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Die
Erfindung betrifft Prothesenvorrichtungen, insbesondere Schulterprothesen
und ganz besonders eine Vorrichtung zur Replikation einer Winkelposition
eines Humeruskopfes einer Schulterprothese.
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Stand der
Technik
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die Erfindung
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Im
Hinblick auf das Obengesagte wird somit ein besseres Verfahren zur
Probenpositionierung einer Schulterprothese benötigt.
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Im
Hinblick auf das Obengesagte wird ferner eine Probevorrichtung benötigt, die
die Übertragung der
im Probenverfahren erhaltenen Einstellungen auf das endgültige Implantat
ermöglicht.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Beschreibung
bevorzugter Ausführungsbeispiele
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Ausführungsformen
der Erfindung werden im folgenden beispielhaft mit Bezug auf Figuren
einer Zeichnung näher
erläutert.
Hierbei zeigen:
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1 eine
aufgebrochene perspektivische Ansicht einer beispielhaften Schulterprothese
mit den Merkmalen der Erfindung gemäß deren Prinzipien;
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2 eine
Draufsicht und teilweise Schnittansicht des Humerusbauteils der
beispielhaften Schulterprothese aus 1;
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3 eine
vergrößerte Draufsicht
von vorne auf den Halskörper
des verbindenden Elements der beispielhaften Schulterprothese aus 1;
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4 eine
vergrößerte Draufsicht
von hinten auf den Halskörper
des verbindenden Elements der beispielhaften Schulterprothese aus 3;
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5 eine
vergrößerte Draufsicht
von vorne auf den Halskörper
aus 3 mit seiner Innenkonstruktion;
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6 eine
vergrößerte Draufsicht
auf das Stell-/Sperrmittel des verbindenden Elements der beispielhaften
Schulterprothese aus 1;
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7 eine
vergrößerte perspektivische
Ansicht des Stell-/Sperrmittels aus 6;
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8 eine
vergrößerte perspektivische
Ansicht des Kopfes der Schulterprothese aus 1;
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9 eine
vergrößerte perspektivische
Ansicht des Kopfes aus 8 von einer Unterseitenperspektive;
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10 eine
Schnittansicht des Kopfes aus 8 entlang
Linie 10-10;
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11 eine
Schnittansicht des Kopfes aus 8 entlang
Linie 11-11;
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12 eine
Draufsicht von vorne auf die Wechselwirkung zwischen Kopf und Hals,
die eine Verbindungsart gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung zeigt;
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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;
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14 eine
seitliche Schnittansicht des beispielhaften Humeruskopfes und des
verbindenden Elements mit dem Humeruskopf in einer bestimmten Orientierung;
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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;
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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;
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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;
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18 eine
Seitenansicht einer beispielhaften Schulterprothese, wobei ein Teil
der Prothese im Schnitt insbesondere die Art des Zusammenbaus zeigt;
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19 eine
vergrößerte seitliche.
Schnittansicht einer beispielhaften alternativen Ausführungsform
eines Humeruskopfes;
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20 eine
perspektivische Ansicht einer Probevorrichtung für eine Schulterprothese;
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21 eine
Schnittansicht der Probevorrichtung für eine Schulterprothese aus 20 entlang der
Linie 21-21;
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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
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23 eine
aufgebrochene Schnittansicht einer weiteren beispielhaften alternativen
Ausführungsform
einer Schulterprothese gemäß den Grundsätzen der
Erfindung.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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 12–14 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.
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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.
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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.
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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.
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Es
versteht sich, dass 14–16 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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'.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Verwendung
der Vorrichtung
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.