptimal. Insbesondere erfordert der Arretiermechanismus das Drehen einer Stellschraube, deren Kopf zur Seite und nach unten weist, wo es nach dem Zementieren des Schafts keinen Zugang gibt. Dadurch ist es nicht mehr möglich, die Kopfposition im laufenden Betrieb zu verstellen, so dass eine Totalrevision notwendig wird, wenn die Gelenkflächen einmal repositioniert werden müssen. Schließlich beschränkt der Vorsprung des Humerusschafts den Zugang des Chirurgen zum Glenoid in Vorbereitung für einen Glenoid-Ersatz, auch wenn der Humeruskopf nicht platziert ist.
  • Ferner stellt US-20020016634 (Brian Maroney et al.) ein Produkt und ein relevantes Verfahren zur Implantation einer endgültigen Prothesenanordnung in geschnittenem Knochen bereit. Die Probenanordnung besitzt einen Körperteil mit einer darin definierten Bohrung und einen Kopfteil mit (i) einem Probenkopfglied, das ein Probenversatzindiz enthält, und (ii) einen exzentrisch angeordneten Probenkopfschaft, der sich vom Probenkopfglied aus erstreckt, wobei der Probenkopfschaft so konfiguriert ist, dass er in der Probenbohrung aufgenommen werden kann. Der Probenkopfteil wird relativ zum Probenkörperteil gedreht, um den Probenkopfteil relativ zum Probenkörperteil in ausgerichteter Orientierung zu positionieren. Die Probenanordnung wird entfernt und das Probenversatzindiz wird gemessen. Die endgültige Anordnung wird in den ausgeschnittenen Knochen implantiert. Die endgültige Anordnung wird durch Drehen einer Stellschraube fixiert, deren Kopf zur Seite und nach unten zeigt, zu dem es wie oben erwähnt nach Einzementieren des Schafts keinen Zugang gibt.
  • Es versteht sich, dass es wünschenswert ist, eine Prothese zu haben, die intraoperativ verstellbar ist, damit sie an den vorbereiteten Knochen angepasst werden kann. Eine solche Prothese, bei der versucht wurde, dieses Designmerkmal zu schaffen, wird von Sulzer unter dem Warenzeichen Anatomica verkauft. Ein Problem bei dieser Vorrichtung ist die schwierige Replikation der Winkelposition des Kopfes zwischen der Probenprothese und dem Implantat. Zur Behebung dieses Problems weist das System von Sulzer eine Spannvorrichtung auf. Die Spannvorrichtung ist aber kompliziert und unhandlich in der Anwendung.
  • Insbesondere ist diese Spannvorrichtung mit zwei Problemen behaftet. Zum einen wird die Kopfposition direkt von der Längsachse des Humerusschaftes entnommen. Somit werden zur Einstellung und Replikation dieser Position die Proben- und Implantationsschäfte benötigt. Das bedeutet, dass das System zahlreiche Bauteile umfasst, die manipuliert werden müssen, und dass die Position mit dem Schaft in vivo nicht verstellt werden kann. Ein weiteres Problem ist, dass die Spannvorrichtung eine ziemlich komplizierte Tischvorrichtung darstellt. Dafür muss das Implantat auf den Tisch gebracht werden und das Implantat (Schaft und Kopf) muss in die Spannvorrichtung eingeführt werden. Dies stellt eine technische Herausforderung dar und ist zeitraubend.
  • Mit einer Schulterprothese, die es dem Chirurgen ermöglicht, die Winkelposition des Humeruskopfes zu verstellen (d.h. die Gelenkfläche des Humeruskopfes relativ zum Humerusschaft/Bauteil und/oder Knochen anzupassen), muss ein Verfahren zur Probepositionierung der Prothese vorhanden sein. Wenn die Probenprothese implantiert ist, können mehreren Einstellungen vorgenommen werden, um die Winkelposition des Prothesenkopfes relativ zum Humerusschaft einzustellen. Zum Übertragen der im Probenverfahren erhaltenen Einstellungen auf das endgültige Implantat muss ein entsprechendes Mittel vorhanden sein.
  • Die Erfindung
  • Im Hinblick auf das Obengesagte wird somit ein besseres Verfahren zur Probenpositionierung einer Schulterprothese benötigt.
  • Im Hinblick auf das Obengesagte wird ferner eine Probevorrichtung benötigt, die die Übertragung der im Probenverfahren erhaltenen Einstellungen auf das endgültige Implantat ermöglicht.
  • Im Hinblick auf das Obengesagte wird ferner eine schnelle und problemlose Probevorrichtung benötigt, die die Übertragung der im Probenverfahren erhaltenen Einstellungen auf das endgültige Implantat ermöglicht.
  • Dementsprechend stellt die Erfindung eine Vorrichtung zur probeweisen Positionierung eines Kopfes und eines anschließenden Teils einer Humerus (Schulter) – Prothese und zur Übertragung der räumlichen Position auf ein endgültiges Implantat bereit, die es dem Chirurgen ermöglicht, die Position des Humeruskopfes im dreidimensionalen Raum relativ zu einer Humeruskomponente der Humerusprothese, die bereits in einen Humerus eines Patienten implantiert wurde oder nicht, anzupassen. Die Vorrichtung verwendet einen drehbaren Körper, wie z.B. eine Kugel, die relativ zum Körper der Vorrichtung nicht übersetzbar ist. Ein Probenimplantatkonstrukt mit einem Kopf und einem Hals, die relativ zueinander fixiert sind (räumlich positioniert), wird in die Vorrichtung gelegt, so dass der Hals mit der drehbaren Kugel in Berührung ist. Wenn der Kopf mit den Markierungen auf der Vorrichtung ausgerichtet wird und mit der Vorrichtung bündig ist, repliziert die drehbare Kugel die Winkelposition des Halses relativ zu einem Kopf mit fixer Position. Ein endgültiges Implantatkonstrukt, dessen Bauteile relativ zueinander nicht fixiert sind, wird in die Vorrichtung gelegt, die die räumliche Positionierung des Probenimplantatkonstrukts automatisch auf das endgültige Implantatkonstrukt überträgt.
  • Nach einer Ausführungsform enthält die Vorrichtung eine flache Platte, in der eine drehbare Kugel positioniert ist. Die Kugel passt so in die Platte, dass sie um mindestens zwei Achsen gedreht werden kann, die lotrecht sind und sich durch die Mitte der Kugel erstrecken, aber relativ zur Platte nicht übersetzen können. Ein Arretiermittel dient zum lösbaren Arretieren oder Fixieren der Winkelposition der Kugel relativ zur Platte mit einer Stellschraube. Die Kugel besitzt ein Loch, das sich durch sie hindurch erstreckt und einen Hals oder eine Verlängerung eines Humeruskopfes des Implantatkonstrukts aufnimmt. Die Verlängerung des Kopfes geht in das Loch der Kugel. Die Kugel dreht sich so, dass die flache Seite des Kopfes flach auf der flachen Platte ruhen kann. Die Kugel wird lösbar arretiert, und das Probenimplantatkonstrukt wird entfernt. Ein endgültiges Implantatkonstrukt wird in die arretierte Kugel platziert. Der Kopf wird so gedreht, dass seine flache Seite auf der flachen Platte ruht. Anschließend werden Kopf und Hals arretiert. Auf diese Weise ist das endgültige Implantatkonstrukt in derselben räumlichen Position orientiert wie das Probenimplantatkonstrukt.
  • In einer Form stellt die Erfindung eine Vorrichtung zum Übertragen einer räumlichen Positionierung eines Humeruskopfes eines ersten Bauteils relativ zu einem verbindenden Element des ersten Bauteils auf ein zweites Bauteil mit einem Humeruskopf und einem verbindenden Element bereit. Die Vorrichtung enthält einen eine ebene Oberfläche definierenden Körper, eine Ausnehmung im Körper, ein in der Ausnehmung angeordnetes schwenkbares Element mit einer konfigurierten Bohrung, welche durch den Körper zugänglich ist und angepasst ist, in der Ausnehmung frei zu schwenken, ein Sperrmittel, welches im Körper angeordnet ist und angepasst ist, um das schwenkbare Element selektiv zu fassen, um eine Rotationsposition des schwenkbaren Elements lösbar zu fixieren. Die konfigurierte Bohrung ist angepasst, um ein verbindendes Element des ersten Bauteils aufzunehmen und das verbindende Element relativ zu einer Position des Kopfes auf der ebenen Oberfläche des Körpers mittels Schwenken des schwenkbaren Elements auszurichten, wobei das Sperrmittel die Rotationsposition des schwenkbaren Elements lösbar fixiert, während das erste Bauteil gelöst und ein verbindendes Element eines zweiten Bauteils zum Ausrichten gemäß der fixierten Rotationsposition des schwenkbaren Elements angeordnet wird und der Kopf des zweiten Bauteils an der Position des Kopfes des ersten Bauteils des Körpers angeordnet wird, wobei das verbindende Element dann an dem Kopf des zweiten Bauteils angeordnet wird. Die Vorrichtung kann bei einem Verfahren zur Übertragung der räumlichen Orientierung eines ersten Bauteils mit einem Humeruskopf, der lösbar an einem verbindenden Element befestigt wird, auf ein zweites Bauteil mit einem Humeruskopf der lösbar mit einem verbindenden Element befestigt ist, verwendet werden. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: (a) Fixieren einer räumlichen Orientierung eines Humeruskopfes relativ zu einem verbindenden Element eines ersten Bauteils; (b) Platzieren des verbindenden Elements des ersten Bauteils in einer Vorrichtung, wobei die Vorrichtung folgendes umfasst: einen eine ebene Oberfläche definierenden Körper; eine Ausnehmung in dem Körper; ein in der Ausnehmung angeordnetes schwenkbares Element mit einer konfigurierten Bohrung, das sich frei in der Ausnehmung drehen kann; und ein Sperrmittel, welches im Körper angeordnet ist und angepasst ist, um das schwenkbare Element selektiv zu fassen, um eine Rotationsposition des schwenkbaren Elements selektiv zu fixieren; worin die konfigurierte Bohrung angepasst ist, um ein verbindendes Element des ersten Bauteils aufzunehmen und das verbindende Element relativ zu einer Position des Kopfes auf der ebenen Oberfläche des Körpers mittels Schwenken des schwenkbaren Elements auszurichten; (c) Fixieren der Rotationsposition des schwenkbaren Elements mit dem Sperrmittel; (d) Entfernen des ersten Bauteils; und (e) Platzieren eines verbindenden Elements eines zweiten Bauteils in der Vorrichtung zur Ausrichtung gemäß der fixen Rotationsposition des schwenkbaren Elements, wenn ein Kopf des zweiten Bauteils auf der Position des Kopfes des ersten Bauteils auf dem Körper angeordnet wird, wobei das verbindende Element dann am Kopf des zweiten Bauteils fixiert wird.
  • Die Erfindung besitzt gegenüber der existierenden Technologie Vorteile, indem (1) die Erfindung kostenwirksam ist, d.h. die vorliegende Vorrichtung und/oder das vorliegende Anwendungsverfahren besitzen ein einfaches Design und eine einfache Konstruktion, so dass die Herstellungskosten gesenkt werden, (2) die vorliegende Vorrichtung und/oder das vorliegende Anwendungsverfahren sind einfach anzuwenden, d.h. die vorliegende Vorrichtung und/oder das vorliegende Anwendungsverfahren erfüllen im Wesentlichen die Aufgabe der Probepositionierung in drei Schritten ohne Notwendigkeit von Messwinkeln oder erinnerten Messwerten, (3) die vorliegende Erfindung ist sehr kompakt und kann so eine Probepositionierung in einem Bereich durchführen, der neben dem chirurgischen Einschnitt liegt, statt dass eine Übertragung von/zu einem Tisch notwendig ist, und (4) die vorliegende Vorrichtung und/oder das vorliegende Anwendungsverfahren sind zuverlässig, d.h. es gibt nur wenige bewegliche Teile, die versagen oder sich lockern können. All dies sorgt für ein einfaches, zuverlässig und leicht herzustellendes Probeplatzierungssystem, d.h. eine Vorrichtung und/oder ein Anwendungsverfahren dafür.
  • Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
  • Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden beispielhaft mit Bezug auf Figuren einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:
  • 1 eine aufgebrochene perspektivische Ansicht einer beispielhaften Schulterprothese mit den Merkmalen der Erfindung gemäß deren Prinzipien;
  • 2 eine Draufsicht und teilweise Schnittansicht des Humerusbauteils der beispielhaften Schulterprothese aus 1;
  • 3 eine vergrößerte Draufsicht von vorne auf den Halskörper des verbindenden Elements der beispielhaften Schulterprothese aus 1;
  • 4 eine vergrößerte Draufsicht von hinten auf den Halskörper des verbindenden Elements der beispielhaften Schulterprothese aus 3;
  • 5 eine vergrößerte Draufsicht von vorne auf den Halskörper aus 3 mit seiner Innenkonstruktion;
  • 6 eine vergrößerte Draufsicht auf das Stell-/Sperrmittel des verbindenden Elements der beispielhaften Schulterprothese aus 1;
  • 7 eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Stell-/Sperrmittels aus 6;
  • 8 eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Kopfes der Schulterprothese aus 1;
  • 9 eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Kopfes aus 8 von einer Unterseitenperspektive;
  • 10 eine Schnittansicht des Kopfes aus 8 entlang Linie 10-10;
  • 11 eine Schnittansicht des Kopfes aus 8 entlang Linie 11-11;
  • 12 eine Draufsicht von vorne auf die Wechselwirkung zwischen Kopf und Hals, die eine Verbindungsart gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 13 eine Draufsicht von vorne auf die weitere Wechselwirkung zur Wechselwirkung aus 12 zwischen Kopf und Hals, die eine Verbindungsart gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 14 eine seitliche Schnittansicht des beispielhaften Humeruskopfes und des verbindenden Elements mit dem Humeruskopf in einer bestimmten Orientierung;
  • 15 eine seitliche Schnittansicht des beispielhaften Humeruskopfes und des verbindenden Elements mit dem Humeruskopf in einer anderen bestimmten Orientierung, die in Verbindung mit 14 die Art der räumlichen Orientierung des Kopfes relativ zu dem verbindenden Element und/oder dem Humerusbauteil zeigt;
  • 16 eine seitliche Schnittansicht des beispielhaften Humeruskopfes und des verbindenden Elements mit dem Humeruskopf in einer anderen bestimmten Orientierung, die in Verbindung mit 14 und 15 die Art der räumlichen Orientierung des Kopfes relativ zu dem verbindenden Element und/oder dem Humerusbauteil zeigt;
  • 17 eine seitliche Schnittansicht des beispielhaften Humeruskopfes und des verbindenden Elements mit dem in einer bestimmten Orientierung fixierten Humeruskopf, die die Art der Fixierung mit dem in den Hals eingeführten Sperrmittel zeigt;
  • 18 eine Seitenansicht einer beispielhaften Schulterprothese, wobei ein Teil der Prothese im Schnitt insbesondere die Art des Zusammenbaus zeigt;
  • 19 eine vergrößerte seitliche. Schnittansicht einer beispielhaften alternativen Ausführungsform eines Humeruskopfes;
  • 20 eine perspektivische Ansicht einer Probevorrichtung für eine Schulterprothese;
  • 21 eine Schnittansicht der Probevorrichtung für eine Schulterprothese aus 20 entlang der Linie 21-21;
  • 22 eine Schnittansicht der Probevorrichtung aus 20 auf ähnliche Weise wie in 21, die insbesondere ein verbindendes Element zeigt, das auf einem Humeruskopf gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung positioniert wird; und
  • 23 eine aufgebrochene Schnittansicht einer weiteren beispielhaften alternativen Ausführungsform einer Schulterprothese gemäß den Grundsätzen der Erfindung.
  • Bezugnehmend auf die Zeichnungen zeigt 1 eine Schulterprothese 20 mit einem Humerusbauteil oder Schaft 22, einem verbindenden und/oder verstellenden Element oder Mittel 24 und einem Kopf 26. Der Kopf 26 ist so angepasst, konfiguriert und/oder wirksam, dass er auf dem verbindenden Element 24 (d.h. das verbindende Element 24 ist so angepasst, konfiguriert und/oder wirksam, dass es auf dem Kopf 26 aufgenommen wird) je nach Konfigurationen des Kopfes 26 und des verbindenden Elements 28 und/oder der jeweiligen Perspektive aufgenommen werden kann oder umgekehrt. Während der restliche Text also die Verbindung des Kopfes mit dem verbindenden Element beschreibt, versteht sich, dass beide Möglichkeiten damit abgedeckt werden.
  • Insbesondere ist der Kopf 26 so angepasst, konfiguriert und/oder wirksam, dass er lösbar mit dem verbindenden Element 24 verbunden werden kann. Noch spezifischer ist der Kopf 26 so angepasst, konfiguriert und/oder wirksam, dass er in einer besonderen oder wählbaren Dreh- und/oder Winkelorientierung relativ zu dem verbindenden Element 24 und/oder dem Humerusbauteil 22 wie unten weiter beschrieben lösbar auf dem verbindenden Element 24 arretiert werden kann. Das verbindende Element 24 ist so angepasst, konfiguriert und/oder wirksam, dass es auf dem Humerusbauteil 22 aufgenommen werden kann. Insbesondere ist das verbindende Element 24 so angepasst, konfiguriert und/oder wirksam, dass es lösbar auf dem Humerusbauteil aufgenommen werden kann. Alle Bestandteile der Schulterprothese 20 bestehen aus einem Material oder aus Materialien, das bzw. die im Stand der Technik für solche Implantate bekannt ist bzw. sind.
  • Wie in 1 gezeigt enthält das verbindende Element 24 einen Hals, ein Halselement oder dergleichen 28 und ein Sperr- und/oder Stellelement, eine Schraube oder dergleichen 30. Das Sperrelement 30 wirkt mit dem Hals 28 zusammen, um den Kopf 26 in einer besonderen Orientierung des Halses 28 zu arretieren oder fixieren. Wenn das verbindende Element 24 lösbar auf dem Humerusbauteil 22 angeordnet ist, ist auch der Kopf 26 relativ zum Humerusbauteil 22 lösbar arretiert oder fixiert. Wie unten ausführlicher beschrieben ist auch das verbindende Element 24 so lösbar am Kopf 26 arretiert oder fixiert, dass der Kopf 26 und/oder das verbindende Element 24 gegen eine axiale Bewegung der beiden gesperrt sind.
  • In 2 ist das Humerusbauteil 22 gezeigt. Das Humerusbauteil 22 ist durch einen Körper 32 mit einem Schaft oder Schaftteil 34 und einem Hals oder Halsteil 36 gekennzeichnet. Das Humerusbauteil 22 kann Kragen, Nahtlöcher oder dergleichen aufweisen oder auch nicht. Deshalb sind diese in 2 nicht gezeigt. Der Hals 36 besitzt eine vorzugsweise im Wesentlichen flache oder ebene Oberfläche 38 mit einem Verbindungselement, einer Verbindung oder einer Verbindungsaufnahme 40, die sich von ihm in den Hals 36 erstreckt. In einer Form wird die Verbindungsaufnahme 40 durch eine Innenwand 42 definiert. Die Verbindungsaufnahme 40 kann eine Konkavität, eine Vertiefung oder dergleichen sein. Vorzugsweise und wie gezeigt besitzt die Verbindungsaufnahme eine verjüngte Innenwand 42. Insbesondere bevorzugt definiert die Innenwand 42 eine kegelstumpfförmige Konkavität. Vorzugsweise aber nicht notwendigerweise ist eine Achse der Verbindungsaufnahme 40 im Wesentlichen lotrecht zur Oberfläche 38. Die Verbindungsaufnahme 40 kann jedoch auch ein Vorsprung, eine Prägung, ein Flansch oder dergleichen (d.h. eine Konvexität) anstelle einer Konkavität sein. In beiden Fällen hätte ein passendes Element eine entgegengesetzte (komplementäre) Konfiguration.
  • Das Humerusbauteil 22 ist so angepasst, konfiguriert und/oder wirksam, dass sein Schaft 34 in einen Humeruskanal eines (nicht gezeigten) Humerus eines (nicht gezeigten) Patienten nach entsprechender Resektion des Humerus eingeführt werden kann. Insbesondere wird das Humerusbauteil 22 so in den Humerus des Patienten eingeführt, dass der Kopf 36 im Humerus liegt und die Oberfläche 38 mit einer Resektionsfläche des Humerus wie im Stand der Technik bekannt im Wesentlichen koplanar ist. Dies gestattet den Zugang zu der Verbindungsaufnahme 40 nach Implantation des Humerusbauteils 22 in einen Humerus.
  • In 3 und 4 ist der Hals 28 des verbindenden Elements 24 gezeigt. Der Hals 28 ist durch einen Körper 46 gekennzeichnet, der ein erstes Ende 48 und ein zweites Ende 50 definiert. Entsprechend der Konfiguration der Verbindungsaufnahme 40 wie in den Figuren gezeigt ist das erste Ende 48 als konfigurierte Konvexität oder Vorsprung geformt. In allen Fällen ist das erste Ende 48 auf komplementäre Weise zur Verbindungsaufnahme 40 des Humerusbauteils 22 konfiguriert, je nach Form der Verbindungsaufnahme 40. In den gezeigten Ausführungsformen ist das erste Ende 48 als konischer Zylinder oder mit einer kegelstumpfförmigen Gestalt geformt.
  • Das zweite Ende 50 ist mit einem Verbindungselement geformt, das eine konfigurierte Konvexität oder Konkavität sein kann. In den Figuren ist das zweite Ende 50 als Kugel, Sphäroid oder dergleichen geformt. Das Sphäroid 50 ist vorzugsweise eine echte Kugel, kann aber auch von dieser Form abweichen und ist mit Ausnahme der hierin beschriebenen Strukturen massiv. Das Sphäroid 50 ist mit einer ersten Ebene oder einem ersten ebenen Teil 52 auf einer Seite davon und einer zweiten Ebene oder einem zweiten ebenen Teil 54 auf einer anderen Seite, die vorzugsweise aber nicht notwendigerweise der ersten Ebene 52 diametral gegenüberliegt, geformt. Die Ebenen 52 und 54 haben vorzugsweise aber nicht notwendigerweise dieselbe Konfiguration. Die Ebenen 52 und 54 bilden Ebenen, die vorzugsweise aber nicht notwendigerweise parallel zueinander sind. Die Ebenen 52 und 54 sind darüber hinaus vorzugsweise aber nicht notwendigerweise parallel zur axialen Ebene des verbindenden Körpers 46. Die Ebenen 52 und 54 sind so auf dem Sphäroid 50 angeordnet, dass die dadurch definierten Ebenen zur Achse des ersten Endes 48 nicht lotrecht sind.
  • Es sind zwar zwei Ebenen gezeigt, aber es versteht sich, dass das Sphäroid 50 nur eine Ebene oder mehr als zwei Ebenen haben kann. Ferner kann das Sphäroid 50 einen Keil, Keile, eine Keilstruktur oder Keilstrukturen anstelle der Ebenen darauf je nach Konfiguration eines komplementären Verbindungselements, Aufnahme oder dergleichen des Kopfes 26 aufweisen.
  • In einer weiteren Form kann die Schulterprothese keine Ebenen oder entsprechende Struktur aufweisen. In dieser Form wird der Humeruskopf auf dem verbindenden Element 24 aufgenommen und wie hierin beschrieben in Winkelposition fixiert. Somit ist es nicht notwendig, Ebenen oder eine entsprechende Struktur zu haben.
  • Das Sphäroid 50 besitzt ferner einen ersten radialen Schlitz (siehe 3) und einen zweiten radialen Schlitz 60 (siehe 4), die zusammen einen ersten kontinuierlichen radialen Schlitz definieren. Das Sphäroid 50 kann ferner einen dritten radialen Schlitz 48 (siehe 3) und einen vierten radialen Schlitz 62 (siehe 4) aufweisen, die zusammen einen kontinuierlichen zweiten radialen Schlitz definieren. In einer nicht gezeigten Form hat das Sphäroid einen kontinuierlichen radialen Schlitz. Dieser teilt das Sphäroid in zwei oder vier Teile. Das Sphäroid 50 kann auch mehr Schlitze als gezeigt aufweisen.
  • Wie am besten in 5 zu erkennen ist, hat der Hals 28 eine innere Bohrung 66, die sich von einer unteren Fläche 64 des ersten Endes 48 durch den Innenraum des zweiten Endes (Sphäroid) 50 erstreckt. Die Bohrung 66 hat einen ersten Teil 68, der ein Gewinde aufweist, und einen zweiten Teil 70, der konisch verjüngt ist. Insbesondere ist der zweite Teil 70 im Sphäroid 50 konisch verjüngt, d.h. von einem Ende des Gewindeteils 68 zur Oberseite des Sphäroids 50. Der zweite Teil 70 ist so geformt, dass der Durchmesser in einer Richtung vom Ende des ersten (mit Gewinde versehenen) Teils 68 zum kugelförmigen Ende hin abnimmt. Die Bohrung 66 ist vorzugsweise aber nicht notwendigerweise mit dem Außendurchmesser des ersten Endes 48 konzentrisch.
  • Der Gewindeteil 68 gestattet die Gewindeeinführung und das Vorschieben der Arretierschraube 30. Der verjüngte Teil 70 in Verbindung mit dem ersten radialen Schlitz und/oder dem zweiten radialen Schlitz sorgt für radiale Spreizung des Sphäroids 50 (d.h. radiale Spreizung der durch die radialen Schlitze definierten Teile), wenn das Sperrelement 30 in den verjüngten Teil 70 vorgeschoben wird. Der kugelförmige Außendurchmesser wird aufgrund der Expansion der radialen Schlitze in der Kugel 50 durch Vorschieben der Arretierschraube 30 vergrößert.
  • 6 und 7 zeigen das Sperr- und/oder Stellelement oder die Schraube 30. Die Arretierschraube 30 ist durch einen Körper 78 gekennzeichnet, der die allgemeine Form eines Rohrs, eines Zylinders, eines Stifts, einer Stange oder dergleichen aufweist. Der Körper 78 hat einen ersten Abschnitt 80 mit einem im Allgemeinen kreisförmigen Außendurchmesser und Gewinden 82 an einem Ende. Die Gewinde 82 sind mit dem Gewindeteil 68 der Bohrung 66 des Halses 28 kompatibel. Der Körper 78 hat eine konfigurierte Bohrung 84 in einem Ende 83. Die Gewindebohrung 84 ist in der Konfiguration für einen Sechskantschraubendreher (nicht gezeigt) gezeigt. Der Sechskantschraubendreher wird zum Einschrauben des Sperrelements 30 in die Bohrung 66 des Halses 28 verwendet. Natürlich können auch andere Konfigurationen und/oder Arten des Vorschiebens des Sperrelements 30 in den Hals 28 verwendet werden.
  • Der Körper 78 enthält ferner einen zweiten Teil 86 an einem Ende des ersten Teils 80. Der zweite Teil 86 ist von einem Verbindungspunkt zu einem Ende 87 hin konisch verjüngt. Die Verjüngung entspricht dem verjüngten Teil 70 des Halses, hat aber einen größeren Durchmesser. Wenn der zweite (verjüngte) Teil 86 sich in den verjüngten Teil 70 der Bohrung 66 erstreckt, weitet sich das Sphäroid 50 somit radial auf. Die Expansion des Sphäroids 50 fixiert den Kopf 26 in seiner räumlichen Orientierung.
  • 8 bis 11 zeigen den Kopf 26. Der Kopf 26 ist durch einen Körper 90 gekennzeichnet, der als allgemeiner Teilsphäroid geformt ist. Insbesondere ist der Körper 90 so geformt, dass er auf ein Glenoid passt. Der Körper 90 hat eine Gelenkfläche 92, die dem allgemeinen Teilsphäroid entspricht und eine Unterseite 94. Es versteht sich, dass der Kopf 26 einen Schulterprothesenkopf jeder Größe darstellt. Die vorliegende Erfindung gestattet die Verwen dung von Köpfen verschiedener Größen mit den anderen Bauteilen der vorliegenden Schulterprothese 20. Während für die Schulterprothese 20 letztendlich ein Kopf nur einer Größe verwendet wird, wenn die Prothese in den Patienten implantiert wird, gestatten die Bauteile der vorliegenden Schulterprothese 20 die Probepositionierung und/oder Verwendung von Köpfen verschiedener Größen, wenn das Humerusbauteil 22 in den Humerus implantiert wird (d.h. während und/oder nach dem Zeitpunkt, an dem das Humerusbauteil 22 endgültig in den Humerus implantiert wird). Die verschiedenen Köpfe können verschiedene Proportionen und/oder Größen aufweisen.
  • Der Kopf 26 enthält ferner eine Vertiefung, einen Hohlraum oder dergleichen 96, der durch einen Innenfläche 97 im Körper 90 definiert wird und an der Öffnung 101 auf der Unterseite 94 offen ist. Die Innenseite (Wand) 97 und somit der Hohlraum 96 sind im Allgemeinen kugelförmig und entsprechen allgemein dem kugelförmigen Kopf 50 des Halses 28 des verbindenden Elements 24. Der Hohlraum 96 weist eine solche Größe auf, dass er den Sphäroid 50 aufnehmen kann. Insbesondere besitzt der Hohlraum 96 einen Durchmesser, der etwas größer ist als der Durchmesser des Sphäroids 50.
  • Die Öffnung 101 hat eine ein Profil definierende Form oder Konfiguration. Dieses Profil kann als in einer Ebene angesehen werden, die von der Unterseite 94 definiert wird. Es versteht sich, dass das Profil der Öffnung 101 in der Ebene der Unterseite 94 das gleiche ist wie das Profil einer Ebene entlang der Mitte des Sphäroids 50 von Ebene 52 zu Ebene 54 (oder einer anderen Keilstruktur). Damit kann das Sphäroid 50 in einer Drehstellung in der Öffnung 101 verkeilt werden.
  • Im vorliegenden Fall ist das Profil 101 kugelförmig mit zwei Ebenen 98 und 100. Die Ebenen 98 und 100 erstrecken sich in den Hohlraum 96 im Allgemeinen lotrecht zur Unterseite 94. Die Ebenen 98 und 100 können sich von nur ca. 2 mm erstrecken oder genug, um als axialer Anschlag für den Sphäroid 50 gegen axiale Entfernung daraus zu dienen, wenn das Sphäroid 50 (Element 28) in dem Hohlraum 96 aufgenommen und wie hierin beschrieben gedreht wird, oder sie können sich bis zu einem Äquator des Sphäroids 50 erstrecken. Somit können auch andere Profile oder Keile und so Sphäroidkonfigurationen verwendet werden. Diese anderen Konfigurationen könnten die Verwendung von Dübelstiften beinhalten, die von den Seiten des Kopfes (mit Schlitzen im Halskörper) eingeführt werden. In der bevorzugten Ausfüh rungsform ist aber die Ausführungsform am besten, die die größte Kontaktfläche, also 90° Kontakt an beiden Enden, bietet. Die Ebenen 98 und 100 sind in der Abbildung um 180° oder diametral gegenüberliegend angeordnet, wobei dies aber nicht notwendig ist.
  • Es versteht sich, dass die An der lösbaren Befestigung zwischen dem verbindenden Element 24 und dem Kopf 26 auch eine andere Konfiguration aufweisen kann. Beispielsweise kann der Hohlraum oder die Aufnahme im Kopf 26 als stufenweise Bohrung mit oder ohne Keilstruktur geformt oder konfiguriert sein. Das zweite Ende 50 des Halses 28 wäre somit komplementär zur stufenweisen Bohrung geformt oder konfiguriert. In einem anderen Beispiel kann der Hohlraum oder die Aufnahme im Kopf 26 als Kegel oder Kegelform mit oder ohne Keilstruktur konfiguriert sein. Das zweite Ende 50 des Halses 28 wäre somit wiederum komplementär zum Keil geformt oder konfiguriert. Als weiteres Beispiel kann der Hohlraum oder die Aufnahme im Kopf 26 als unterbrochene Kugel mit oder ohne Keilstruktur geformt sein. Das zweite Ende 50 des Halses 28 wäre wiederum komplementär zur unterbrochenen Kugel geformt oder konfiguriert. Verschiedene Kombinationen, die die lösbare Befestigung oder Verbindung mit dem verbindenden Element ermöglichen, sind vorgesehen und können somit verwendet werden.
  • Der Hohlraum 96 ist so konfiguriert, dass er den vollen Sphäroid 50 aufnehmen kann, wenn dieser richtig ausgerichtet und in den Hohlraum 96 eingeführt ist. Im Hinblick auf dieses Merkmal, das den Hals 28 lösbar am Kopf 26 arretiert, wird auf 1214 verwiesen. 12 zeigt den Halskörper 46 nach der Einführung in den Hohlraum 96 des Kopfkörpers 90. Insbesondere wird das Sphäroid 50 in den Hohlraum 96 eingeführt. Aufgrund der Ebenen 98 und 100 muss das Sphäroid 50 so ausgerichtet werden, dass die Ebenen 52 und 54 des Sphäroids 50 mit (beliebigen der) Ebenen 98 und 100 der Öffnung 110 ausgerichtet sind. Dadurch kann das Sphäroid 50 vollständig in dem Hohlraum 96 aufgenommen werden (siehe 13). Das Sphäroid 50 liegt axial hinter den Ebenen 98 und 100, wenn er vollständig in den Hohlraum 96 aufgenommen ist.
  • Wenn der Hals 28 mit dem Kopf 26 wie in 13 gezeigt verbunden ist, wird der Hals 26, wie durch den Pfeil 110 gezeigt, gedreht. Insbesondere wird der Hals 28 eine Vierteldrehung (90°) in einer beliebigen Richtung gedreht (der Pfeil zeigt jedoch nur eine Richtung, d.h. nach rechts). Dadurch werden die Ebenen 98 und 100 und 52 und 54 um 90° relativ zueinander ausgerichtet (siehe 14, wo nur die Ebenen 98 und 100 der Öffnung 110 zu sehen sind, weil die Ebenen 52 und 54 90° davon liegen). Dies verhindert die axiale Entfernung des Halses 28 aus dem Hohlraum 96 (ohne 90° Drehung des Halses 28, weil das Sphäroid 50 aufgrund der Ebenen 98 und 100 nicht durch die Öffnung 110 passt). Zu diesem Zeitpunkt kann sich der Kopf noch immer um zwei orthographische Achsen relativ zum Sphäroid 50 drehen.
  • In 14 definiert der Kopf (insbesondere die Unterseite 94) eine Ebene, die durch Pfeil 104 dargestellt wird. Der Hals 28 definiert ferner eine Ebene, die durch den Pfeil 106 dargestellt wird. Insbesondere wird eine Ebene des Halses 28 von einer zu einer Längsachse des Halses 28 entlang der Bohrung 66 lotrechten Ebene definiert. Ein Versatz des Kopfes 26 relativ zu Hals 26 kann als Winkelabweichung relativ zu einem 90° Winkel von der Längsachse des Halses 28, dargestellt durch Pfeil 108, definiert werden. In 14 gibt es keinen Versatz, da der Winkel α 90° beträgt.
  • 15 zeigt einen Versatz des Kopfes 26 relativ zum Hals 28, weil der Winkel α größer als 90° ist (d.h. der Halskörper 46 ist nach links abgewinkelt). 16 zeigt einen Versatz des Kopfes 26 relativ zum Hals 28, weil der Winkel α weniger als 90° beträgt (d.h. der Halskörper 46 ist nach rechts abgewinkelt). Der Kopf 26 ist entlang der beiden orthographischen Achsen unendlich verstellbar, um die räumliche Orientierung des Kopfes 26 relativ zum Hals 28 und somit dem Humerusbauteil 22 einzustellen. Dies kann entweder vor oder nach Einsetzen des Humerusbauteils 22 im Humerus des Patienten erfolgen.
  • Es versteht sich, dass 1416 nur die Winkelorientierung relativ zu einer Drehachse zeigen. Die andere Drehachse ist orthographisch zu der gezeigten und zeigt, obwohl dies nicht zu sehen ist, die gleiche Winkelverschiebung in den jeweiligen räumlichen Orientierungen.
  • Sobald die entsprechende Winkelorientierung des Kopfes 26 bestimmt ist, wird das Sperrelement 30 in die Halsbohrung 66 eingeführt. In 17 ist eine beispielhafte Orientierung des Kopfes 26 relativ zum Hals 26 gezeigt. Das Sperrmittel oder die Schraube 30, die durch den Körper 78 gekennzeichnet ist, wird durch die Wirkung der ineinander passenden Gewinde axial in den Halskörper 46 vorgeschoben. Wenn der verjüngte Teil 86 der Arretierschraube 78 in den verjüngten Teil 70 der Halsbohrung 66 eindringt, wird das Sphäroid 50 gespreizt, um in den Holraum 96 zu expandieren. Diese radiale Expansion fixiert die Orientierung des Kopfes relativ zum Hals 28.
  • Wie in 18 gezeigt, ist das verbindende Element 24 lösbar am Humerusbauteil 22 befestigt, wobei der Kopf 26 lösbar am verbindenden Element 24 befestigt ist. Das verbindende Element 24 und somit der Kopf 26 kann so aus dem Humerusbauteil 22 entfernt werden, insbesondere nachdem das Humerusbauteil 22 bereits permanent in den Humerus des Patienten implantiert wurde. Insbesondere erfolgt die Verstellung des Kopfes 26 in vivo, so dass der Verstellvorgang für den Chirurgen einfacher ist, weil alle Merkmale für die Verstellung im Verstellvorgang vorhanden sind. Ferner kann der Chirurg das Humerusbauteil 22 in einer optimalen Fixierposition zementieren oder anderweitig befestigen und die Position des Humeruskopfes ohne Beeinflussung dieser Fixierung anpassen. Beispielsweise können Köpfe verschiedener Größen probepositioniert und/oder ausgewechselt und räumlich orientiert werden, während das Humerusbauteil 22 im Humerus implantiert ist.
  • Es versteht sich, dass das verbindende Element 24 lösbar oder entfernbar auf dem Humerusschaft 22 angeordnet ist. Gleichzeitig oder unabhängig davon kann der Kopf 26 auf dem verbindenden Element 24 fixiert werden. Dadurch können der Kopf und das Sperrelement bei der Vorbereitung der Glenoidgelenk-Fläche entfernt werden. Dies ermöglicht eine reibungslosere Operationstechnik, möglicherweise kürzere Narkosezeiten und bietet andere Vorteile. Die vorliegende Konfiguration ermöglicht auch die nachträgliche Anbringung eines neuen Kopfes (mit einem verbindenden Element) auf einer zuvor implantierten Schulterprothese, die repositioniert werden muss.
  • 19 zeigt eine beispielhafte alternative Ausführungsform eines Humeruskopfes, der allgemein mit 26' bezeichnet ist. Der Kopf 26' kann in jeder Situation verwendet werden, in der der oben beschriebene Kopf 26 verwendet werden kann. Der Kopf 26' funktioniert auch auf die gleiche Weise wie der Kopf 26. Darüber hinaus kann der Humeruskopf 26' in verschiedenen Größen vorliegen. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung gestattet die Konfiguration des Humeruskopfes 26' die Verwendung eines Ausrichtungssystems wie hierin beschrieben.
  • Der Kopf 26' wird von einem Körper 90' auf die gleiche Weise wie vom Körper 90 des Kopfes 26 definiert. Der Körper 90' enthält eine Gelenkfläche 92', die wiederum der Gelenkfläche 92 des Körpers 90 gleicht. Der Körper 90' hat einen inneren sphäroidförmigen Hohlraum 96', der von einer Sphäroidwand oder -fläche 97' definiert wird. Eine Bohrung 122 ist in ei ner Spitze der Gelenkfläche 92' definiert. Die Bohrung 122 sorgt für eine Verbindung zwischen dem Hohlraum 96' und der Außenseite der Gelenkfläche 92'. Die Bohrung ist ferner vorzugsweise aber nicht notwendigerweise verjüngt. In der beispielhaften Ausführungsform des Kopfes 26' verjüngt sich die verjüngte Bohrung 122 vom kugelförmigen Hohlraum 96' zur Gelenkfläche 92'.
  • Der Körper 90' enthält ferner eine innere und ringförmige Kerbe 120. Die ringförmige Kerbe 120 erstreckt sich über einen axialen Abstand in den Körper 90'. Eine Öffnung 101', die für eine Verbindung mit dem Hohlraum 96' sorgt, startet an einer in einem ringförmigen axialen Ende der ringförmigen Kerbe 120 definierten Ebene. Eine 98' von zwei Ebenen ist gezeigt, während sich die andere diametral gegenüber der Ebene 98' befindet und somit in der Ansicht von 19, die sich vom Öffnungsprofil 101' axial in den Hohlraum 96' erstreckt, nicht zu sehen ist. Die Ebenen haben dieselbe Funktion wie die hierin beschriebenen Ebenen 98 und 100. Der Hohlraum 96' hat eine solche Größe, dass er ein entsprechendes kugelförmiges Ende eines Halses eines verbindenden Elements aufnehmen kann. In dieser Ausführungsform kann sich ein Sechskant (oder eine andere Konfiguration) auf der Arretierschraube auf dem verjüngten Ende befinden, so dass ein Sechskantschraubendreher (oder ein Schraubendreher mit einer anderen geeigneten Form) die Arretierschraube durch den Kopf statt von der Unterseite des Kopfes bedienen kann.
  • Der Kopf 26' enthält ferner einen ersten und zweiten Ausschnitt, von denen nur Ausschnitt 124 in 19 zu sehen ist. Der andere Ausschnitt ist diametral gegenüber dem Ausschnitt 124 angeordnet. Die Ausschnitte dienen der Ausrichtung bei Verwendung mit einer Probevorrichtung wie unten beschrieben. Es versteht sich, dass die Ausschnitte statt dessen Markierungen auf dem Humeruskopf 26' oder andere ähnliche Merkmale sein können.
  • In 20 ist eine beispielhafte Ausführungsform einer Probevorrichtung, einer Spannvorrichtung oder dergleichen gezeigt, die allgemein mit 130 bezeichnet ist und mit der vorliegenden Schulterprothese 20 verwendet werden kann. Die Vorrichtung 130 kann auch auf anderen Schulterprothesen als hierin beschrieben verwendet werden. Die Vorrichtung 130 ist so konfiguriert, dass sie einen Humeruskopf relativ zu einem verbindenden Element räumlich positioniert oder orientiert. Es versteht sich, dass die Vorrichtung 130 eine bestimmte Ausfüh rungsform der allgemeinen Grundsätze, die unten mit alternativen Bauteilen beschrieben sind, darstellt.
  • Insbesondere wird die Proben- oder Spannvorrichtung 130 zur räumlichen Positionierung des Humeruskopfes 26 auf dem Hals 28 des verbindenden Elements 24 und zum Übersetzen der räumlichen Positionierung auf ein endgültiges Implantatbauteil (d.h. einen Humeruskopf und einen Hals oder z.B. ein verbindendes Bauteil/Element 24) verwendet. Dies kann nach der Implantation des Humerusbauteils 22 in einen ausgeschnittenen Humerus erfolgen. Die Vorrichtung 130 besteht aus einem Haltekörper (Körper), der ein drehbares, rotierendes, schwenkbares oder schwenkendes Element enthält oder hält, das gegebenenfalls ein externes Schloss oder einen Sperrmechanismus oder ein Sperrelement aufweisen kann. Eine solche Vorrichtung ist in 20 beispielhaft dargestellt.
  • Insbesondere ist der Körper in 20 als eine Platte 131 dargestellt. Die Platte 131 besteht hier aus einer ersten oder unteren Platte 132 und einer zweiten oder oberen Platte 134, aber die Platte 131 kann auch eine einzelne Platte sein. Die ersten (unteren) und zweiten (oberen) Platten 132 und 134 sind so miteinander verbunden, dass ihre Innenflächen verbunden und fixiert sind. Die ersten und zweiten Platten 132 und 134 definieren gemeinsam einen Hohlraum 138 darin. Der Hohlraum 138 ist als Kugel oder als Sphäroid gezeigt. Es versteht sich jedoch, dass der Hohlraum 138 eine andere Form aufweisen kann, die es einem Element derselben Gestalt ermöglicht, darin um oder in mindestens zwei Achsen zu drehen oder schwenken. Diese Achsen können orthographisch oder polar sein. Beispielsweise kann man durch Drehung um eine zu einer Ebene der Platte (Körper) und jeder Achse, die in der Ebene der Platte liegt, lotrechten Achse dieselbe Winkelbewegung erzielen. In einer Ausführungsform mit einem Körper hätte der Haltekörper einen darin geformten Hohlraum. Insbesondere hat die erste Platte 132 einen ersten Kugelteil oder ein ausgeschnittenes kugelförmiges Loch 140, während die zweite Platte 134 einen zweiten kugelförmigen Teil oder ein ausgeschnittenes kugelförmiges Loch 142 aufweist. Die ersten und zweiten kugelförmigen Teile 140 und 142 definieren zusammen die Kugel oder das Sphäroid 138. Vorzugsweise sind die ersten und zweiten Kugelteile 140 und 142 jeweils Halbkugeln oder halbe Sphäroide.
  • Die erste Platte 132 enthält ferner eine verjüngte Bohrung 144, die mit dem ersten Kugelteil 140 und somit mit dem Boden der Kugel 138 in Verbindung steht. Darüber hinaus kann der Körper 131 einen Halte- oder Sperrmechanismus aufweisen. In einer Form, wie in den Figuren gezeigt, enthält der Halte- oder Sperrmechanismus eine Gewindebohrung 146, die sich von einer Außenseite des Körpers (Platte 131) zur Kugel 138 (d.h. der die Kugel 138 definierenden Fläche) erstreckt. Insbesondere erstreckt sich die Gewindebohrung 146 wie gezeigt von einer Außenseite der ersten Platte 132 zur Oberfläche des ersten Kugelteils 140. Die Gewindebohrung 146 kann eine Gewindestellschraube oder dergleichen aufnehmen. Es versteht sich, dass die Gewindebohrung 146 zwar in der ersten oder unteren Platte 132 gezeigt ist, die Gewindebohrung 146 aber auch in der zweiten oder oberen Platte 134 angeordnet sein kann. Ferner kann die Orientierung der Gewindeschraubenbohrung 146 entsprechend variiert werden.
  • Anstelle einer wie oben beschriebenen Stellschraube kann auch ein Halte- oder Sperrmechanismus, wie z.B. ein federbelasteter Nockenmechanismus, der von einem Hebel betätigt wird, wie hierin beschrieben, verwendet werden. Es versteht sich, dass auch andere Arten von Haltemechanismen verwendet werden können.
  • Die Platte 131 hat Ausrichtungsmarkierungen, die als Kerben oder Ätzlinien 136 gestaltet sind. Die Kerben 136 verlaufen parallel zueinander und liefern Ausrichtungsmarkierungen für den Humeruskopf 26 bezüglich des Halses 28. Die Kerben 136 sind auf einer Oberseite der zweiten Platte 134 angeordnet und verlaufen von einer Seite zur anderen. Diese Linien könnten auch ein Raster formen, wie z.B. ein kartesisches oder polares Raster. Ferner könnte eine Reihe von eingearbeiteten Löchern oder Sperren vorhanden sein. Die Vorrichtung könnte auch inkrementale Sperren bereitstellen, die mit einem Vorsprung in den Kopf passen. Auf diese Weise könnte die Kopfrotation präzise repliziert werden, wobei der Orientierungswinkel in spezifischen Schritten übertragen wird.
  • 21 zeigt die Vorrichtung 130 mit verschiedenen Bauteilen, die darin und/oder darauf angeordnet sind. Es versteht sich, dass die Vorrichtung 130 in 21 in Schnittansicht entlang Linie 21-21 aus 20 gezeigt ist. Sie zeigt aber eine Stellschraube oder dergleichen 148 in der Gewindebohrung 146. Drehung der Stellschraube 148 in einer Richtung schiebt die Stellschraube 148 zur Kugel 142, während Drehung der Stellschraube 148 in einer entgegengesetzten Richtung die Stellschraube 148 zurückzieht. 21 zeigt auch eine Kugel 150, die in 20 nicht gezeigt ist. Die Kugel 150 ist im kugelförmigen Loch oder der Öffnung 142 an geordnet. Die Kugel 150 passt eng in das kugelförmige Loch 142, so dass die Kugel 150 sich in dem kugelförmigen Loch 142 frei drehen kann, aber nicht übersetzen kann (d.h. relativ zur Platte 131). Die Kugel 150 ist um mindestens zwei (2 Achsen) drehbar, die lotrecht verlaufen und sich durch eine Mitte der Kugel 150 erstrecken. Die Kugel 150 kann aber im oder relativ zum Körper 131 nicht übersetzen.
  • Die Kugel 150 enthält eine Bohrung 152, die auf die gleiche Weise (aber etwas größer) konfiguriert ist wie der Halskörper 46 (der Schulterprothese 20), um einen Halskörper 46 darin aufzunehmen. Insbesondere ist die Bohrung 152 verjüngt, um den verjüngten Halskörper 46 aufzunehmen. Die Bohrung 152 hat eine Achse, die durch die Mitte der Kugel 150 verläuft. Die Kugel 150 kann in verschiedenen Achsen rotieren, wie durch die Pfeile 154 und 156 gezeigt. Die Stellschraube 148 kann die Drehung der Kugel 150 durch Kontakt damit sperren, insbesondere durch Vorscheiben der Stellschraube 148.
  • Es versteht sich, dass die „Kugel" 150 jede Form haben kann, damit sie sich an die Form des Hohlraums 138 anpassen kann. Je nach Form des drehenden Elements und der Toleranzen zwischen dem drehenden Element und dem Hohlraum kann es sein, dass ein Halte- oder Sperrmechanismus nicht notwendig ist. Das drehende Element kann mit genügend Toleranz eingepasst werden, dass es sich drehen oder schwenken lässt, es darf sich aber nicht frei drehen oder schwenken.
  • 23 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer Schulterprothese, die allgemein mit 200 bezeichnet ist, gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung. Die Schulterprothese 200 enthält ein Humerusbauteil oder Schaft 202, ein verbindendes Element oder Struktur 204 und einen Humeruskopf 210.
  • Das Humerusbauteil 202 (von dem in 23 nur ein Teil gezeigt ist) enthält einen Körper 212 mit einem Kopf 214 und Schaft (nicht gezeigt). Der Kopf 214 hat eine Oberfläche 216, in der eine Konkavität 218 sitzt. Die Konkavität 218 ist so konfiguriert, dass sie ein Bauteil des verbindenden Elements 204 aufnehmen kann. Vorzugsweise ist die Konkavität 218 eine verjüngte Konkavität und insbesondere ist sie eine verjüngte Morse-Konkavität.
  • Der Humeruskopf 210 ist durch einen Körper 228 mit einer Gelenkfläche 230 und einer Unterseite oder unteren Fläche 232 gekennzeichnet. In 23 enthält der Körper 228 eine Kon kavität 234 mit einer bestimmten Konfiguration. Es versteht sich gleichermaßen wie bei den anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen, dass die Konkavität 234 alternativ auch eine Konvexität mit einer bestimmten Konfiguration sein kann. In 23 ist die Konkavität 234 als Kugel oder als Sphäroid konfiguriert. Für die Konkavität oder Konvexität des Kopfes 210 können auch andere Konfigurationen verwendet werden.
  • Das verbindende Element 204 enthält ein Halselement 206 und einen Sperrstift 208. Das Halselement 206 ist durch einen Körper 220 mit einem verjüngten Teil 222 und einer Konvexität 224 gekennzeichnet. Der verjüngte Teil 222 ist auf im Wesentlichen komplementäre Weise wie die Konkavität 218 des Humerusbauteils 202 geformt, damit er sich daran auf die oben in Verbindung mit den anderen Ausführungsformen beschriebene Weise lösbar anpassen kann (lösbare Fixierung). Die Konvexität 224 hat eine bestimmte Konfiguration, um sich lösbar an die Konkavität 234 des Kopfes 210 anzupassen. Es versteht sich genau wie bei den anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen, dass die Konvexität 224 alternativ auch eine Konkavität mit einer bestimmten Konfiguration sein kann. In 23 ist die Konvexität 224 als Kugel oder als Sphäroid konfiguriert. Die Kugel 224 enthält vorzugsweise Schlitze ähnlich wie die anderen hierin beschriebenen Schulterprothesen. Für die Konkavität oder Konvexität des Halses 206 können auch andere Konfigurationen verwendet werden. Der Hals 206 enthält ferner eine verjüngte Bohrung 226, die sich durch ihn hindurch zur Aufnahme des Stifts 208 erstreckt. Die Konvexität/Konkavität 224 des verbindenden Halses 220 kann sich mit der Konkavität/Konvexität 234 des Kopfes 210 lösbar verbinden/anpassen.
  • Der Stift 208 ist durch einen Körper 236 mit einem zylindrischen Ende 238 und einem verjüngten Ende 240 gekennzeichnet. Der Stift 208 weist bezüglich des Halses 206 Überlänge auf, kann aber in der Bohrung 226 des Halses 206 aufgenommen werden. Das verjüngte Ende 240 des Stifts 208 spreizt den Sphäroid 224 auf die gleiche Weise wie mit Bezug auf die anderen Ausführungsformen gezeigt und beschrieben.
  • Im Gebrauch ist der Kopf 210 passend auf dem Hals 206 positioniert. Der Sperrstift 208 ist dann in der Bohrung 226 des Halses 206 angeordnet. Das Bauteil (Kopf 210 und verbindendes Element 204) ist dann auf dem Humerusbauteil 202 angeordnet. Wenn das Ende 242 des Stifts 208 mit dem Ende 244 des Hohlraums 218 in Berührung kommt, wird der Stift 208 durch das verbindende (Hals)element 206 vorgeschoben. Anschlag an den Kopf 210 setzt die Verjüngung 240 des Sperrstifts dann in die passende Verjüngung der Konvexität 224, so dass der Kopf 210 auf dem verbindenden Element 206 fixiert wird. In dieser Ausführungsform fehlen sowohl im Stift als auch im Hals des verbindenden Elements 204 Gewinde.
  • Verwendung der Vorrichtung
  • Es versteht sich, dass die Vorrichtung 130 mit der Schulterprothese 20 verwendet werden kann. Insbesondere kann die Vorrichtung 130 mit dem verbindenden Element 24 und dem Kopf 26 wie hierin beschrieben verwendet werden.
  • Ferner mit Bezug auf 22 wird eine beispielhafte Anwendung der Vorrichtung 130 beschrieben. Es versteht sich, dass ein Implantatbauteil aus einem Humeruskopf und einem Hals besteht. Wie oben beschrieben, gestattet das Implantatbauteil eine Drehbewegung zwischen dem Kopf und dem Hals, wobei der Hals als relativ zum Kopf beweglich angesehen werden kann oder der Kopf relativ zum Hals beweglich sein kann. In jedem Fall ist die Positionierung oder Orientierung der beiden Bauteile (d.h. Kopf und Hals) wie hierin beschrieben lösbar sperrbar. Ferner gibt es in der Regel ein Probenimplantatbauteil und ein endgültiges Implantatbauteil.
  • Ein Probenimplantatbauteil ist an der Vorrichtung 130 in der gesperrten Position gezeigt, was bedeutet, dass der Hals 46 relativ zum Kopf 26' arretiert ist. Das Probenimplantatbauteil wird zur Veränderung der Position des Kopfes 26 nach Implantation des Humerusbauteils 22 im Humerus verwendet. Das Probenimplantat wird somit verwendet, um eine entsprechende räumliche Positionierung des Kopfes zu erhalten. Diese räumliche Positionierung wird dann mit Hilfe der vorliegenden Vorrichtung 130 auf ein endgültiges Implantatbauteil übertragen. Insbesondere wird der Hals 46 wie in 22 gezeigt in die Bohrung 152 der Kugel 150 eingeführt. Die Kugel 150 kann sich frei im kugelförmigen Loch 142 drehen. Wenn sich der Hals 46 in der Bohrung 152 der Kugel 150 befindet, wird das Probenimplantatbauteil durch Bewegung der Kugel 150 positioniert, so dass die flache Seite (Unterseite 94') des Kopfes 26' mit der Oberseite 135 der Platte 131 bündig ist. Wenn der verjüngte Hals 46 in der Kugel 150 positioniert ist und der Kopf 26' in der Unterseite 94' bündig mit der Oberseite 135 positioniert ist, dreht sich die Kugel 150 insbesondere auf angemessene Weise. Der Kopf 26 wird gedreht, bis die Ausrichtungsmarkierungen auf dem Kopf 26 mit den Ausrichtungsmarkierungen auf der Vorrichtung 130 ausgerichtet sind.
  • Wenn der Kopf richtig auf der Vorrichtung 130 ausgerichtet ist, wird die Stellschraube 148 zur Kugel 150 vorgeschoben, um die Kugel 150 gegen Drehen zu arretieren. Das Probenimplantatbauteil wird dann von der Vorrichtung 130 entfernt. Dadurch bleibt die Kugel 150 in einer gesperrten Referenzstellung zur Übertragung der räumlichen Positionierung des Kopfes (d.h. der räumlichen Positionierung des Kopfes und des Halses) auf das endgültige Implantat.
  • Das endgültige Implantatbauteil wird dann im losen Zustand in die Vorrichtung gesetzt. Insbesondere wird der Hals 46 des endgültigen Implantatbauteils in die Bohrung 152 der gesperrten Kugel 150 gesetzt, wobei der Kopf 26 auf dem Hals 46 positioniert ist, aber nicht gesperrt ist. Wenn die flache Seite 94 des Kopfes 26 bündig an der Oberseite 135 der Platte 131 anliegt und die Ausrichtungsmarkierungen auf dem Kopf 26 richtig mit den Ausrichtungsmarkierungen der Platte 135 ausgerichtet sind, kann der Kopf 26 in räumlicher Position relativ zum Hals 46 wie hierin beschrieben fixiert werden. Das endgültige Implantatbauteil kann dann aus der Vorrichtung 130 entfernt und auf dem Humerusbauteil 22 implantiert werden.

Claims (7)

  1. Vorrichtung (130) zum Übertragen einer räumlichen Positionierung eines Humeruskopfes eines ersten Bauteils (26) relativ zu einem verbindenden Element (24) des ersten Bauteils auf ein zweites Bauteil mit einem Humeruskopf (26') und einem verbindenden Element (24'), mit: einem eine ebene Oberfläche (135) definierenden Körper (131); einer Ausnehmung (138) im Körper (131); einem in der Ausnehmung (138) angeordneten schwenkbaren Element (150) mit einer konfigurierten Bohrung (152), welche durch den Körper (131) zugänglich ist und angepaßt ist, in der Ausnehmung (138) frei zu schwenken; einem Sperrmittel (148), welches im Körper (131) angeordnet sind und angepaßt sind, um das schwenkbare Element (150) selektiv zu fassen, um eine Rotationsposition des schwenkbaren Elements (150) lösbar zu fixieren; wobei die konfigurierte Bohrung (152) angepaßt ist, um ein verbindendes Element (24) des ersten Bauteils aufzunehmen und das verbindende Element (24) relativ zu einer Position des Kopfes (26) auf der ebenen Oberfläche (135) des Körpers (131) mittels Schwenken des schwenkbaren Elements (150) auszurichten, wobei das Sperrmittel (148) die Rotationsposition des schwenkbaren Elements (150) lösbar fixiert, während das erste Bauteil gelöst und ein verbindendes Element (24') eines zweiten Bauteils zum Ausrichten gemäß der fixierten Rotationsposition des schwenkbaren Elements (150) angeordnet wird und der Kopf (26') des zweiten Bauteils an der Position des Kopfes (26) des ersten Bauteils des Körpers (131) angeordnet wird, wobei das verbindende Element (24') dann an dem Kopf (46') des zweiten Bauteils angeordnet wird.
  2. Vorrichtung (130) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (131) eine Platte umfaßt.
  3. Vorrichtung (131) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte eine erste Platte (132) mit einem ersten Abschnitt (140) und eine zweite Platte (134) mit einem zweiten Abschnitt (142) umfaßt, wobei der erste Abschnitt (140) und der zweite Abschnitt (142) eine Ausnehmung (138) definieren.
  4. Vorrichtung (130) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (131) mehrere Ausrichtungsmarkierungen (136) auf eine Oberfläche des Körpers (131) umfaßt.
  5. Vorrichtung (130) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtungsmarkierungen (136) Rillen auf einer oberen Oberfläche (135) des Körpers (131) umfassen.
  6. Vorrichtung (130) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrmittel (148) eine Stellschraube umfaßt.
  7. Vorrichtung (130) nach Anspruch G, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellschraube mit einem Gewinde versehen ist und daß der Körper (131) eine mit einem Gewinde versehene Stellschraubenbohrung (146) aufweist, welche sich von einer äußeren Oberfläche des Körpers (131) bis zur Ausnehmung (138) erstreckt.
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US260747 2002-09-30

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