DE69823968T2

DE69823968T2 - Verfahren zur Herstellung eines kaltgehärteten Verbinders für modulare Teile

Info

Publication number: DE69823968T2
Application number: DE69823968T
Authority: DE
Inventors: Mark V Pierceton Vandewalle
Original assignee: Biomet Inc
Current assignee: Biomet Inc
Priority date: 1996-09-25
Filing date: 1998-12-22
Publication date: 2005-05-12
Anticipated expiration: 2018-12-23
Also published as: EP0924024B1; EP0924024A3; DE69823968D1; EP0832620A3; EP0832620A2; EP0924024A2; ES2221129T3; US6067701A

Description

Diese Erfindung betrifft allgemein einen modularen Komponentenverbinder zum Verbinden modularerer Komponenten miteinander (siehe z. B. EP 0 634 154 ) und insbesondere ein Verfahren zum Formen eines kaltverfestigten modularen Komponentenverbinders zur Verwendung in der orthopädischen Chirurgie, zum Beispiel zum Koppeln von modularen Komponenten einer Knie-, Hüft- oder Schulterprothese miteinander.
Verschiedene modulare prothetische Einrichtungen sind gegenwärtig bekannt und werden bei orthopädischen Eingriffen verwendet. Diese modularen prothetischen Einrichtungen umfassen modulare Knie-, Hüft- und Schulterprothesen. Da die modularen Prothesen aus mehreren Komponenten bestehen, werden verschiedene Kopplungsmechanismen zum Befestigen oder Koppeln der modularen Komponenten miteinander verwendet.
Einer der hauptsächlichen und am herkömmlichsten verwendeten Kupplungsmechanismen besteht aus einem morsetypischen Kegel 10, wie in 1 gezeigt. Der morsetypische Kegel 10 ist allgemein als ein "selbsthaltender" oder "selbstverriegelnder" Kegel bekannt, da der Winkel des konischen Kegels allgemein 2 bis 4° beträgt, was erhebliche Reibung zum Verriegeln eines männlichen Abschnitts 12 in einem weiblichen Abschnitt 14 erzeugt.
Jedoch ist es aufgrund von Toleranzeinflüssen während des Herstellens des morsetypischen Kegels 10 sehr schwierig, den männlichen Abschnitt 12 und den weiblichen Abschnitt 14 so herzustellen, dass der männliche Abschnitt 12 axial entlang des gesamten weiblichen Abschnitts 14 eingreift. Dementsprechend kann in einigen Fällen der männliche Abschnitt 12 den weiblichen Abschnitt 14 nur an einem Kontaktpunkt an einer unbekannten Stelle innerhalb des morsetypischen Kegels 10 berühren, wie dies durch Bezugsziffer 16 angezeigt wird. Dieser einzelne Kontaktpunkt 16 tritt deshalb auf, weil in manchen Fällen der konische Winkel des männlichen Abschnitts 12 nicht mit dem konischen Winkel des weiblichen Abschnitts 14 zusammenpasst. Dieser Zustand erlaubt wiederum das Auftreten einer Mikrobewegung zwischen den Komponenten, das einen Reibverschleiß an dem Kontaktpunkt 16 zur Folge hat. Solcher Reibverschleiß kann möglicherweise zu Spannungsbrüchen entlang des belasteten Kontaktspunkts 16 führen, die zu einem schwerwiegenden Versagen des Verbinders führen.
Sollte darüber hinaus der männliche Abschnitt 12 axial entlang des gesamten weiblichen Abschnitts 14 eingreifen, bereitet der morsetypische Kegel 10 auch andere Schwierigkeiten.
Zum Beispiel dort, wo der männliche Abschnitt 12 austritt oder den weiblichen Abschnitt 14 am Bezugspunkt 17 berührt, tritt generell eine Spannungskonzentration an diesem Austrittspunkt 17 auf. Dieser Spannungskonzentrationspunkt läuft um den Umfang des männlichen Abschnitts 12 und stellt einen der Bereiche dar, die durch die Spannungskonzentration entlang des Bereichs über die Zeit am ehesten versagen.
Andere Kegelverbindungen, wie die in US-Patent Nr. 4,917,530 von Englehardt et al. offenbarten, sind zum Ausschließen eines Kontakts zwischen dem männlichen kegelförmigen Element und der Außenkante ausgelegt, welche die Mündung der Bohrung in dem weiblichen Element definiert. Jedoch wendet sich Englehardt et al. nicht dem Problem zu, nur einen Kontaktpunkt zwischen den männlichen und weiblichen Abschnitten an einer Stelle zu haben, die mit der Bohrung variieren kann, wodurch eine Mikrobewegung unterbunden wird. Stattdessen nimmt Englehardt et al. axialen Kontakt an, d. h., vollen Flächen-zu-Flächenkontakt an den angrenzenden, kegelförmigen Oberflächen des männlichen Abschnitts und der weiblichen Bohrung, und beschäftigt sich nur mit dem Stoß an der Mündung der weiblichen Bohrung. Deshalb verringert Englehardt et al. nicht die durch praktische Toleranzeinflüsse hervorgerufene Mikrobewegung oder die möglicherweise resultierenden Spannungsbrüche, die damit verbunden sind. Auch schlägt Englehardt et al. keinerlei andere Wege vor, eine Festigkeit an dem Spannungskonzentrationspunkt 17 zu erhöhen, als den Kontakt zwischen dem männlichen Element und der Umfangskante des weiblichen Elements zu verringern.
Andere Verbindungsmechanismen verwendeten auch eine Ionenimplantation entlang der Verbindungselemente, um eine Ionenschicht in diesen Bereichen bereitzustellen. Jedoch scheint eine Ionenimplantation keine irgendwie beachtliche Steigerung der Festigkeit zu bieten, da die Oberflächendicke der implantierten Ionenschicht allgemein nur wenige Mikrometer dick ist. Alternativ wurden mechanische Härtungstechniken wegen der geringen Toleranzauswirkungen solcher Verbindungen und der Unmöglichkeit, solch mechanisches Härten mit solch geringen Toleranzen durchzuführen nicht einmal in Erwägung gezogen, noch verwendet.
Was danach benötigt wird, ist ein modularer Komponentenverbinder für eine modulare Knie-, Hüft- oder Schulterprothese oder jeden anderen Typ einer Prothese, welche die vorstehend erwähnten Nachteile nicht aufweist. Dadurch wird wiederum ein modularer Komponentenverbinder bereitgestellt, der eine Mikrobewegung im Wesentlichen vermindert oder aus- oder ausschließt, die Möglichkeit von Spannungsbrüchen verringert, eine enge Verbindung entlang wenigstens zweier vorhersagbar angeordneter, getrennter Kontaktpunkte zum Erhöhen der Stabilität vorsieht, eine mechanisch gehärtete Oberfläche wenigstens entlang eines Kontaktpunkts oder eines Spannungskonzentrationsbereichs zum Herstellen einer tiefen Oberflächenhärte und einer stärkeren Verbindung bereitstellt, und einen kosteneffektiven und leicht herstellbaren modularen Komponentenverbinder zur Verfügung stellt. Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Formen eines kaltverfestigten modularen Komponentenverbinders zur Verwendung in modularen prothetischen Einrichtungen bereitzustellen.
Gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Formen eines kaltverfestigten modularen Komponentenverbinders zur Verwendung in der orthopädischen Chirurgie offenbart. Der kaltverfestigte modulare Komponentenverbinder stellt eine Verbindung zwischen modularen Komponenten eines orthopädischen Implantats mit verbesserten Last- oder Scherfestigkeiten zur Verfügung. Dies wird im Wesentlichen durch Kaltverfestigen wenigstens eines Abschnitts des modularen Komponentenverbinders erreicht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Formen eines kaltverfestigten modularen Komponentenverbinders (120) zur Verwendung in der orthopädischen Chirurgie bereitgestellt, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Umarbeiten eines ersten Verbindungselements, welches einen Teil einer orthopädischen Prothese formt, in einer Anfangsstruktur, welche einen übergroßen Bereich mit einer ersten Größe an einem Spannungskonzentrationsbereich besitzt; Kaltverfestigen mindestens eines Teils des übergroßen Bereichs des ersten Verbindungselements durch Zusammenpressen des übergroßen Bereichs auf eine zweite Größe; und Umarbeiten des im Wesentlichen gesamten zusammengepressten Bereichs des ersten Verbindungselements in eine endgültige Präzisionsstruktur.
Die Verwendung der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zum Formen eines kaltverfestigten Komponentenverbinders zum Verbinden modularer Komponenten miteinander zur Verfügung. Im Ergebnis wurden die vorstehend genannten Nachteile im Wesentlichen verringert oder ausgeschlossen, die mit den gegenwärtig verfügbaren Verfahren und Techniken zum Verbinden modularer Komponenten miteinander verbunden sind.
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann nach Lesen der folgenden Patentschrift und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ersichtlich, bei denen:
1 eine quergeschnittene Ansicht eines morsetypischen Kegels aus dem Stand der Technik zeigt;
2 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines kaltverfestigten modularen Komponentenverbinders gemäß den Lehren einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 eine quergeschnittene Ansicht des zusammengebauten kaltverfestigten modularen Komponentenverbinders der 2 entlang Linie 3-3 der 2 zeigt;
4a eine quergeschnittene Ansicht eines Pressrings gemäß den Lehren einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 eine quergeschnittene Ansicht eines Bolzens gemäß den Lehren einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
5a bis 5c ein Verfahren zum Formen eines kaltverfestigten modularen Komponentenverbinders gemäß den Lehren der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen;
6 eine quergeschnittene Ansicht einer modularen Knieprothese zeigt, welche den kaltverfestigten modularen Komponentenverbinder gemäß den Lehren der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet;
7 eine auseinandergezogene quergeschnittene Ansicht eines kaltverfestigten modularen Komponentenverbinders gemäß den Lehren einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
8 bis 10 ein Verfahren zum Formen des kaltverfestigten modularen Komponentenverbinders gemäß den Lehren der dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen betreffend einen modularen Komponentenverbinder zum Koppeln modularer Komponenten einer Knie-, Hüft- oder Schulterprothese oder irgendeines anderen Prothesentyps zur Verwendung in der orthopädischen Chirurgie sind lediglich beispielhafter Natur und sind keinesfalls gedacht, die Erfindung oder ihre Anwendung oder Verwendungen einzuschränken. Darüber hinaus wird, während die vorliegende Erfindung weiter unten unter Bezugnahme auf das Koppeln modularer Komponenten einer Knie-, Hüft- oder Schulterprothese zur Verwendung in der orthopädischen Chirurgie detailliert beschrieben wird, dem Fachmann verständlich sein, dass die vorliegende Erfindung eindeutig nicht auf nur diese Typen prothetischer Einrichtungen für orthopädische Eingriffe eingeschränkt ist, und bei verschiedenen anderen orthopädischen Implantaten verwendet werden kann, genauso wie bei anderen Typen einer Einrichtung, die eine Verbindung verschiedener modularer Komponenten erfordert.
Unter Bezugnahme auf 2 bis 3 ist ein kaltverfestigter modularer Komponentenverbinder 18 gemäß den Lehren einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der kaltverfestigte Komponentenverbinder 18 umfasst ein männliches Element 20, ein weibliches Element 22, einen Pressring 24, eine Druckscheibe 26 und einen Bolzen 28. Die Komponenten des kaltverfestigten modularen Komponentenverbinders 18 sind bevorzugt aus geeignetem biokompatiblem Material wie Titan, rostfreiem Stahl, Titanlegierungen, Kobalt-Chrommolybdänlegierungen etc. hergestellt.
Das männliche Element 20, welches den Pressring 24 umfasst, ist bevorzugt aus Titan hergestellt und umfasst einen ersten verlängerten Abschnitt 30 und einen zweiten verlängerten Abschnitt 32. Der erste verlängerte Abschnitt 30 weist eine toroid- oder wulstförmige Außenoberfläche 34 mit einer radialen Eingriffs- oder Kontaktoberfläche auf. Die radiale Außenoberfläche 34 ist mechanisch oder kaltverfestigt durch Kaltbearbeitung, die hier im weiteren beschrieben wird, welche den Lastwiderstand der Endkonstruktion um bis zu 25% erhöht. Der zweite verlängerte Abschnitt 32 ist konzentrisch zu dem ersten verlängerten Abschnitt 30 und erstreckt sich axial von diesem. Der zweite verlängerte Abschnitt 32 umfasst eine äußere Zylinderoberfläche 36 mit einer radialen Eingriffs- oder Kontaktoberfläche und einer Innengewindebohrung 38. An dem Ende des zweiten verlängerten Abschnitts 32 und konzentrisch dazu ist eine Einführstufe oder Kerbe 39 angeordnet.
Das weibliche Element 22 ist bevorzugt aus Titan hergestellt und definiert eine verlängerte Bohrung mit einer ersten verlängerten kegelstumpfförmigen Bohrung 40 angrenzend an und konzentrisch zu einer zweiten verlängerten umgekehrt kegelstumpfförmigen Bohrung 42. Die erste verlängerte Bohrung 40 umfasst eine Eingangsöffnung 44, die kegelförmig zu einer kleineren Ausgangsöffnung 46 in einem Winkel von ungefähr vier (4°) Grad insgesamt oder ungefähr zwei (2°) Grad pro Seite zuläuft. Die zweite verlängerte Bohrung 42 weist eine Eingangsöffnung 48 auf, die mit der Ausgangsöffnung 46 gekoppelt ist. Die Eingangsöffnung 48 läuft kegelförmig zu einer größeren Ausgangsöffnung 50 in einem Winkel von ungefähr zwanzig (20°) Grad insgesamt oder ungefähr zehn (10°) Grad pro Seite zu. Der Kegel in der ersten verlängerten Bohrung 40 liegt gegenüber zum oder umgekehrt zu dem Kegel in der zweiten verlängerten Bohrung 42. Konzentrisch zu der ersten verlängerten Bohrung 40 und der zweiten verlängerten Bohrung 42 ist eine dritte verlängerte zylindrische Bohrung 52, die eine Führung 54 an der Austrittsöffnung 50 bildet, welche eine Zugangsöffnung für den Bolzen 28 darstellt.
Der Pressring 24 besteht vorzugsweise aus einem weichen, kommerziell reinen Titanlegierungsringelement mit einer inneren zylindrischen Seitenwand 56 und einer äußeren konischen Seitenwand 58. Die innere zylindrische Seitenwand 56 ist zum gleitfähigen und radialen Eingreifen in die externe zylindrische Oberfläche 36 des männlichen Elements 20 ausgebildet, während die externe konische Seitenwand 58 mit einer radialen Eingriffs- oder Kontaktoberfläche zum gleitfähigen und radialen Eingreifen in die zweite verlängerte kegelstumpfförmigen Bohrung 42 des weiblichen Elements 22 ausgebildet ist. Der Pressring 24 ist ein deformierbares Ringelement, welches einsetzbar ist, um auf der inneren zylindrischen Seitenwand 56 verformt zu werden und die externe konische Seitenwand 58 gleitfähig in das männliche Element 20 und das weibliche Element 22 eingreifen, was hier im weiteren diskutiert werden wird.
Die Druckscheibe 26 ist vorzugsweise aus einem Kobaltchrommolybdän hergestellt und umfasst eine innere zylindrische Seitenwand 60, eine äußere zylindrische Seitenwand 62, eine erste ringförmige Oberfläche 64 und eine zweite ringförmige Oberfläche 66. Die innere zylindrische Seitenwand 60 greift gleitfähig in die externe zylindrische Oberfläche 36 des männlichen Elements 20 ein, während die zweite ringförmige Oberfläche 66 in eine ringförmige Oberfläche 68 des Pressrings 24 eingreift. Die externe zylindrische Wand 62 weist einen ausreichenden Durchmesser auf, um dem Pressring 24 ein deformierendes Eingreifen in das Eingreifen in das männliche Element 20 und das weibliche Element 22 zu erlauben, wenn der Pressring 24 gleitfähig entlang der externen zylindrischen Oberfläche 36 eingreift.
Der Bolzen 28 ist vorzugsweise aus einem Titan hergestellt und umfasst einen Kopf 70 und einen Gewindeschaft 72, der über ein Gewinde mit der Gewindebohrung 38 in dem männlichen Element 20 steht. Der Kopf 70 umfasst einen Sechskantantrieb 74 oder einen anderen geeigneten Sitz. Der Kopf 70 umfasst eine kreisrunde planare Unterseite 76, welche in die erste ringförmige Oberfläche 64 der Druckscheibe 26 eingreift.
Unter Bezugnahme auf 4a ist eine zweite bevorzugte Ausführungsform des Pressrings 24' gezeigt. Diesbezüglich werden gleiche Bezugsziffern zum Bezeichnen ähnlicher Strukturen wie hinsichtlich der ersten bevorzugten Ausführungsform des Pressrings 24 beschrieben verwendet. Der in 4a gezeigte Pressring 24' wird anstelle des Nutzens einer Druckscheibe 26 verwendet. Der Pressring 24' umfasst die innere zylindrische Seitenwand 56' und die externe konische Seitenwand 58' wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform. Der Pressring 24' der zweiten bevorzugten Ausführungsform umfasst auch einen ringförmigen Kragen 78, der anstelle der Druckscheibe 26 verwendet wird, mit einer inneren zylindrischen Seitenwand 80 und einer äußeren zylindrischen Seitenwand 82, jede davon konzentrisch mit der inneren zylindrischen Seitenwand 56' ausgeführt. Der Kragen 78 umfasst auch eine ringförmige Oberfläche 84, welche zum Eingreifen durch die Unterseite 76 des Kopfs 70 einsetzbar ist. Durch Bereitstellen einer inneren zylindrischen Seitenwand 80 mit einem größeren Durchmesser als dem der inneren zylindrischen Seitenwand 56' und einer äußeren zylindrischen Seitenwand 52 mit einem kleineren Durchmesser als dem größten Durchmesserabschnitt der äußeren konischen Seitenwand 58', wird sich der Kragen 78 nicht darauf binden und radial verformbar in den Pressring 24' mit dem männlichen Element 20 und dem weiblichen Element 22 eingreifen.
Unter Bezugnahme auf 4b ist eine zweite bevorzugte Ausführungsform des Bolzens 28' gezeigt. Diesbezüglich werden gleiche Bezugsziffern zum Bezeichnen ähnlicher Strukturen wie hinsichtlich der ersten bevorzugten Ausführungsform des Bolzens 28 beschrieben verwendet. Wiederum wird hier der in 4b gezeigte Bolzen 28' konfiguriert, um anstelle des Nutzens einer Druckscheibe 26 verwendet zu werden. Der Bolzen 28' umfasst den Kopf 70', den Gewindeschaft 72' und den Sechskantantrieb 74'. An der Unterseite 76' des Kopfs 70' ist ein ringförmiger Kragen 86 positioniert. Der ringförmige Kragen 86 weist eine innere zylindrische Seitenwand 88 und eine äußere zylindrische Seitenwand 90 auf, die eine ringförmige ringförmige Oberfläche 92 dazwischen bilden. Die innere zylindrische Seitenwand 88 weist einen größeren Durchmesser als die äußere zylindrische Seitenwand 36 auf, während der Durchmesser der äußeren zylindrischen Seitenwand 90 kleiner als der größte Durchmesserabschnitt der äußeren konischen Seitenwand 58 ist. Dies ermöglicht ein Eingreifen der ringförmigen Oberfläche 92 in die ringförmige Oberfläche 68 des Pressrings 24 ohne Binden des männlichen Elements 20 oder des weiblichen Elements 22. Es sollte weiterhin angemerkt sein, dass die Druckscheibe 26 einfach durch Verwenden eines ausreichend bemessenen Pressrings 24 und der ersten bevorzugten Ausführungsform des Bolzens 28 weggelassen werden kann.
Rückbezüglich auf 3 wird nun die Durchführung des Zusammenbauens des kaltverfestigten modularen Komponentenverbinders 18 beschrieben. Zuerst sollte verdeutlicht sein, dass der kaltverfestigte modulare Komponentenverbinder 18 bei verschiedenen modularen orthopädischen Implantaten wie einer Knie-, Hüft- oder Schulterprothese verwendet werden kann, genauso wie bei anderen Einrichtungen mit modularen Komponenten, welche ein Verbinden oder Koppeln der modularen Komponenten erfordern. Zum Beispiel kann das männliche Element 20 einen Teil eines Schafts für eine modulare Hüftprothese bilden, während das weibliche Element 22 den proximalen Abschnitt der modularen Hüftprothese formt. Das männliche Element 20 wird zuerst in das weibliche Element 22 so eingeführt, dass der erste verlängerte Abschnitt 30 radial gerade in die erste verlängerte Bohrung 40 an der mechanisch oder kaltverfestigten toroid- oder wulstförmigen äußeren Oberfläche 34 eingreift. Dieser radiale Eingriff erzeugt einen ersten festen Kontaktpunkt an einer im Wesentlichen vorbestimmten bekannten Stelle, die an einem Ende des modularen Komponentenverbinders 18 liegt.
Der Pressring 24 wird dann durch die zylindrische dritte Bohrung 52 und über die Kerbe 39 geführt, bis die innere zylindrische Seitenwand 56 gleitfähig in die äußere zylindrische Oberfläche 36 eingreift. Wenn die innere zylindrische Seitenwand 56 in die äußere zylindrische Oberfläche 36 eingreift, greift die äußere konische Seitenwand 58 gleitfähig und radial in die zweite verlängerte kegelstumpfförmige Bohrung 42 des weiblichen Elements 22 ein. Die Druckscheibe 26 wird dann durch die zylindrische dritte Bohrung 52 geführt und so oben auf dem Pressring 24 positioniert, dass die zweite ringförmige Oberfläche 66 der Druckscheibe 26 in die ringförmige Oberfläche 68 des Pressrings 24 eingreift. Der Bolzen 28 wird abschließend durch die zylindrische dritte Bohrung 52 geführt, wobei der Schaft 72 verschraubbar in der Gewindebohrung 38 des männlichen Elements 20 aufgenommen wird.
Das männliche Element 20 kann dann eingeschlagen werden, um einen vollständigen Sitz des männlichen Elements 20 in dem weiblichen Element 22 zu erzielen. Beim Festziehen des Bolzens 28 drückt die Unterseite 76 des Kopfs 70 der Druckscheibe 26 in Eingriff mit dem Pressring 24, während der Pressring 24 verformbar um die äußere zylindrische Oberfläche 36 und radial in die verlängerte kegelstumpfförmige Bohrung 42 greift. Dies stellt gleichzeitig den ersten festen Kontaktpunkt 94 an einer ersten Position und einen zweiten festen Kontaktpunkt 96 an einer zweiten Position her. Der erste feste Kontakt 94 begründet eine im Wesentlichen ringförmige oder radiale Kontaktoberfläche im Wesentlichen 306° um die mechanisch oder kaltverfestigte wulstförmige Oberfläche 34 zwischen der wulstförmigen Oberfläche 34 und der ersten verlängerten Bohrung 40. Der zweite feste Kontaktpunkt 96 begründet eine im Wesentlichen ringförmige oder radiale Kontaktoberfläche im Wesentlichen 360° um den Ort herum, wo der Pressring 24 verformbar sowohl in die zylindrische Oberfläche 36 des männlichen Elements 20 und die zweite verlängerte, kegelstumpfförmige Bohrung 42 des weiblichen Elements 22 eingreift.
Der von dem zweiten festen Kontaktpunkt 96 beabstandete oder versetzte erste feste Kontaktpunkt 94, positioniert im Wesentlichen an jedem Ende des kaltverfestigten modularen Komponentenverbinders 18, stellt einen im Wesentlichen stabilen und starken Verbinder 18 her, welcher jede Mikrobewegung im Wesentlichen verringert oder ausschließt. Darüber hinaus umfasst die primäre lasttragende Seite oder der erste feste Kontaktpunkt 94 die mechanisch oder kaltverfestigte wulstförmige Kontaktoberfläche 34, die den Lastwiderstand entlang des Kontaktpunkts 94 erheblich um bis zu 25% erhöht. Weiterhin sollte angemerkt sein, dass das männliche Element 20 nicht das weibliche Element 22 zwischen den beabstandeten ersten und zweiten festen Kontaktpunkten 94 und 96 oder vor dem ersten festen Kontaktpunkt 94 berührt oder in dieses eingreift, wodurch jeder Bereich ausgeschlossen wird, der zu Abnutzung und nachfolgenden Spannungsbrüchen neigen würde.
Das Verfahren zum Formen des kaltverfestigten modularen Komponentenverbinders 18 wird nun unter Bezugnahme auf 3 und 5a bis 5c beschrieben. Das weibliche Element 22 wird durch spanende Formgebung oder Ausbohren der ersten verlängerten Bohrung 40 hergestellt, der zweiten verlängerten Bohrung 42, und der dritten verlängerten Bohrung 52 durch Verwenden eines geeigneten Werkzeugs wie einer CNC-Bohrmaschine. Ist das weibliche Element 22 hergestellt, besteht der erste Schritt des Formens des männlichen Elements Elements 20 im Herstellen eines zylindrischen Titanschaftstücks. Dieses Schaftstück wird in eine herkömmliche Präzisions-CNC-Drehbank eingeführt. Einmal in der Drehbank positioniert, werden der erste verlängerte Abschnitt 30 und der zweite verlängerte Abschnitt 32 in eine Ausgangskonfiguration durch spanende Bearbeitung oder axiales Drehen des zylindrischen Schaftstücks und axiales Ziehen eines Einzahn-Schneidelements entlang des Schafts gebracht. Die äußere zylindrische Oberfläche 36 wird leicht übergroß ausgebildet und die toroide wulstförmige Oberfläche 34 wird anfangs mit einem vorstehenden, halbwulstförmigen oder wulstförmigen Buckel 98 mit einem Radius ausgeformt, welcher zum Erzeugen einer radial veränderlichen Dicke von zwischen ungefähr 0,002 Zoll bis ungefähr 0,006 Zoll und einer axialen Breite von ungefähr 0,200 Zoll um den ersten festen Kontaktpunkt 94 variiert. Die externe zylindrische Oberfläche 36 und die wulstförmige äußere Oberfläche 34 mit dem vorstehenden Buckel 98 werden während der gleichen spanenden Bearbeitung oder dem Schneidprozess ausgebildet, so dass die Oberflächen 34 und 36 konzentrisch zueinander liegen.
Wurde das männliche Element 20 in seine anfängliche Konfiguration gebracht wie in 5a gezeigt, wird die wulst- oder toroidförmige äußere Oberfläche 34 mechanisch oberflächenbehandelt oder durch Kaltbearbeitung kaltverfestigt. Insbesondere wird der vorstehende Buckel 98 mit zwei Walzen oder Rändelrädern 100 mit einem Radius von ungefähr 3,5 Zoll an dem ersten festen Kontaktpunkt 94 gewalzt. Dieses Walzen oder diese Kaltbearbeitung mit den Walzen 100 mechanisch oder kaltverfestigt und formt die wulstförmige Oberfläche 34 in einer ausreichend gehärtete Dicke, welche dadurch den Lastwiderstand entlang des ersten festen Kontaktpunkts 94 durch bis zu 25% über eine nicht mechanisch gehärtete Oberfläche erhöht. Für den Fachmann ist nachvollziehbar, dass auch verschiedene andere mechanische Härtungstechniken an der wulstförmigen Oberfläche 34 ausgeführt werden können, wie Strahlverfestigen oder Präzisionspressen entlang dieser Fläche. Mechanisches oder Kaltverfestigen wurde hier wegen der dicken Oberflächenhärtung, die an der wulstförmigen Oberfläche 34 erzeugt wird, als besonders erfolgreich festgestellt.
Das durch die Walzen 100 ausgeführte Kaltverfestigen verschiebt überschüssiges Material 102 von dem vorstehenden Buckel 98 angrenzend an die Walzen 100 und kann die externe zylindrische Oberfläche 36 verzerren, wie in 5b gezeigt. Um das überschüssige Material 102 zu entfernen, wird das männliche Element 20 spanend bearbeitet oder wieder auf der Präzisionsdrehbank gedreht, wodurch das überschüssige Material 102 entfernt und die überdimensionierte externe zylindrische Oberfläche 36 auf ihre richtige Größe oder endgültige endgültige Präzisionskonfiguration reduzier wird, als auch die Kerbe 39 in dem Ende der externen zylindrischen Oberfläche 36 ausgebildet wird. Das verschobene Material 102 kann, wenn dies gewünscht ist, durch die Drehbank entlang des Pfads 104 wie in 5c gezeigt entfernt werden, welcher das überschüssige Material 102 ausreichend entfernt, jedoch die mechanisch oder kaltverfestigte Oberfläche 34 nicht beseitigt, welche zentriert auf und um den ersten festen Kontaktpunkt 94 herum positioniert sein wird. Die Gewindebohrung 38 wird abschließend in dem Ende des männlichen Elements 20 ausgebildet.
Unter Bezugnahme auf 6 ist der kaltverfestigte modulare Komponentenverbinder 18 aufgenommen in einer modularen Knieprothese 106 gezeigt. Die modulare Knieprothese 106 umfasst eine femurale Komponente 108 und eine tibiale Komponente 110. Die tibiale Komponente 110 nimmt das männliche Element 20 in einer Verlängerung 112 und das weibliche Element 22 in einer tibialen Basis 114 auf. Oben auf der tibialen Basis 114 ist ein tibialer Einsatz 116 angeordnet.
Während eines orthopädischen Eingriffs wird die Verlängerung 112 mit der passenden Länge ausgewählt, welche das männliche Element 20 umfasst. Einmal gewählt, wird die Verlängerung 112 mit der tibialen Basis 114 in Eingriff gebracht, die das weibliche Element 22 beinhaltet. Der Pressring 24 wird dann gleitfähig an der äußeren zylindrischen Oberfläche 36 zwischen dem männlichen Element 20 und dem weiblichen Element 22 in Eingriff gebracht, wobei die Druckscheibe 26 eingreifbar oben auf dem Pressring 24 angeordnet wird. Der tibiale Einsatz 116 wird oben auf der tibialen Basis 114 angeordnet, und der Bolzen 28 wird dadurch hindurchgeführt und verschraubbar mit der Gewindebohrung 38 in Eingriff gebracht, um die drei modularen Komponenten zu befestigen. Die Verwendung des kaltverfestigten modularen Komponentenverbinders 18 kann auch in ein Hüft-, Schulter- oder verschiedene andere orthopädische Implantate zur Verwendung während orthopädischer Eingriffe oder in jedwelchen anderen Einrichtungen aufgenommen werden, welche ein Koppeln modularer Komponenten erfordern.
Unter nunmehr Bezugnahme auf 7 ist ein kaltverfestigter modularer Komponentenverbinder 120 gemäß den Lehren einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Querschnitt gezeigt. Der kaltverfestigte modulare Komponentenverbinder 120 umfasst ein männliches Element 122, ein weibliches Element 124, und einen Montagebolzen 126. Wiederum sind die Komponenten des kaltverfestigten modularen Komponentenverbinders 120 bevorzugt aus einem geeigneten biokompatiblen Material wie Titan, rostfreiem Material wie Titan, rostfreiem Stahl, Titanlegierungen, Kobalt-Chrommolybdänlegierungen etc. hergestellt.
Das männliche Element 122 wird bevorzugt aus Titan hergestellt und umfasst einen ersten zylindrischen Abschnitt 128 und einen zweiten konisch zulaufenden Abschnitt 130 mit einer dazwischen angeordneten Übergangswinkel 132. Der erste zylindrische Abschnitt 128 weist eine äußere spanend bearbeitete zylindrische Oberfläche 134 und der zweite konisch zulaufende Abschnitt 130 eine äußere spanend bearbeitete kegelförmige Oberfläche 136 auf. Der Übergangswinkel 132 wird durch eine leicht gerundete Kante gebildet, wo der kegelförmige Abschnitt 130 in den zylindrischen Abschnitt 128 übergeht. Der Übergangswinkel 132 ist durch Kaltbearbeitung mechanisch oder kaltverfestigt, was im weiteren hier diskutiert werden wird, um den Last- oder Scherwiderstand in diesem Spannungskonzentrationsbereich wesentlich zu erhöhen.
Das männliche Element 122 umfasst weiterhin ein erstes proximales Ende 138 und ein zweites distales Ende 140. Im allgemeinen wird die Länge "L" des zweiten kegelförmigen Abschnitts 130 zwischen dem Übergangswinkel 132 und dem ersten proximalen Ende 138 im Bereich zwischen ungefähr 5 mm bis 50 mm liegen. Der zylindrische Durchmesser "d" des ersten proximalen Endes 138 wird im allgemeinen im Bereich zwischen ungefähr 5 mm bis 30 mm liegen. Der Winkel "a" des kegelförmigen Abschnitts 130 wird im allgemeinen in einem Bereich zwischen ungefähr 0,5° bis 5,0° pro Seite oder 1,0° bis 10,0° insgesamt liegen. Das erste proximale Ende 138 definiert auch eine mit Gewinde versehene Innenbohrung 144, welche zum verschraubbaren Aufnehmen des Montagebolzens 126 dient.
Das weibliche Element 120 wird bevorzugt auch aus Titan hergestellt und definiert eine dadurch hindurchführende verlängerte Bohrung mit einer ersten verlängerten kegelstumpfförmigen Bohrung 146 angrenzend und konzentrisch mit einer zweiten verlängerten zylindrischen Bohrung 148, die zum Aufnehmen des Montagebolzens 126 dient. Die erste kegelstumpfförmige Bohrung 146 umfasst eine Eingangsöffnung 150, die kegelförmig in einem im Wesentlichen kongruent mit dem kegelförmigen Abschnitt 130 des männlichen Elements 122 verlaufenden Winkel zu einem Anschluss oder einer Austrittsöffnung 152 zuläuft. Die zweite verlängerte Bohrung 148 umfasst auch eine Eintrittsöffnung 154 und eine Austrittsöffnung 156. Die zweite verlängerte Bohrung 148 wird durch eine erste zylindrische Bohrung 158 und eine zweite zylindrische Bohrung 160 mit einer dazwischen angeordneten ringförmigen Schulter 162 definiert. Die erste zylindrische Bohrung 158 dient zum Aufnehmen eines Kopfs Bohrung 158 dient zum Aufnehmen eines Kopfs 164 des Montagebolzens 126 und die zweite zylindrische Bohrung 160 dient zum gleitfähigen Aufnehmen eines Gewindeschafts 166 des Montagebolzens 126.
Die Durchführung des Zusammenbauens des kaltverfestigten modularen Komponentenverbinders 120 wird nun beschrieben. Als erstes sollte wiederum herausgestellt werden, dass der kaltverfestigte modulare Komponentenverbinder 120 bei verschiedenen modularen orthopädischen Implantaten wie der modularen Knieprothese 106 wie in 6 gezeigt, oder jedwelchen anderen Prothesen oder Einrichtungen mit modularen Komponenten verwenden werden kann, welche ein Verbinden oder Koppeln von modularen Komponenten erfordern. Zum Beispiel kann hier wiederum das männliche Element 122 ein Teil eines Schafts für eine modulare Hüftprothese bilden, während das weibliche Element 124 den proximalen Abschnitt der modularen Hüftprothese formen kann.
Das männliche Element 122 wird zunächst in das weibliche Element 124 so eingeführt, dass der erste kegelförmige Abschnitt 130 des männlichen Elements 122 kongruent in die erste kegelstumpfförmige Bohrung 146 passt oder in diese eingreift, welche durch eine kegelförmige innere Seitenwand 168 definiert wird. Durch den vollständig in die Bohrung 146 eingreifenden kegelförmigen Abschnitt 130 verriegelt die äußere spanend bearbeitete Oberfläche 136 reibschlüssig die innere Seitenwand 168, wenn das erste proximale Ende 138 nahe dem Anschlussende 152 der Bohrung 146 positioniert wird. Das männliche Element 122 kann dann mit einem geeigneten Werkzeug eingeschlagen werden, um das männliche Element 122 in vollständigem Sitz in dem weiblichen Element 124 zu bringen.
Einmal vollständig festsitzend wird der Übergangswinkel 132 einwärts von der Eintrittsöffnung 150 an einem Spannungskonzentrationspunkt oder -bereich 170 positioniert. Der zylindrische Abschnitt 134 erstreckt sich dann aus der Eintrittsöffnung 150 mit einem Durchmesser heraus, welcher kleiner ist als der Durchmesser der Eintrittsöffnung 150, wie deutlich in 7 gezeigt ist. Der Montagebolzen 126 wird dann gleitfähig durch die zweite verlängerte Bohrung 148 und verschraubbar in der Gewindebohrung 144 aufgenommen. Während der Gewindeschaft 166 verschraubbar in die Gewindebohrung 144 eingreift, kommt der Kopf 164 des Gewindebolzens 126 auf der ringförmigen Schulter oder dem Anschlag 162 innerhalb der Bohrung 158 zur Anlage. Der Kopf 164 kann unter Verwenden eines Sechskantmitnehmers oder anderer geeigneter Antriebsmechanismen eingeführt werden. Alternativ dazu kann der Montagebolzen 126 auch weggelassen werden, da das männliche Element 122 Element 122 reibschlüssig mit dem weiblichen Element 124 verriegelt wird. Durch den Übergangswinkel 132, der durch Kaltbearbeitung mechanisch oder kaltverfestigt ist, wird der Last- oder Scherwiderstand des männlichen Elements 122 entlang des Spannungskonzentrationspunkts 170 um wenigstens 25% im Vergleich zu einem nicht kaltverfestigten männlichen Element 122 erhöht.
Das Verfahren zum Formen des kaltverfestigten modularen Komponentenverbinders 120 wird nun unter Bezugnahme auf die 8 bis 10 beschrieben. Das weibliche Element 124 wird zuerst durch spanende Bearbeitung oder Ausbohren der ersten kegelstumpfförmigen verlängerten Bohrung 146 und der zweiten verlängerten Bohrung 148 durch Benutzen eines geeigneten Werkzeugs wie einer CNC-Bohrmaschine ausgebildet. Ist das weibliche Element 124 ausgeformt, besteht der erste Schritt zum Herstellen des männlichen Elements 122 im Bereitstellen eines zylindrischen Titanschaftstücks. Dieses Schaftstück wird in eine herkömmliche Präzisions-CNC-Drehbank eingeführt. Einmal in der Drehbank positioniert, werden der erste zylindrische Abschnitt 134 und der zweite kegelförmige Abschnitt 136 durch spanende Bearbeitung oder axiales Drehen des zylindrischen Schaftstücks und axiales Ziehen eines Einzahn-Schneidelements entlang dieses Schafts ausgebildet.
Der kegelförmige Abschnitt 136 wird leicht übergroß um ungefähr 0,006 Zoll entlang der gesamten Länge L des kegelförmigen Abschnitts 136 gedreht. Zusätzlich ist ein toroider wulstförmiger Buckel 172 an dem Übergangswinkel 132 ausgebildet. Der wulstförmige Buckel 172 ist an dem Übergangswinkel 132 mit annähernd 0,1 Zoll auf jeder Seite der Mitte des Übergangswinkels 132 zentriert und sieht eine Dicke oder Höhe des wulstiförmigen Buckels 172 von ungefähr 0,015 Zoll vor, bezeichnet durch Bezugsziffer 173, und einen Radius von ungefähr 0,32 Zoll, bezeichnet durch Bezugsziffer 174 wie deutlich in 8b gezeigt ist. Der Radius 174 liefert dadurch die verschobene Dicke 173 von ungefähr 0,015 Zoll und eine axiale Breite von ungefähr 0,200 Zoll, die an dem Übergangswinkel 132 zum Formen der wulstförmigen Oberfläche 176 zentriert ist. Es soll angemerkt werden, dass der zylindrische Abschnitt 128 und der kegelförmige Abschnitt 130 entlang der wulstförmigen äußeren Oberfläche 176 während der gleichen spanenden Bearbeitung oder dem Drehprozess in eine anfängliche Konfiguration gebracht werden, so dass jeder Abschnitt im Wesentlichen konzentrisch zu dem anderen ist.
Ist der kegelförmige Bereich 130 leicht übergroß entlang des wulstförmigen Buckels 172 ausgebildet, wird der wulstförmige Buckel 172 durch Kaltbearbeitung kaltverfestigt. Die Kaltbearbeitung wird durch 3 (drei) Walzen 178 durchgeführt, die in einer Futter-Klemmbacke über den Umfang des männlichen Elements 122 verteilt angeordnet sind. Wie in 9a gezeigt, umfasst jede Walze 178 einen zylindrischen Planierbereich 180 und einen winkligen oder kegelförmigen Bereich 182, von denen jeder im Wesentlichen kongruent mit dem männlichen Element 122 mit einem dazwischen angeordneten Übergangswinkel 184 verläuft. Der wulstförmige Buckel 172 wird in der Größe durch Drücken der 3 (drei) Walzen 178 in den wulstförmigen Buckel 172 verringert, während das männliche Element 122 rotiert und wobei die Walzen 178 drehbar in das männliche Element 122 eingreifen.
Das den wulstförmigen Buckel 172 bildende Material wird in den Übergangswinkel 132 verschoben, wodurch der an dem Übergangswinkel 132 angeordnete Spannungskonzentrationsbereich kaltverfestigt wird. Die Kaltbearbeitung mit den Walzen 178 kaltverfestigt und formt den wulstförmigen Bereich 172 zum Herstellen eines ausreichend dicken kaltverfestigten Bereichs, wodurch der Last- oder Scherwiderstand entlang dieses Spannungskonzentrationspunkts um wenigstens 25% über den einer nicht kaltverfestigten Einrichtung erhöht wird. Hier sollte wiederum angemerkt sein, dass auch verschiedene andere mechanische oder kaltverfestigende Techniken in diesen Bereich durchgeführt werden können.
Nach Ausführen des Kaltverfestigens durch die Walzen 178 sind leichte Oberflächenunregelmäßigkeiten an jedem Ende der Walzen 178 entstanden, welche die äußeren zylindrischen Oberflächen 134 und 136 stören können, wie an den Punkten 186 und 188 gezeigt. Zusätzlich können die Übergangswinkel 132 auch Oberflächenunregelmäßigkeiten aufgrund zu intensiven Kaltbearbeitens in diesen Bereich aufweisen, welches auf den wulstförmigen Buckel 172 in diesem Bereich einwirkt, bezeichnet durch Punkt 190. Zum Erzielen einer abschließenden Präzisionskonfiguration werden die Oberflächenunregelmäßigkeiten 186, 188 und 190 spanend bearbeitet oder unter Verwenden eines Einzahn-Schneidelements 192 auf der CNC-Drehbank entfernt. Das Schneidelement 192 entfernt die Oberflächenunregelmäßigkeit 186, formt den Übergangswinkel 132 durch Entfernen der Oberflächenunregelmäßigkeit 190, und entfernt auch das übergroße Material von ungefähr 0,006 Zoll entlang der gesamten Länge L des kegelförmigen Abschnitts 130, wodurch die Oberflächenunregelmäßigkeit 188 entfernt wird.
Durch alleiniges Entfernen einer sehr dünnen Schicht von dem Übergangswinkel 132 wird der Hauptteil der kaltverfestigten Dicke nicht entfernt, wodurch die Festigkeit in dem Winkel 132 um wenigstens 25% gesteigert wird. Es sollte weiterhin angemerkt sein, dass der wulstförmige Buckel 172 an jedem anderen Punkt ausgebildet sein kann, an dem eine Spannungskonzentration auftritt, und in ähnlicher Weise wie vorstehend beschrieben zum Erhöhen der Festigkeit in dem Spannungskonzentrationsbereich oder dem Punkt kaltverfestigt sein kann. Zudem kann der gesamte kegelförmige Bereich 130 zum Herstellen erweiterter Festigkeit entlang des gesamten kegelförmigen Abschnitts 130 kaltbearbeitet sein. Jedoch würde dies eine größere Ausrüstung und sehr viel höhere Kräfte erfordern, um diesen erweiterten Bereich kalt zu verfestigen. Ist die abschließende Präzisionskonfiguration spanend bearbeitet, wird abschließend die mit Gewinde versehen innere Bohrung 144 in dem männlichen Element 122 angebracht.
Die vorstehende Diskussion offenbart und beschreibt lediglich beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Der Fachmann wird ohne weiteres aus solch einer Erörterung und aus den beigefügten Zeichnungen und Ansprüchen entnehmen, dass verschiedene Änderungen, Abänderungen und Variationen darin durchgeführt werden können, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, welcher durch die angefügten Ansprüche definiert wird.

Claims

Ein Verfahren zum Formen eines kaltverfestigten modularen Komponentenverbinders (120) zur Verwendung in der orthopädischen Chirurgie, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: – Umarbeiten eines ersten Verbindungselements (122), welches einen Teil einer orthopädischen Prothese formt, in eine Anfangsstruktur, welche einen übergroßen Bereich (172) mit einer ersten Größe (173) an einem Spannungskonzentrationsbereich besitzt; – Kaltverfestigen mindestens eines Teils des übergroßen Bereichs des ersten Verbindungselements (122) durch Zusammenpressen des übergroßen Bereichs auf eine zweite Größe; und – Umarbeiten des im wesentlichen gesamten zusammengepressten Bereichs des ersten Verbindungselements (122) in eine endgültige Präzisionsstruktur.
Ein Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Kaltverfestigens des übergroßen Bereichs des ersten Verbindungselements des weiteren den Schritt des Formens des übergroßen Bereichs in ein Übergangseck durch Kaltwalzen des übergroßen Bereichs umfasst.
Ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schritt des Umarbeitens des ersten Verbindungselements in eine Anfangsstruktur mit einem übergroßen Bereich des weiteren den Schritt des Anordnens mindestens eines Teils des übergroßen Bereichs an einem Spannungskonzentrationspunkt an dem ersten Verbindungselement umfasst.
Ein Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Schritt des Umarbeitens des ersten Verbindungselements in die Anfangsstruktur mit dem übergroßen Bereich des weiteren den Schritt des Bearbeitens eines wulstigen Buckels an dem Spannungskonzentrationspunkt umfasst.
Ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Umarbeitens des ersten Verbindungselements in eine Anfangsstruktur mit einem übergroßen Bereich des weiteren den Schritt des Formens eines ersten zylindrischen Abschnitts (128) und eines zweiten schrägen Abschnitts (130) mit einem dazwischen angeordneten wulstigen Buckel (172) umfasst.
Ein Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Schritt des Bearbeitens des ersten zylindrischen Abschnitts und des zweiten schrägen Abschnitts des weiteren den Schritt des Bearbeitens des wulstigen Buckels an einem Übergangsbereich zwischen dem ersten zylindrischen Abschnitt und dem zweiten schrägen Abschnitt umfasst.
Ein Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt des Kaltverfestigens des mindestens einen Teils des übergroßen Bereichs des weiteren den Schritt des Kaltverfestigens des an einem Übergangsbereich geformten wulstigen Buckels umfasst.
Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei der Schritt des Kaltverfestigens des mindestens einen Teils des übergroßen Bereichs des weiteren den Schritt der Kaltbearbeitung des wulstigen Buckels umfasst.
Ein Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Umarbeitens des Elements in eine endgültige Präzisionsstruktur des weiteren den Schritt des Bearbeitens jeglicher Oberflächenunregelmäßigkeiten umfasst, welche durch Kaltbearbeitung des wulstigen Buckels entstehen.
Ein Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt des Umarbeitens des ersten Verbindungselements in eine endgültige Präzisionsstruktur des weiteren den Schritt des Entfernens jeglicher Oberflächenunebenheiten umfasst, welche durch Kaltwalzen des wulstigen Buckels entstehen, indem das erste Verbindungselement auf einer Drehmaschine (192) gedreht wird.
Ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, des weiteren umfassend den Schritt des Bearbeitens eines Buchsenelements (124) mit einer Bohrung, welche zur Aufnahme des ersten Verbindungselements dient.