DE69001289T2

DE69001289T2 - Vorrichtung zum zentralisieren des stieles einer intramedulaeren prothese.

Info

Publication number: DE69001289T2
Application number: DE9090311900T
Authority: DE
Inventors: Alan Miles Ashby
Original assignee: Howmedica International Inc
Current assignee: Stryker Ireland Ltd
Priority date: 1989-11-06
Filing date: 1990-10-30
Publication date: 1993-07-22
Anticipated expiration: 2010-10-31
Also published as: AU6583290A; JPH03261472A; DK0427444T3; AU622055B2; IE64856B1; PT95783B; EP0427444B1; JPH0568986B2; PT95783A; IE903929A1; ATE87813T1; US5092892A; GB8924985D0; EP0427444A1; DE69001289D1; ES2040063T3; DE9015067U1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zentrieren des Stieles einer intramedullären Prothese.
Vorrichtungen dieser Art sind beispielsweise aus der britischen Patentanmeldung 2 104 391 bekannt. Ein Nachteil von Vorrichtungen dieser Art besteht darin, daß die federnden Finger, welche zur Zentrierung der Spitze des Stiels der Prothese dienen, nur in einem bestimmten Ausmaß nach innen gedrückt werden können, wodurch sich Schwierigkeiten ergeben können, wenn der intramedulläre Kanal besonders eng ist. Es sei angemerkt, daß der Abstandshalter nicht nur der Zentrierung der Spitze der Prothese dient, sondern auch um zu verhindern, daß diese die Wandung des Kanals angreift.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtungen besteht darin, daß sie beim Einschieben Lücken und Luftblasen im Zement hinter sich belassen und diese Lücken und Luftblasen sich auch hinter den Fingern bilden, d.h. zwischen den Fingern und dem Kernstück der Vorrichtung. Dies ist zu vermeiden, weil hierdurch Schwachstellen und Keimstellen für eine Bruchbildung innerhalb des Zementmantels entstehen können.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Vermeidung der obengenannten Nachteile.
Ebenfalls von Vorteil ist eine Zentriervorrichtung, welche es ermöglicht, die weitere Bewegung des Stiels in den Zementmantel und damit in die Zentriervorrichtung, verursacht von unter bestimmten Bedingungen auftretenden Kräften, welche eine Senkung verursachen wie beispielsweise schwere Belastung der Prothese, zu absorbieren durch Vorrichtungen zur Aufnahme dieser Bewegung, welche das Ende des Stiels bedecken um so zu verhindern, daß er sich weiter in den Zement bohrt und cinen Bruch verursacht.
Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Vorrichtung zum Zentrieren des Stieles einer Prothese zur Einführung in einen intramedullären Kanal, welche einen ringformigen Rumpfteil zur Anbringung auf der Spitze des Stieles aufweist, der mit mindestens drei federnd verformbaren Stegen oder Flügeln versehen ist, welche nach außen hervorstehen und so ausgelegt sind, daß sie sich entlang des Umfangs zu dem Rumpfteil nach innen biegen können.
Mit Hilfe dieser Konstruktion werden die Stege nach innen in Richtung des Rumpfteils verbogen, wenn der Stiel in den engeren Teil eines Kanals eingeführt wird. Zusätzlich führt die Tatsache, daß die Stege einen relativ geringen Querschnitt aufweisen können dazu, daß sie sich auf ihrem Weg während der Einführung durch den Knochenzement schneiden anstatt diesen zu verdrängen und hierdurch Lücken zu erzeugen. Auf diese Weise wird die Entstehung von Lücken oder Luftblasen verhindert oder reduziert.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß diese Stege oder Flügel sich nach innen bis zu einem Durchmesser von weniger als 10 mm zusammenschieben können und der Chirurg daher weniger oft die Führungsvorrichtung aus dem zentralen Rohr herausnehmen muß. Dieser zusätzliche Schritt war bei einigen Konstruktionen, wie sie in der obengenannten Patentanmeldung beschrieben wurden, häufig notwendig.
Vorzugsweise erstrecken sich die Stege oder Flügel vom Rumpfteil in tangentialen Richtungen nach unten, so daß sie verformungsbereit in der korrekten Richtung aufgereiht sind.
Das Rumpfteil kann Kontrollvorrichtungen aufweisen um der Spitze nach der Anpassung und nach der Zementierung der Prothese und der Zentriervorrichtung ein weiteres Eindringen zu erlauben.
Bei dieser Anordnung ist das Rumpfteil vorzugsweise so geformt, daß es die Spitze des Stieles der Prothese umschließt.
Das Rumpfteil kann die Form einer Tasse aufweisen, deren eines Ende verschlossen ist und die Kontrollvorrichtung kann ein verformbarer Kontrollring sein, der sich im Mittelpunkt oder am offenen Ende der Tasse befindet.
Auf diese Weise ist die Spitze auch nach einer Senkung der Prothese immer umschlossen und wird auch nicht infolge ihres Wiederstands auf diese Senkung verbogen.
Alternativ hierzu kann die Zentriervorrichtung in Kombination mit einer separaten Aufnahmevorrichtung für die Spitze des Stieles ausgeführt sein, wobei diese mit Kontrollvorrichtungen ausgestattet sind, welche es der Spitze erlauben, sich nach der Befestigung weiter in die Aufnahmevorrichtung zu bewegen.
Die Aufnahmevorrichtung kann die Form eines Tassenteils aufweisen, deren eines Ende geschlossen ist und die Kontrollvorrichtung weist die Form eines Kragens im Mittelpunkt oder am anderen Ende der Tasse auf.
Die Zentriervorrichtung und/oder die Aufnahmevorrichtung kann aus einem dem Knochenzement ähnlichen Material hergestellt sein, wodurch sie gut und unter Vermeidung von Schwachstellen oder Lochbildung in den Zementmantel integrierbar ist. So kann sie aus Polymethylmethacrylat bestehen, welchem zu einer geringen Erhöhung der Flexibilität ein Füller zugefügt wurde. Weil der Knochenzement kriecht, funktioniert die Kontrollvorrichtung weiter nachdem sie mit der Zentriervorrichtung integriert wurde.
Die Erfindung beinhaltet auch eine Zentriervorrichtung und/oder eine Aufnahmevorrichtung wie sie oben beschrieben wurden in Kombination mit einer Prothese, beispielsweise mit dem Stiel einer Hüft- oder Kniegelenksprothese.
Die Erfindung kann auf verschiedene Weise realisiert werden und einige Ausführungsbeispiele werden im folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher beschrieben. Diese zeigen:
Fig. 1 eine im Querschnitt dargestellte Seitenansicht einer Zentriervorrichtung gemaß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Zentriervorrichtung aus Figur 1;
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine alternative Konstruktion;
Fig. 4 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer alternativen Konstruktion einer Zentriervorrichtung in Kombination mit einer Aufnahmevorrichtung auf dem Stiel einer intramedullären Prothese;
Fig. 5 eine Draufsicht auf die Zentriervorrichtung aus Figur 4;
Fig. 6 und 7 eine alternative Konstruktion.
Wie in Figur 1 dargestellt ist, beinhaltet die Zentriervorrichtung sowohl Mittel zur Zentrierung einer Prothese als auch Mittel zur Anpassung an eine nachfolgende Senkung des Stieles der Prothese in einen polymerisierten, ausgehärteten Zementmantel im medullären Kanal nach einer chirurgischen Inplantation.
Die Vorrichtung positioniert die Spitze 1 des Stiels 2 einer Hüftprothese, dargestellt durch die unterbrochenen Linien 3 innerhalb des medullären Kanals, in welchen sie eingefügt ist um den Kontakt zwischen dem Stiel der Hüftprothese und dem Knochen zu verhindern und die beschriebene Senkung zu adaptieren.
Die Zentriervorrichtung beinhaltet einen tassenförmigen Rumpfteil 4 mit einem unteren geschlossenen Ende 5 und einem oberen offenen Ende 6. Dieses obere Ende 6 ist als verformbarer Kragen 7 ausgebildet. In der Zeichnung ist dieser Kragen in der nicht im Eingriff befindlichen Stellung dargestellt, wenn er jedoch auf eine Prothese geschoben wird, deformiert er sich nach außen in die durch die unterbrochenen Linien 8 gezeigte Stellung.
Die drei zueinander in gleichem Abstand befindlichen tangential herausstehenden Arme 10, 11 und 12 dienen als Vorrichtungen, welche den Stiel 1 im Abstand von der Wandung eines medullären Kanals halten.
Der Kontrollkragen 7 ist so dimensioniert, daß er sich beim Aufschieben der Zentriervorrichtung auf die Spitze der Prothese geringfügig in die durch die unterbrochenen Linien 8 gezeigte Stellung verformt, in welcher er verbleibt. Die Prothese wird nun eingesetzt, indem sie in den medullären Kanal geschoben wird, der vorher in geeigneter Weise präpariert wurde und den notwendigen Zement enthält. Weil der Zement noch nicht polymerisiert oder ausgehärtet ist, sind die Kräfte nicht ausreichend groß, um den Kragen 7 ganz auf die Spitze 1 des Stiels zu schieben. Die Prothese wird in die korrekte Stellung gebracht, die Arme 10, 11 und 12 verbiegen sich nach innen, um sicherzustellen, daß eine korrekte Positionierung stattfindet. Eine typische Stellung der verformten Arme ist mit unterbrochenen Linien in Figur 2 dargestellt.
Der zentrale Kragen 7 wirkt als Abdichtung um den Stiel 1 und sorgt für eine geringe Lücke distal zur Spitze des Stiels.
Bei der beschriebenen Anordnung ist die Zentriervorrichtung aus Polymethylmethacrylat geformt, wobei ein Füller zugegeben wurde um eine erhöhte Flexibilität zu erhalten, so daß die Arme 10, 11 und 12 sowie der Kontrollkragen 7 federnd verformbar sind.
Die in ihre Stellung gebrachte Zentriervorrichtung aus Polymethylmethacrylat verbindet sich gut mit dem Zement, welcher aus ähnlichem Material, jedoch ohne flexiblen Füller bestehen kann, wodurch Schwachstellen oder die Bildung von Löchern vermieden werden.
Wenn eine Prothese längere Zeit benutzt wurde, weist sie die Tendenz auf, weiter in den Zement einzusinken. Dieser Tatsache kann mit dem Kontrollkragen entsprochen werden, der sich deformiert, damit die Prothese weiter in die Tasse 4 eintauchen kann. Es sei angemerkt, daß hierdurch die Wahrscheinlichkeit eines Bruchs der Arme 10, 11 oder 12 oder eines weiteren Einsinkens der Tasse erheblich vermindert wird. Der Bewegung wird lediglich durch Verformung der Tasse und des umgebenden Zementmantels entsprochen. Darüberhinaus bleibt die Spitze der Prothese vollständig bedeckt die Lücke zwischen dem unteren Ende der Prothese und der inneren Oberfläche 13 des unteren Endes der Tasse ermöglicht die Bewegung.
Eine Vorrichtung dieser Art kann mit irgendeinem Stiel verwendet werden, unter der Voraussetzung, daß die Innenabmessungen der Tasse groß genug sind und eine geeignete Geometrie zur Anpassung auf das Ende des Stiels haben. Die Vorrichtung ist jedoch besonders geeignet zum Gebrauch mit Prothesen, wie beispielsweise der XETER"Prothese, welche an ihrer Spitze keinen Kragen aufweist. Diese Prothesenart basiert auf dem Prinzip der sich verjüngenden Verbindung zwischen dem Metallstiel und dem Zement. Es ist wichtig, daß diese Verjüngung sich wieder verbinden kann, falls im Zement eine Bewegung stattfindet und um dies zu ermöglichen ist es wichtig, daß sich im Bereich der distalen Spitze des Stiels kein Zement befindet.
In Figur 3 ist eine alternative Konstruktion dargestellt, wobei zur Bezeichnung gleicher Teile gleiche Bezugszahlen verwendet werden. Bei dieser Konstruktion sind jedoch die Stege oder Flügel 10, 11 und 12 gerade und nicht abgebogen, jedoch immer noch tangential zur Tasse 4.
Auch hier ist eine Tasse mit drei Stegen oder Flügeln dargestellt, es sei jedoch angemerkt, daß auch vier oder fünf Flügel möglich sind.
Bei der in den Figuren 4 und 5 dargestellten Anordnung ist eine von der Zentriervorrichtung getrennte Aufnahmevorrichtung 15 vorhanden, welche wie oben vor der Einführung an der Spitze des Stiels angebracht wird. Der Stiel der Prothese trägt die Bezugszahl 2 und ihre Spitze die Bezugszahl 1.
Die Aufnahmevorrichtung 15 wird durch eine Tasse 17 mit einem unteren geschlossenen Ende 18 und einem oberen offenen Ende 19 gebildet. Das obere Ende 19 weist einen verformbaren Kragen 20 auf. Die innere Oberfläche des unteren Endes der Tasse 17 trägt die Bezugszahl 21.
Die Zentriervorrichtung 16 kann in der Draufsicht ein ähnliches Aussehen haben, wie es in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist, weist jedoch in der dargestellten Anordnung 4 zueinander im gleichen Abstand befindliche Arme 22, 23, 24 und 25 auf, welche sich tangential aus einem Ring oder Kragen 26 erstrecken. Dieser Ring wirkt als Kontrollvorrichtung zur Lokalisierung der Zentriervorrichtung auf der Prothese.
Die Zentriervorrichtung und die Aufnahmevorrichtung können wiederum aus Polymethylmethacrylat geformt sein, zu welchem ein Füller zur Erhöhung der Flexibilität zugefügt wurde, so daß die Arme 22, 23, 24 und 25 sowie der Kragen 26 federnd verformbar sind.
Der Kragen ist so dimensioniert, daß sich beim Aufstecken der Zentriervorrichtung auf die Spitze der Prothese der Ring geringfügig verformt und so in seiner Stellung gehalten wird. Die Tasse 18 wird nun auf die Spitze der Prothese geschoben, wobei sich der Kontrollkragen 20 verschiebt um, sie in dieser Stellung zu halten.
Die Prothese wird nun in der oben beschriebenen Weise eingesetzt wobei bezüglich des Zements und des Absinkens der Prothese auf die Beschreibung zu den Figuren 1, 2 und 3 verwiesen wird.
Bei den oben beschriebenen Anordnungen befindet sich der formbare Kontrollkragen 7 am oberen offenen Ende 6 der Tasse, wobei die Tasse im wesentlichen parallele Seiten aufweist. Bei zylindrischer Innengeometrie können sehr dünne Stiele durch die Zentriervorrichtung passen und bei den dicksten Stielen kann die Zentriervorrichtung vor ihrer Einführung während der Operation herunterfallen.
In den Figuren 6 und 7 ist eine alternative Konstruktion dargestellt, welche sich besser für Stiele verschiedener Formen und Größen eignet. Bei dieser Konstruktion umfaßt die Zentriervorrichtung eine Tasse mit einem Rumpfteil 30 und tangential nach außen weisenden Armen, welche die Bezugszahl 31 tragen. Der obere Bereich der inneren Oberfläche der Tasse verjüngt sich, was mit der Bezugszahl 32 verdeutlicht ist, so daß an einem vom oberen Ende 34 entfernten Punkt ein wirksamer Kontrollkragen 33 entsteht.
Bei der in Figur 7 dargestellten Anordnung, welche einen dünnen Stiel umfaßt bezeichnet der Buchstabe R den Radius der Spitze des Stiels. Die Anordnung ist so dimensioniert, daß der Radius der Bohrung 35 der Tasse identisch mit dem Radius der Spitze des Stiels ist.
Es wurde herausgefunden, daß es nur einer einzigen Größe der Zentriervorrichtung bedarf, welche auf verschiedene Stielgrößen paßt, falls das obere offene Ende der Bohrung 35 auf die beschriebene Weise verjüngt ausgebildet ist. In Figur 6 ist der Gebrauch einer Zentriervorrichtung für eine große Stielgröße und in Figur 7 der Gebrauch derselben Zentriervorrichtung für eine kleine Stielgröße dargestellt. In jedem Fall erkennt man, daß der Anteil der inneren Oberfläche der Bohrung im Bereich der Aufweitung der parallelen Seitenflächen einen Kontrollkragen ergibt.
Es sei angemerkt, daß die gleiche innere Konfiguration und Dimensionierung der Tasse auch mit einer separaten Aufnahmevorrichtung 15, wie sie in Figur 4 dargestellt ist, verwendet werden kann. Die Zentriervorrichtung 16 in den Figuren 4 und 5 kann eine innere Bohrung mit geraden oder sich verjüngenden Seitenwänden aufweisen oder alternativ hierzu reversierte Verjüngungen aufweisen oder eine Verjüngung an einem Ende und im wesentlichen parallele Seitenfiächen am anderen Ende. Wie man aus Figur 5 erkennt, kann der Querschnitt der inneren Bohrung dem Stiel angepaßt sein mit welchem die Vorrichtung zu verwenden ist, beispielsweise kann er im wesentlichen recht eckig, dreieckig oder kreisförmig sein oder eine andere geeignete Form aufweisen.
Es sei angemerkt, daß aufgrund des verwendeten Materials die Teile vollständig in den Zement integriert werden, wodurch die Bildung von Schwachstellen oder Löchern vermieden, die Einwärtsbewegung der Prothese jedoch ermöglicht wird. Der Einsatz sich nach innen biegender Stege oder Flügel erlaubt die Verwendung der Prothese auch in engen Kanälen und weist insbesondere den Vorteil auf, daß bei Einführung der Prothese in den Zement die Bildung von Lücken und Löchern hinter den Stegen oder Flügeln vermieden wird.

Claims

1. Vorrichtung zum Zentrieren des Stieles (2) einer Prothese (3) zur Einführung in einen intramedullären Kanal, umfassend ein ringförmiges Rumpfteil (4) zur Befestigung an der Spitze (1) des Stieles (2), welches mindestens drei nach außen hervorstehende federnd verformbaren Stege oder Flügel (10, 11, 12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege oder Flügel sich nach innen entlang des Umfangs und in Richtung des Rumpfteils (4) biegen können.

2. Zentriervorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Stege oder Flügel (10, 11, 12) sich von dem Rumpfteil (4) in tangentialen Richtungen nach außen erstrecken.

3. Zentriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei welcher das Rumpfteil (4) eine Kontrollvorrichtung (7) aufweist, welche es der Spitze (1) erlaubt, sich nach der Einpassung weiter in dieses hineinzubewegen.

4. Zentriervorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher das Rumpfteil (4) zur Aufnahme der Spitze (l) der Prothese (3) geformt ist.

5. Zentriervorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher das Rumpfteil (4) die Form einer Tasse aufweist, deren eines Ende (5) geschlossen ist und die Kontrollvorrichtung (7) aus einem verformbaren Kontrollkragen (7) am offenen Ende (6) der Tasse besteht.

6. Zentriervorrichtung nach Anspruch 3 in Kombination mit einer Aufnahmevorrichtung (15) zur Aufnahme der Spitze (1) des Stiels (2), ausgestattet mit Kontrollvorrichtungen (20), welche es der Spitze (1) erlauben, sich nach dem Einpassen weiter in die Aufnahmevorrichtung (15) zu bewegen.

7. Zentriervorrichtung nach Anspruch 6, bei welcher die Aufnahmevorrichtung (15) die Form eines Tassenteils aufweist, dessen eines Ende (18) geschlossen ist und die Kontrollvorrichtung (20) als Kragen (20) am anderen Ende (19) der Tasse ausgebildet ist.

8. Zentriervorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Zentriervorrichtung und/oder Aufnahmevorrichtung (15) aus Knochenzement hergestellt sind.

9. Zentriervorrichtung nach Anspruch 8, hergestellt aus Polymethylmethacrylat, welchem ein Füller beigefügt wurde.

10. Zentriervorrichtung und/oder Aufnahmevorrichtung (15) nach einem der voranstehenden Ansprüche in Kombination mit einer Prothese.