DE69025744T2

DE69025744T2 - Vorrichtung zum Abmessen und Steuern von Verfahrensschritten zur Entfernung künstlicher Gelenke

Info

Publication number: DE69025744T2
Application number: DE69025744T
Authority: DE
Inventors: Albert K Chin; Milton B Mccoll; F Thomas Watkins
Original assignee: Zimmer Inc
Current assignee: Zimmer Inc
Priority date: 1990-01-19
Filing date: 1990-12-21
Publication date: 1996-07-18
Anticipated expiration: 2010-12-22
Also published as: ES2084686T3; EP0439993B1; DE69025744D1; EP0439993A3; ATE134857T1; EP0439993A2; CA2033925A1; JPH04212351A

Description

Verwandtes Patent
Diese Patentanmeldung bezieht sich auf die US-A-4919153 von Albert K. Chin, der einer der Miterf inder der vorliegenden Erfindung ist.

Hintergrund der Erfindung

Die US-A-4919153 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen eines zum Befestigen einer Prothese in einer Knochenvertiefung bzw. einem Knochenhohlraum verwendeten Zementmantels und insbesondere ein Verfahren, bei der eine neue Zementmasse im Mantel haftend angeordnet wird und anschließend ein Ziehwerkzeug in die Masse geschraubt und dazu verwendet wird, die Masse und den Mantel als eine Einheit zu entfernen. In der CH-A-566127 wird ein Ziehwerkzeug zum Entfernen eines Zementpropfens aus einem intramedullären Kanal beschrieben. Das Werkzeug weist einen zylinderförmigen Schaft mit einer am distalen Ende angeordneten Schneidschraube und einen im wesentlichen T-förmigen Handgriff auf. In der PCT-Patentanmeldung Nr. WO 90/03769, die für die gemeinsam benannten Vertragsstaaten bzgl. Art. 54(3) und (4) EPÜ relevant ist, werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen einer Prothese aus einem Zementhohlraum beschrieben. Eine Ziehvorrichtung wird in dem im Zementhohlraum angeordneten flüssigen Zement eingesetzt. Daraufhin wird dem flüssigen Zement ermöglicht auszuhärten, um die Vorrichtung mit dem Mantel zu verbinden. Die Ziehvorrichtung ist schraubenförmig aufgebaut und weist eine Einrichtung auf, durch die ein Schlaghammer mit ihrem proximalen Ende verbunden werden kann. Bei der vorliegenden Erfindung werden der Zementmantel und eine neu eingespritzte Zementmasse schrittweise entfernt, um starke Beanspruchungen zu vermeiden, die auftreten können, wenn der Zementmantel und die neu eingespritzte Zementmasse als eine Einheit entfernt werden. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Anordnung, durch die verhindert wird, daß das Ziehwerkzeug zu stark an- oder festgezogen wird und die entfernte Zementmasse dadurch bricht.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird eine auf dem Ziehwerkzeug teleskopartig aufgenommene Buchse verwendet. Die Buchse weist einen Innendurchmesser auf, durch den eine Gleitpassung mit dem Werkzeug erreicht wird, und einen Außendurchmesser, der klein genug ist, so daß er im femoralen Kanal nach unten geführt werden kann. Auf dem Ziehwerkzeug ist am proximalen Ende der Buchse eine Anzeige oder ein Anschlagring vorgesehen. Bei der Verwendung wird die Buchse zu Beginn so angeordnet, daß nur eine begrenzte Anzahl von Gewindewindungen am distalen Abschnitt des Werkzeugs frei liegen. Das Werkzeug wird in den mit Gewinde versehenen Pfropfen aus neuem Zement eingesetzt und in seine vorgesehene Position geschraubt. Wenn das Werkzeug in den Pfropfen geschraubt wird, wird die Buchse proximal zur Anzeige oder zum Anschlagring verschoben. Wenn die Buchse die Anzeige oder den Ring erreicht, weiß der Chirurg, daß das Werkzeug bis zur geeigneten Tiefe in seine vorgesehene Position geschraubt wurde.
Durch die vorliegende Erfindung wird außerdem eine Meßvorrichtung zum Messen der Tiefe des im Zementpfropfen ausgebildeten Gewindekanals bereitgestellt. Die Meßvorrichtung ermöglicht dem Chirurg zu bestimmen, wie viele aufeinanderfolgend angeordnete Werkzeuge erforderlich sind, um den gesamten Pfropfen schrittweise zu entfernen. Durch die Meßvorrichtung kann außerdem die Anzahl der Umdrehungen gemessen werden, die erforderlich sind, um das letzte der aufeinanderfolgend angeordneten Werkzeuge in seine Verwendungsstelle zu drehen. Diese Anzahl ist im allgemeinen niedriger als die Gesamtanzahl von Umdrehungen, für die das Werkzeug konstruiert ist, weil das letzte Fragment des Pfropfens selten die exakte Länge der auf dem Ziehwerkzeug vorhandenen Gewindewindungen aufweist.
Die Meßvorrichtung hat die Form eines länglichen Stabes mit einem Durchmesser, der kleiner ist als derjenige des zu messenden Gewindekanals. Ein Rohr mit einem Durchmesser, der größer ist als derjenige des Kanals, ist um den Stab gleitend angeordnet. Markierungen auf dem Stab zeigen die Längsposition des Rohrs bezüglich des Stabes an.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung bereitzustellen, durch die das Maß, in dem Ziehwerkzeuge in einen zum Entfernen des Zementmantels für ein künstliches Gelenk verwendeten Zementpfropfen geschraubt werden, gesteuert wird.
Ferner wird eine solche Vorrichtung bereitgestellt, durch die ein zu starkes An- oder Festziehen des Ziehwerkzeugs und ein Ausreißen der Gewindegänge oder -windungen im Pfropfen verhindert werden.
Ferner wird eine vereinfachte und im wesentlichen betriebssichere Vorrichtung bereitgestellt, durch die ein zu starkes An- oder Festziehen der zum schrittweisen Entfernen eines Zementmantels aus einer Knochenvertiefung verwendeten Ziehwerkzeuge verhindert wird.
Diese und andere Aufgaben werden durch die nachfolgende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine Ansicht der Anordnung von für die praktische Anwendung der Erfindung verwendeten Basiselementen, die ein Gewindeschneidwerkzeug, vier aufeinanderfolgend anzuordnende Ziehwerkzeuge und die Meßvorrichtung aufweisen, in Längsrichtung mit einigen Teilen in Schnittansicht;
Fig. 2 zeigt eine Längs-Querschnittansicht einer bei der Anwendung der Erfindung verwendbaren modifizierten Ausführungsform eines Ziehwerkzeugs;
Fig. 3 zeigt eine Längs-Querschnittansicht eines Oberschenkelknochens, wobei die femorale Komponente eines künst lichen Hüftgelenks von einem Zementmantel im Oberschenkelknochen entfernt wurde und eine neue Zementmasse in den durch das Entfernen der Komponente im Mantel zurückbleibenden Hohlraum eingespritzt wird;
Fig. 4 zeigt eine ähnliche Längs-Querschnittansicht wie Fig. 3 zum Darstellen des Schritts, bei dem ein Gewindeschneidwerkzeug verwendet wird, um in der in den Mantel eingespritzten neuen Zementmasse einen Gewindekanal auszubilden;
Fig. 5 zeigt eine ähnliche Längs-Querschnittansicht wie Fig. 4 zum Darstellen des Schritts, bei dem das Gewindeschneidwerkzeug aus der neuen Zementmasse entfernt wird, wobei ein darin ausgebildeter Gewindekanal zurückbleibt;
Fig. 6 zeigt eine ähnliche Querschnittansicht wie Fig. 5 zum Darstellen der Verwendung der Meßvorrichtung zum Messen der Tiefe des in der neuen Zementmasse ausgebildeten Gewindekanals;
Fig. 7 zeigt eine ähnliche Längs-Querschnittansicht wie Fig. 6 zum Darstellen des ersten von aufeinanderfolgend angeordneten Ziehwerkzeugen am Anfang des Schritts, bei dem dieses in den im Pfropfen, der aus der neuen Zementmasse und dem alten Zementmantel gebildet wird, ausgebildeten Kanal geschraubt wird;
Fig. 8 zeigt eine ähnliche Längs-Querschnittansicht wie Fig. 7 zum Darstellen des ersten von aufeinanderfolgend angeordneten Ziehwerkzeugen am Ende des Schritts, bei dem dieses in den im Pfropfen ausgebildeten Kanal geschraubt wird;
Fig. 9 zeigt eine ähnliche Längs-Querschnittansicht wie Fig. 8 zum Darstellen eines mit dem ersten Ziehwerkzeug verbundenen Schlaghammers und beim Schritt, bei dem ein Teil bzw. Fragment des Pfropfens weggebrochen und entfernt wird;
Fig. 10 zeigt eine ähnliche Längs-Querschnittansicht wie Fig. 9 zum Darstellen des nach dem in Fig. 9 dargestellten Schritt verbleibenden Teils des Zementpfropfens;
Fig. 11 zeigt eine ähnliche Längs-Querschnittansicht wie Fig. 10 zum Darstellen des zweiten der aufeinanderfolgend angeordneten Ziehwerkzeuge am Anfang des Schritts, bei dem dieses in den Gewindekanal im verbleibenden Teil des Zementpropfen geschraubt wird;
Fig. 12 zeigt eine ähnliche Längs-Querschnittansicht wie Fig. 11 zum Darstellen des zweiten der aufeinanderfolgend angeordneten Ziehwerkzeuge am Ende des Schritts, bei dem dieses in den Gewindekanal im verbleibenden Teil des Zementpfropfens geschraubt wird;
Fig. 13 eine ähmliche Längs-Querschnittansicht wie Fig. 12 zum Darstellen eines mit dem zweiten Ziehwerkzeug verbundenen Schlaghammers und beim Schritt, bei dem ein zweites Fragment des Zementpfropfens weggebrochen und entfernt wird;
Fig. 14 zeigt eine ähnliche Längs-Querschnittansicht wie Fig. 13 zum Darstellen der Meßvorrichtung beim Schritt zum Messen der Tiefe des Gewindekanals im nach dem Schritt von Fig. 13 verbleibenden Teil des Zementpfropfens;
Fig. 15 zeigt eine ähnliche Längs-Querschnittansicht wie Fig. 14 zum Darstellen des dritten der aufeinanderfolgend angeordneten Ziehwerkzeuge am Anfang des Schritts, bei dem dieses in den Gewindekanal im verbleibenden Teil des Zementpfropfens geschraubt wird;
Fig. 16 zeigt eine ähnliche Längs-Querschnittansicht wie Fig. 15 zum Darstellen des dritten der aufeinanderfolgend angeordneten Ziehwerkzeuge am Ende des Schritts, bei dem dieses in den Gewindekanal im verbleibenden Teil des Zementpfropfens geschraubt wird;
Fig. 17 zeigt eine ähnliche Ansicht wie Fig. 16 zum Darstellen eines mit dem dritten Ziehwerkzeug verbundenen Schlaghammers und beim Schritt, bei dem ein Fragment des Zementpfropf ens weggebrochen und entfernt wird;
Fig. 18 zeigt eine ähnliche Längs-Querschnittansicht wie Fig. 17 zum Darstellen des vierten der aufeinanderfolgend angeordneten Ziehwerkzeuge am Anfang des Schritts, bei dem dieses in den Gewindekanal im verbleibenden Teil des Zementpfropfens geschraubt wird;
Fig. 19 zeigt eine ähnliche Querschnittansicht wie Fig. 18 zum Darstellen des vierten der aufeinanderfolgend angeordneten Ziehwerkzeuge am Ende des Schritts, bei dem dieses in den Gewindekanal im verbleibenden Teil des Zementpfropfens geschraubt wird; und
Fig. 20 2eigt eine ähnliche Querschnittansicht wie Fig. 19 zum Darstellen eines mit dem vierten Ziehwerkzeug verbundenen Schlaghammers und bei dem Schritt, bei dem das letzte Fragment des Propf ens weggebrochen und entfernt wird.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist die folgenden Komponenten auf: ein Gewindebilde- bzw. -schneidwerkzeug 10, ein erstes Ziehwerkzeug 12, ein zweites Ziehwerkzeug 14, ein drittes Ziehwerkzeug 16, ein viertes Ziehwerkzeug 20, die aufeinanderfolgend angeordnet werden, und eine Tiefenmeßvorrichtung 20. Das Gewindeschneidwerkzeug 10 weist einen Hauptabschnitt 22 mit einem gleichmäßigen größerem Querschnitt und einen distalen Endabschnitt 24 mit einem im Vergleich zum Hauptabschnitt geringeren Querschnitt auf. Der Hauptabschnitt 22 und der distale Abschnitt 20 sind über ihre gesamten Längen ununterbrochenen mit Gewinden mit der gleichen Gewindesteigung bzw. Ganghöhe (z.B. Maschinenschraubensteigung 20) versehen. Das obere Ende des Gewindeschneidwerkzeugs ist als Vierkantabschnitt 26 ausgebildet, durch den das Schneidwerkzeug mit Hilfe eines Schlüssels gedreht werden kann. Das Schneidwerkzeug kann aus einem Metall oder einem Polymer hergestellt sein und weist idealerweise über den Gewindeabschnitten eine nichthaftende Außenfläche auf. Die nichthaftende Fläche kann ein integraler Teil des Schneidwerkzeugs sein, wie beispielsweise TEFLON (eingetragenes Wahrenzeichen) und/oder eine läsbare Beschichtung, wie beispielsweise DOW CORNING 20 von Dow Corning Corporation, Midland, Michigan.
Die Ziehwerkzeuge 12, 14, 16 und 18 sind jeweils bolzenförmig aufgebaut und aus Stahlstangen hergestellt, auf denen eine Polymerbuchse teleskopartig aufgenommen wird. Die Buchsen für die Ziehwerkzeuge 12, 14, 16 und 18 sind durch die Bezugszeichen 28, 30, 32 bzw. 34 gekennzeichnet. Bei einer typischen Ausführungsform weist das Ziehwerkzeug 12 eine Länge von 10,16 cm (4 Zoll), das Ziehwerkzeug 14 eine Länge von 15,24 cm (6 Zoll), das Ziehwerkzeug 16 eine Länge von 20,32 cm (8 Zoll) und das Ziehwerkzeug 18 eine Länge von 22,86 cm (9 Zoll) auf. Jedes Ziehwerkzeug endet in einem konischen distalen Ende und weist einen an dieses Ende angrenzenden distalen Abschnitt auf, in dem Maschinenschrauben-Außengewinde ausgebildet sind. Die an den Ziehwerkzeugen 12, 14 und 16 ausgebildeten Gewindeabschnitte sind durch Bezugszeichen 36, 38 bzw. 40 gekennzeichnet und weisen eine Länge von etwa 3,81 cm (1.5 Zoll) und einen Außendurchmesser von 0,63 cm (1/4 Zoll) auf. Der Gewindeabschnitt des Ziehwerkzeugs 18 hat eine Länge von etwa 1,9 cm (3/4 Zoll) und einen Außendurchmesser von 0,32 cm (1/8 Zoll). Die auf den Ziehwerkzeugen ausgebildeten Gewinde sind bezüglich den durch das Schneidwerkzeug 10 gebildeten Gewinden komplementär.
Die Ziehwerkzeuge 12, 14, 16 und 18 weisen über ihren Gewindeabschnitten nicht mit Gewinde versehene oder gewindefreie Abschnitte auf. An den proximalen Enden der Ziehwerkzeuge 12, 14, 16 und 18 sind größere Sechskantköpfe 52, 54, 56 bzw. 58 ausgebildet. Die Köpfe bilden Einrichtungen, durch die Torsions- und Zugkräfte auf die Ziehwerkzeuge ausgeübt werden können.
An den Werkzeugen 12, 14, 16 bzw. 18 sind Anschlagelemente 60, 62, 64 und 66 befestigt. Die Anschlagelemente dienen als Markierungen und Anschläge für die Buchsen 28, 30, 32 und 34. Die Buchsen weisen eine derartige geeignete Größe bzw. Form auf, daß sie mit den Ziehwerkzeugen in ausreichendem Maß in Reibungseingriff kommen, so daß die Buchsen einer Gleitbewegung bezüglich den Ziehwerkzeugen widerstehen, während eine solche Bewegung als Reaktion auf auf die Buchsen ausgeübte externe Kräfte ermöglicht wird, wenn die Ziehwerkzeuge in einen Zementpfropfen geschraubt werden. Dieses geeignete Größe bzw. Form kann erhalten werden, indem die Buchsen von einem bogenförmigen Rohrelement geschnitten werden, so daß jede Buchse bogenförmig ausgebildet ist (vergl. Buchse 28 in Fig. 1), die gerade ausgerichtet wird, wenn die Buchse teleskopartig auf dem Ziehwerkzeug angeordnet wird.
Alternativ kann dies erreicht werden, indem die Buchsen aus einem Rohrelement mit einem Innendurchmesser hergestellt werden, der etwas kleiner ist als der Außendurchmesser der Gewindeabschnitte der Ziehwerkzeuge, und die Buchsen in Längsrichtung geschlitzt werden, um zu ermöglichen, daß diese sich erweitern können. Die Längen der Buchsen 28, 30, 32 und 34 werden so gewählt, daß sie, wenn sie mit den Anschlagelementen in Eingriff stehen, nur die am weitesten proximal angeordneten Gewindewindungen der Ziehwerkzeuge abdecken. Durch die letztgenannte Dimensions-Wechselbeziehung kann ein Chirurg, der eines dieser Werkzeuge verwendet, beobachten, wie sich die auf dem Ziehwerkzeug angeordnete Buchse dem Anschlagelement nähert, wenn das Ziehwerkzeug in seine Verwendungsposition geschraubt wird. Wenn die Buchse mit dem Anschlagelement in Kontakt kommt, weiß der Chirurg, daß das Ziehwerkzeug vollständig in seine vorgesehene Position geschraubt wurde und keine weiteren Torsionskräfte auf das Werkzeug ausgeübt werden sollten. Wenn das Ziehwerkzeug vollständig in seine vorgesehen Position geschraubt wurde, wird durch die auf den Werkzeugen angeordneten Buchsen verhindert, daß die am weitesten proximal angeordneten Gewindewindungen der Werkzeuge in den Zement geschraubt werden und mit diesem in Eingriff kommen. Dadurch kann das Werkzeug nicht über die durch den gewindefreien Abschnitt gebildete Schulter des Werkzeugs hinaus eingeschraubt werden.
Fig. 2 zeigt ein modifiziertes Ziehwerkzeug, das dem Ziehwerkzeug 16 entspricht, außer daß der Schaft des Werkzeugs keinen begrenzten distalen Abschnitt aufweist, sondern über seine gesamte Lange mit einem Gewinde versehen ist. Die Elemente des in Fig. 2 dargestellten Werkzeugs sind, wie nachstehend dargestellt, durch Bezugszeichen bezeichnet, die den für das Werkzeug 16 verwendeten Bezugszeichen entsprechen, wobei ein Index "b" angefügt ist: Ziehwerkzeug ¹&sup6;b; Buchse ³²b, Gewindeabschnitt &sup4;&sup0;b; Sechskantkopf &sup5;&sup6;b; und Anschlagelement &sup6;&sup4;b Das Werkzeug ¹&sup6;b wird auf die gleiche Weise verwendet wie die vorstehend erwähnten Werkzeuge. Obwohl über die gesamte Länge des Schaftes des Werkzeugs ¹&sup6;b ein Außengewinde ausgebildet ist, werden durch die Buchse ³²b außer im distalen Abschnitt des Schaftes alle Gewindewindungen geschützt. Das Werkzeug ¹&sup6;b hat den Vorteil, daß es aus einem vollständig mit Gewinde versehenen Gewindestangenmaterial hergestellt werden kann, ohne daß ein gewindefreier Abschnitt auf dem Werkzeugschaft vorgesehen sein muß.
Die Meßvorrichtung 20 dient zum Messen der Tiefe des durch das Schneidwerkzeug 10 gebildeten Gewindekanals. Die Meßvorrichtung weist folgende Elemente auf: einen Anzeigestab 68 mit einem proximalen Abschnitt 70 mit größerem Duchmesser und einem distalen Abschnitt 72 mit kleinerem Durchmesser, ein auf dem Stab 68 teleskopartig aufgenommenes Rohr 74, wobei das Rohr einen Abschnitt mit größerem Durchmesser und einer derartigen Größe aufweist, daß der proximale Abschnitt 70 gleitend aufgenommen werden kann, und einen Abschnitt 78 mit kleinerem Durchmesser und einer derartigen Größe, daß der distale Abschnitt 72 gleitend aufgenommen werden kann; und einen am Ende des distalen Abschnitts 70 befestigten Kopf 80 mit größerem Durchmesser. Die Außenfläche des proximalen Abschnitts 70 weist Markierungen auf, durch die die Längsposition des Stabes 68 bezüglich dem Rohr 74 angezeigt wird. Die Markierungen am unteren Ende des proximalen Abschnitts 70 sind durch das Bezugszeichen 83 gekennzeichnet und so kalibriert, daß Gewindeumdrehungen gemessen werden können. Die Markierungen im oberen Abschnitt des proximalen Abschnitts 70 sind durch das Bezugszeichen 85 gekennzeichnet und so kalibriert, daß die Anzahl der Ziehwerkzeuge gemessen werden kann, die erforderlich sind, um den bearbeiteten Zementmantel vollständig zu entfernen.
In den Figuren 3 bis 20 ist die Verwendung der Vorrichtung aufeinanderfolgend dargestellt. In den Figuren ist der bearbeitete Oberschenkelknochen allgemein durch das Bezugszeichen 84 bezeichnet und dargestellt, nachdem die femorale Komponente eines künstlichen Hüftgelenks daraus entfernt wurde um sie zu ersetzen. Diese Figuren zeigen außerdem, daß der Trochanter des Oberschenkelknochens entfernt wurde, um das Verfahren zu erleichtern.
Fig. 3 zeigt den Oberschenkelknochen 84, nachdem die femorale Komponente des Hüftgelenks entfernt wurde, wobei der zu entf ernende Zementmantel 86 in der Knochenvertiefung im Oberschenkelknochen zurückgelassen ist. Wie in diesen Figuren dargestellt, wurde der Hohlraum 88 im Mantel gesäubert, und ein durch das Bezugszeichen 90 bezeichneter Ansatz mit kleinerem Durchmesser wurde in das distale Ende des Mantels gebohrt. Außerdem wurde die Oberseite des Mantels abgeschnitten, um eine durch das Bezugszeichen 92 dargestellte horizontale Fläche zu bilden.
In einem ersten Schritt zum Vorbereiten des Mantels, um diesen zu entfernen, wird Zement in den Hohlraum 88 eingespritzt. Dieser Schritt ist in Fig. 3 dargestellt, wobei eine Spritzvorrichtung oder -pistole 94 dargestellt ist, durch die Zement durch einen dünnen Auslaß 96 auf den Boden des Hohlraums gespritzt wird. Ein Entlüftungsrohr 98 erstreckt sich zum Boden des Hohlraums, um zu gewährleisten, daß Luft daraus entweichen kann und der Hohlraum bis zum Boden gefüllt wird. Wenn der Hohlraum mit Zement gefüllt wird, werden die Spritzpistole und der Auslaß langsam zurückgezogen, wie durch die Pfeillinie in Fig. 3 dargestellt. Das Entlüftungsrohr 98 wird zurückgezogen, nachdem die Verlängerung 90 mit verringertem Durchmesser geeignet gefüllt wurde. Typischerweise besteht der Mantel 86 aus altem Methyl- Methacrylatzement. Ein derartiger Zement kann teilweise gelöst und erweicht werden, wenn diesem ein neuer, ähnlicher flüssiger Zement zugeführt wird. Daher wird, vorausgesetzt, daß der Mantel aus einem solchen Zement besteht und der in den Hohlraum 88 eingespritzte neue Zement ein ähnlicher Zement ist, der sich schließlich mit dem ursprünglichen Mantel verbindet und ein mit diesem einstückiges Teil bildet.
Fig. 4 zeigt den mit neuem Zement bis zur Höhe der horizontalen Fläche 92 gefüllten Mantel und den Schritt zum Ausbilden eines Gewindekanals im Propfen aus neuem Zement. Gemäß dieser Figur wurde das Schneidwerkzeug bis im wesentlichen zum Boden des Hohlraums eingeschraubt, um darin einen Gewindekanal auszubilden. Auf dem Schneidwerkzeug wird, bevor dieses eingeschraubt wird, eine nichthaftende Beschichtung bereitgestellt, die eine mit dem Schneidwerkzeug integral ausgebildete Oberfläche und/oder eine auf das Schneidwerkzeug aufgebrachte nichthaftende Beschichtung sein kann.
Fig. 5 zeigt den Mantel als einstückigen Pfropfen &sup8;&sup6;a, nachdem der neu eingespritzte Zement ausgehärtet ist und eine einstückige Masse mit dem Mantel gebildet hat. Wie in Fig. 5 dargestellt, wurde das Schneidwerkzeug 10 aus dem Pfropfen herausgeschraubt, so daß ein Kanal mit einem erweiterten proximalen Abschnitt 100 und einem distalen Abschnitt 102 mit kleinerem Durchmesser zurückbleibt.
Fig. 6 zeigt die Meßvorrichtung 20 beim Schritt zum Messen der Tiefe des im Pf ropfen &sup8;&sup6;a ausgebildeten Kanals. Gemäß dieser Figur wird verdeutlicht, daß der Stab 68 sich bis zum Boden des proximalen Abschnitts 100 des Gewindekanals erstreckt. Diese Figur zeigt außerdem, daß der Stab einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der Innendurchmesser des Gewindekanals, und der Kopf 80 einen Querschnitt aufweist, der kleiner ist als derjenige des Abschnitts 100 und größer als derjenige des Abschnitts 102. Durch das letztgenannte Merkmal kommt der Kopf mit der Schulter zwischen den Abschnitten 100 und 102 in Eingriff, so daß die durch die Meßvorrichtung gemessene Tiefe nur der Tiefe des Abschnitts 100 entspricht. Gemäß Fig. 6 wird verdeutlicht, daß sich der obere Rand des Rohrs 74 mit einem Abschnitt der Markierungen 85 zwischen den Zahlen 3 und 4 deckt, die die Anzahl der zum Entfernen des Mantels erforderlichen Ziehwerkzeuge bezeichnen. D.h., daß für den Prozeß vier Ziehwerkzeuge erforderlich sind und das dritte Werkzeug über weniger als die volle Länge seines mit Gewinde versehenen Abschnitts eingeschraubt werden muß.
Fig. 7 und 8 zeigen das erste Ziehwerkzeug 12 bei dem Schritt, bei dem dieses in den Mantelpfropfen &sup8;&sup6;a geschraubt wird. Wie in Fig. 7 dargestellt, stehen nur die distalen Gewindewindungen des werkzeugs mit dem Pfropfen in Eingriff, und die Buchse 28 steht mit der Fläche 92 in Eingriff. Fig. 8 zeigt das Werkzeug 12, das auf die maximale gewünschte Lange in den proximalen Abschnitt 100 des Kanals geschraubt ist, wie durch den Kontakt der Buchse 28 mit dem Anschlag 60 angezeigt wird. Beim Schritt, bei dem das Werkzeug von dem in Fig. 7 dargestellten Zustand zu dem in Fig. 8 dargestellten Zustand geschraubt wird, kann der Chirurg beobachten, wie die Buchse 28 sich zum Anschlag 60 bewegt, und den Schraubprozeß abbrechen, wenn das Ziehwerkzeug die in Fig. 8 dargestellte Position erreicht.
Fig. 9 zeigt das Werkzeug 12, mit dem ein Schlaghammer 104 über ein Kupplungs- oder Verbindungselement 106 verbunden ist. In dieser Figur wurde auf den oberen Teil des Mantelpfropfens &sup8;&sup6;a eine Zugkraft ausgeübt, und dieser Teil bzw. dieses Fragment &sup8;&sup6;a1 wurde vom Oberschenkelknochen 84 entfernt. Dieser Abschnitt kann entfernt werden, weil ein Methyl-Methacrylatzement eine sehr geringe Zugfestigkeit aufweist und leicht bricht, wenn durch den Schlaghammer eine Zugkraft darauf ausgeübt wird.
Fig. 11 und 12 zeigen das zweite Ziehwerkzeug 14 beim Schritt, bei dem dieses im wesentlichen auf die gleiche Weise wie das erste Ziehwerkzeug gemäß Fig. 7 und 8 in die vorgesehene Position geschraubt wird, in die vorgesehene Position in den Mantelpfropfen &sup8;&sup6;a geschraubt wird. In Fig. 11 ist der Anfang des Schraubprozesses dargestellt, wobei die Buchse 30 an der oberen Fläche des Mantelpfropfens anliegt. Fig. 12 zeigt das Werkzeug 14, das über die gewünschte volle Länge in den Mantelpfropfen geschraubt ist, was dadurch angezeigt wird, daß die Buchse 30 am Anschlag 62 anliegt.
Fig. 13 zeigt den mit dem Werkzeug 14 verbundenen Schlaghammer 104 und das Fragment &sup8;&sup6;a2, das durch Betätigen des Schlaghammers vom Oberschenkeiknochen entfernt wurde. Wiederum wird durch die geringe Zugfestigkeit des Methyl-Methacrylatzements ermöglicht, daß das Fragment &sup8;&sup6;a2 vom im Oberschenkelknochen zurückbleibenden Teil des Mantelpfropfens weggebrochen wird.
Fig. 14 zeigt die Meßvorrichtung 20 in der Funktion zum Messen der Länge des nach Entfernen des Fragments &sup8;&sup6;a2 verbleibenden proximalen Gewindekanalabschnitts. Gemäß dieser Figur wird verdeutlicht, daß das obere Ende des Rohrs 74 sich mit den Gewinde-Meßmarkierungen 83 auf dem Stab 68 deckt. Dies ist der Fall, weil die Tiefe der gemessenen Gewindewindungen geringer ist als die Länge der maximal freiliegenden Gewindewindungen des Ziehwerkzeugs, wenn die auf dem Werkzeug angeordnete Buchse am Anschlagelement anliegt. Der auf dem Stab erhaltene Meßwert zeigt die Anzahl von Umdrehungen an, die erforderlich sind, um ein Ziehwerkzeug, ohne dieses zu stark anzuziehen, bis zum Boden des proximalen Gewindeabschnitts 100 zu schrauben.
Fig. 15 und 16 zeigen das dritte Ziehwerkzeug 16 beim Schritt, bei dem dieses in den verbleibenden Teil des Zementmantelpfropfens &sup8;&sup6;a geschraubt wird. Fig. 15 zeigt den Beginn des Schraubprozesses, wobei die Buchse 32 an der Oberseite des Pfropfens anliegt. Fig. 16 zeigt das maximal in den Pfropfen geschraubte Werkzeug, wobei dargestellt ist, daß die Buchse 32 nicht am Anschlagelement 64 anliegt. Diese letztgenannte Bedingung ergibt sich, weil das Werkzeug durch eine Anzahl von Umdrehungen an seine vorgesehene Position geschraubt wurde, die im in Fig. 14 dargestellten Schritt durch die Meßvorrichtung angezeigt wird; diese Anzahl von Umdrehungen führt dazu, daß weniger als die volle Länge des Gewindeabschnitts 40 von der Buchse 32 hervorsteht.
Fig. 17 zeigt den mit dem Werkzeug 16 verbundenen Schlaghammer 104 und ein Fragment &sup8;&sup6;a3, das durch Betätigen des Schlaghammers aus dem Oberschenkeiknochen entfernt wurde. Gemäß dieser Darstellung verbleibt nur der distale Abschnitt des Mantelpfropfens im Oberschenkelknochen.
Fig. 18 und 19 zeigen den Schritt zum Einschrauben des vierten Werkzeugs 18 in das letzte Fragment des Mantels, das einen kleineren Gewindekanaldurchmesser aufweist. Fig. 18 zeigt den Beginn des Schritts zum Einschrauben des Werkzeugs in das Mantelfragment. In Fig. 19 ist das Werkzeug vollständig an seine vorgesehene Position geschraubt, was durch den Kontakt der Buchse 34 mit dem Anschlag 66 erkennbar ist. Während des Prozesses, bei dem das Werkzeug von dem in Fig. 18 dargestellten Zustand zu dem in Fig. 19 dargestellten Zustand bewegt wird, kann der Chirurg die sich zum Anschlag 66 bewegende Buchse begbachten und sorgfältig arbeiten, um das Werkzeug nicht über die Position hinaus festzuzuiehen, bei dem die Buchse mit dem Anschlag in Kontakt kommt.
Fig. 20 zeigt den letzten Schritt zum Entfernen des Mantelfragments &sup8;&sup6;a4 aus dem femoralen Hohlraum. In dieser Figur ist der Schlaghammer 104 mit dem Werkzeug 18 verbunden und wurde das Pfropfenfragment &sup8;&sup6;a4 durch Betätigen des Schlaghammers entfernt.

Schlußbetrachtung

Gemäß der vorstehenden Beschreibung wurde verdeutlicht, daß durch die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung bereitgestellt wird, durch die ein zu starkes Festziehen von zum schrittweisen Entfernen von Zementmänteln für künstliche Gelenke verwendeten Werkzeugen verhindert wird. Gleichzeitig wird durch die Erfindung eine Einrichtung bereitgestellt, durch die der Chirurg im voraus vollständig über die Länge des zu entfernenden Mantels und die Anzahl der zum Entfernen des Mantels erforderlichen Schritte informiert wird.
Obwohl bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen begrenzt, sondern in ihrem Umfang durch die beigefügten Patentansprüche definiert.

Claims

1. Vorrichtung zum Entfernen eines in einem haftenden Zustand in einer Knochenvertiefung angeordneten Zementmantels mit einem darin ausgebildeten länglichen Hohlraum, wobei die Vorrichtung ein Ziehwerkzeug (12) aufweist, das aus einem länglichen Element (12) mit einem Gewindeabschnitt gebildet wird, wobei das Ziehwerkzeug (12) ferner aufweist:

(a) eine auf dem länglichen Element gleitend aufgenommene Buchse (28), deren Länge geringer ist als diejenige des Elements; und

(b) eine auf dem länglichen Element angeordnete Markierungseinrichtung (60), durch die die Position der Buchse (28) bezüglich dem Element erfaßt werden kann, wobei die Markierungseinrichtung (60) einen auf dem länglichen Element (12) angeordneten Anschlag (60) aufweist, der so angeordnet ist, daß er mit der Buchse (28) in Kontakt kommen kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das längliche Element (12) aufweist:

(a) eine erste stabile zylinderförmige Stange mit einem proximalen und einem distalen Ende und mit einer Außenfläche, die durch ein um die Stange ausgebildetes spiralförmiges Gewinde gebildet wird; und

(b) eine am distalen Ende der ersten Stange befestigte zweite stabile zylinderförmige Stange, deren Durchmesser geringer ist als der Durchmesser der ersten Stange, wobei die zweite Stange sich von der ersten Stange ausgehend in axialer Richtung erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Ziehwerkzeug ferner eine am proximalen Abschnitt angeordnete Einrichtung (106) zum Befestigen eines Schlaghammers an der ersten Stange aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Außenfläche der zweiten Stange durch ein um die Stange ausgebildetes zweites spiralförmiges Gewinde gebildet wird.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner mit:

(a) einem Formwerkzeug (10) zum Formen eines länglichen Gewindekanals in einer in den Hohlraum eingespritzten Zementmasse;

(b) einem zweiten länglichen Element (14) mit einer vorgegebenen Länge, die größer ist als diejenige des ersten Elements (12), wobei das zweite Element (14) einen Gewindeabschnitt (38) aufweist, der bezüglich dem durch das Formwerkzeug gebildeten Gewindekanal komplementär ausgebildet ist;

(c) einer auf dem zweiten länglichen Element (14) gleitend aufgenommenen zweiten Buchse (30), deren Länge geringer ist als diejenige des zweiten Elements (14);

(d) einer auf dem zweiten länglichen Element (14) angeordneten Markierungseinrichtung (62), durch die die Position der zweiten Buchse (30) bezüglich dem zweiten Element erfaßt werden kann;

(e) einer auf dem ersten und dem zweiten Element angeordneten Drehmomentübertragungseinrichtung (52, 54), durch die die Elemente in den durch das Formwerkzeug in der Zementmasse ausgebildeten Gewindekanal geschraubt in Eingriff gebracht werden können; und

(f) einer auf dem ersten und dem zweiten Element angeordneten Greifvorrichtung (106), durch die Zugkräfte auf die Elemente ausgeübt werden können, um eine Zementmasse, die mit den Gewindeabschnitten (36, 38) der Elemente (12, 14) in Gewindeeingriff gebracht wurde, aus einer Knochenvertiefung zu entfernen, wobei das erste längliche Element (12) einen Gewindeabschnitt (36) aufweist, der bezüglich dem durch das Formwerkzeug (10) gebildeten Gewindekanal komplementär ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, ferner mit einer Meßeinrichtung (20) zum Messen der Länge des Gewindekanals.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Meßeinrichtung (20) ferner aufweist:

(a) ein längliches Stabelement (68) mit einem Durchmesser, der geringer ist als derjenige des Gewindekanals, und einer Länge, die größer ist als diejenige des Gewindekanals;

(b) ein um das Stabelement gleitend angeordnetes Rohr (74) mit einem distalen Abschnitt mit einem Querschnitt, der größer ist als der Durchmesser des Gewindekanals; und

(c) eine mit dem Stabelement (68) und dem Rohr (74) betrieblich verbundene Anzeigeeinrichtung (85) zum Anzeigen der Längsposition des Rohrs bezüglich des Stabelements.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Markierungseinrichtung einen am länglichen Element befestigten Anschlag aufweist, der mit der Buchse in Kontakt kommen kann.