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Technisches
Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung gehört
in das Gebiet der Schneid- und Fräswerkzeuge für Knochen
zur Formgebung von Knochenhöhlungen
während
orthopädischen
chirurgischen Eingriffen.
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Hintergrund
der Technik
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Die
Erfindung lässt
sich insbesondere, jedoch nicht ausschliesslich, auf dem Gebiet
des Ausarbeitens von Höhlungen
(Acetabulae) am Hüftgelenk
im Becken zu einer gewünschten
Form zum Einsetzen einer Acetabularschale anwenden. Daher wird der
technische Hintergrund der Erfindung mit besonderer Bezugnahme auf
Schneidwerkzeuge oder Fräsen
zur Formgebung von Acetabularhöhlungen und
den Problemen beschrieben, die bei der Anwendung von Schneidwerkzeugen
des Standes der Technik auftreten. Eine bevorzugte Ausführungsform des
erfindungsgemässen
Fräswerkzeuges
ist insbesondere in Verbindung mit den Acetabularschalen nützlich,
die im Dokument WO 95/17140 beschrieben sind. Die Erfindung kann
jedoch auch in Verbindung mit der Formgebung anderer Höhlungen
zum Einsetzen von Komponenten künstlicher
Gelenkprothesen verwendet werden.
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Eine übliche Ausführungsform
einer Fräse zur
Formgebung von Knochenhöhlungen
weist einen Schneidkopf auf, der beim Gebrauch um eine Drehachse
rotiert, um Material aus der Höhlung
zu entfernen, und dieser Schneidkopf wird von einer vollständig halbkugeligen
Wandung gebildet, die eine im wesentlichen geschlossene innere Kammer
definiert. Eine Mehrzahl relativ kleiner, nach aussen vorstehender
und schalenförmiger
Schneidelemente, von denen jedes eine kleine Schneidkante definiert,
sind in der halbkugelförmigen
Wandung ausgestanzt oder auf andere Weise eingeformt. Diese Ausbildung
wird normalerweise als "Käseraspel" bezeichnet. Jedes Schneidelement
bildet einen engen Durchgang vom Äusseren der halbkugelförmigen Oberfläche in die Innenkammer
des Schneidkopfes. Um unerwünschte Störerscheinungen
während
des Fräsens
zu vermeiden, bilden die Schneidelemente normalerweise eine unsymmetrisch
angeordnete Verteilung über
die halbkugelförmige
Oberfläche.
Insbesondere können die
Schneidelemente bei Betrachtung in Richtung der Drehachse entlang
einer Spirale verteilt sein.
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Ein
Nachteil dieser üblichen
Arten von Fräsen,
welche einen im wesentlichen geschlossenen Aufbau sowie eine Mehrzahl
kleiner schalenförmiger Schneidelemente
besitzen, ist derjenige, dass loses abgetragenes Material (Späne) am Ort
der Fräsbearbeitung
anwesend sind. Dies beruht auf der im wesentlichen geschlossenen
Ausbildung des Schneidkopfes und auf der Tatsache, dass die schalenförmigen Schneidelemente
nur enge Durchgänge
für das abgetragene
Material bilden. Die Gegenwart von losem Material am Bearbeitungsort
kann zu einer ungenauen Vorbereitung der Höhlung führen, wodurch unerwünschte Spalten
zwischen der Fläche
der ausgearbeiteten Höhlung
und der danach eingesetzten Acetabularschale verbleiben. Ein Knochenwachstum kann
einen solchen Spalt nicht überbrücken, so
dass ein Teil der Schalenfläche
zu weit vom Knochen entfernt ist, um eine korrekte Verbindung zur
erzeugen. Es ergibt sich, dass eine optimale Befestigung der Schale
nicht möglich
ist, insbesondere im Falle nicht einzementierter Prothesenkomponenten,
bei denen solche Spalten die kurzzeitige und die langzeitige Stabilität vermindern
können.
Weiterhin verstopft loses Material die Fräse, und es wird eine unerwünscht grosse
Wärme im
Knochengewebe erzeugt, welche die Lebensfähigkeit des Knochengewebes
beeinträchtigen
und auf diese Weise die Fähigkeit
vermindern kann, neues Knochengewebe zu bilden. Die Bildung neuen
Knochengewebes ist zur Erzielung einer Osteointegration wesentlich.
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Ein
weiterer Nachteil dieser bekannten Fräse ist derjenige, dass der
Fräsvorgang,
der von den relativ kleinen, schalenförmigen Schneidelementen bewirkt
wird, keine glatte Höhlungsoberfläche ergibt.
An deren Stelle erzeugt jedes schalenförmige Schneidelement über den
Umfang gerichtete "Makro"-Vertiefungen in
der Oberfläche
der Höhlung
im Verlaufe des Fräsvorganges.
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Ein
weitere Nachteil dieses üblichen
Fräswerkzeuges
ist derjenige, dass die asymmetrische Verteilung der Schneidelemente
ein unerwünschtes "Vibrieren" des Fräswerkzeuges
während
dessen Rotation hervorrufen kann. Insbesondere ergibt sich aus der
Tatsache, dass die Schneidelemente nicht symmetrisch über der
halbkugelförmigen
Oberfläche angeordnet
sind, die Erscheinung, dass an jedem Schneidpunkt Gegenkräfte erzeugt
werden und insgesamt zu einer Situation führen können, bei der der Schneidkopf
ungleichförmig
belastet wird. Die resultierende Belastung, die auf den Schneidkopf
einwirkt, kann daher die Rotationsachse verschieben und/oder neigen,
wodurch die Höhlung
eine unerwünschte
Form erhält,
beispielsweise mit einem elliptischen Querschnitt.
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Der
oben erwähnte
Nachteil der Bildung von umfangsmässig gerichteten Rillen kann
dadurch vermindert werden, dass man die relativ kleinen, schalenförmigen Schneidelemente
durch längere
Schneidelemente ersetzt, die sich in im wesentli chen radialen Ebenen
entlang der halbkugelförmigen
Oberfläche
erstrecken, wie in der Patentschrift US-4'131'116 gezeigt
ist. Dieses Dokument beschreibt eine Knochenfräse zur Formgebung einer Knochenhöhlung, beispielsweise
einer Höhlung
in der Hüfte,
welche einen Schneidkopf aufweist, der am Ende einer drehend angetriebenen
Welle angeordnet ist und einen vollständig halbkugelförmigen Bereich
mit einer praktisch geschlossenen äusseren Oberfläche aufweist. Der
halbkugelförmige
Bereich definiert eine im wesentlichen geschlossene, hohle innere
Kammer und ist mit einer Anzahl von Schlitzen versehen, die die Aussenfläche mit
der inneren Kammer verbindet. Eine Schneidkante, die leicht über die
halbkugelförmige
Fläche
vorsteht, befindet sich an jedem Schlitz zwecks Bewegung von Knochenmaterial
aus der Einsatzhöhlung
in die innere Kammer. Bei der beschriebenen Ausführungsform erstreckt sich eine
Schneidkante hinter dem Polbereich, d.h. dem Punkt, an dem die Rotationsachse
die halbkugelförmige
Fläche schneidet,
so dass auch der Grund der Höhlung
ausgearbeitet werden kann.
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Es
sind elastische Schnellspannmittel zum Einspannen und Abnehmen des
Schneidkopfes und der Welle vorhanden. Ein zylindrischer Bereich,
der an die Basis des halbkugelförmigen
Bereiches angeformt ist, dient zur Begrenzung einer Bewegung der genannten
elastischen Mittel zum schnellen Abnehmen nach aussen.
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Das
Dokument des Standes der Technik beschreibt ebenfalls ein übliches
Fräsverfahren,
wobei man mit einem Schneidkopf von geringerem Durchmesser beginnt
und die Grösse
des Schneidkopfes stufenweise bis zum Radius der Höhlung steigert.
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Ein
Nachteil der Ausbildung, die im Dokument US-4'131'116
geoffenbart ist, besteht darin, dass ein unerwünschter "Ab fangeffekt" oder "Einfresseffekt" zwischen dem Schneidwerkzeug und der Wandung
der Höhlung
auftreten kann, insbesondere jedesmal, wenn der Durchmesser des
Schneidkopfes vergrössert
wird.
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Ein
weiterer Nachteil von Schneidköpfen
in Form einer vollen kugelförmigen
Kuppel ist derjenige, dass es schwierig ist, das Fräswerkzeug
präzise
entlang der vorgesehenen Rotationsachse zu führen, ohne dass der sich einarbeitende
Schneidkopf in der erzeugten Höhlung
geneigt wird.
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Das
Dokument EP-0'508'710 A1 offenbart ein
Fräswerkzeug
mit einer offenen Struktur anstelle einer vollständig kugelförmigen Kuppel. Das Fräswerkzeug
weist einen Fräskopf
mit mehreren, um die Längsachse
im Abstand angeordneten Wänden
und spitzen Kanten auf diesen Wänden
zum Endringen in den Knochen auf. Fräskanten, die mit den spitzen Kanten
verbunden sind, erstrecken sich in Längsrichtung von den spitzen
Kanten, um einen zylindrischen Durchgang auszufräsen.
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Es
ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Fräswerkzeug zu schaffen, mit
welchem die Formgebung oder die Vorbereitung einer Knochenhöhlung mit
grösserer
Genauigkeit ausgeführt
werden kann.
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Ein
spezifisches Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Fräswerkzeuges,
bei welchem der oben beschriebene "Abfangeffekt" eliminiert oder mindestens stark vermindert
wird.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fräswerkzeug anzugeben, welches
das oben angesprochene Problem von abgelöstem Material, welches an der
Schneidstelle zwischen dem Fräswerkzeug
und der Knochenhöhlung
anwesend ist, vermeidet oder mindestens stark vermindert.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Fräswerkzeuges,
mit welchem eine glatte Innenfläche
der Höhlung
erzielt werden kann.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fräswerkzeug zu schaffen, welches
im Verlaufe des Fräsvorganges
leichter entlang einer vorbestimmten Rotationsachse geführt werden
kann, um eine Abweichung des Fräswerkzeuges
von der genannten Achse zu vermeiden.
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Ausserdem
ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Implantieren
einer Prothesenkomponente in einer Knochenhöhlung zu schaffen, durch welches
die Formgebung oder Vorbereitung der Knochenhöhlung genauer vorgenommen werden
kann, und ein Ausrüstungssatz
zur Verwendung eines solchen Verfahrens zu schaffen.
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Beschreibung
der Erfindung
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Demgemäss weist
ein erfindungsgemässes Fräswerkzeug
zur Formgebung einer Knochenhöhlung,
beispielsweise einer Acetabularhöhlung
(Acetabulum), einen Schneidkopf mit einem oberen Bereich, der bei
der Verwendung gegen die Knochenhöhlung gerichtet ist, und mit
einem Grundbereich auf, der sich im axialen Abstand vom oberen Bereich entlang
einer Rotationsachse des Schneidkopfes befindet. Der Schneidkopf
ist mit Schneidmitteln versehen, die bei der Rotation des Schneidkopfes
um die Rotationsachse Material aus der Höhlung abtragen. Das erfindungsgemässe Fräswerkzeug
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidmittel eine Anzahl relativ
langer Hauptschneidkanten aufweisen, die sich in einer Richtung
vom Grundbereich bis zum oberen Bereich erstrecken, und eine Anzahl,
die grösser
ist als die genannte Anzahl von Hauptschneidkanten, von relativ
kurzen Randschneidkanten, die sich am Grundbereich des Schneidkop fes befinden
und in Intervallen mit Winkelabstand rund um die genannte Rotationsachse
verteilt sind.
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Das
erfindungsgemässe
Fräswerkzeug
ermöglicht
es, eine genauere Formgebung und ein genaueres Fräsen der
Knochenhöhlung
auszuführen im
Vergleich mit den vorbekannten Fräswerkzeugen oder Knochenschneidgeräten. Durch
die Anordnung einer grösseren
Anzahl von Schneidkanten über
den Umfang als im oberen Bereich wird die Belastung bzw. der Druck
auf die Randschneidkanten im Vergleich mit der Belastung auf die
Hauptschneidkanten vermindert. Die verminderte Belastung auf die
Randschneidkanten vermindert das oben genannte "Einfressen", während
die Belastung auf die Hauptschneidkanten auf einem ausreichend hohen
Niveau gehalten werden kann, um eine saubere Schneidarbeit auszuführen. Ebenfalls
wird die Schwierigkeit vermindert, die auf der Anwesenheit von abgetragenem
Material in der Schneidzone beruht. Dies gründet sich auf der Tatsache,
dass die Anzahl der Hauptschneidkanten im Oberbereich derart begrenzt
werden kann, dass das abgetragene Material wirkungsvoll in den Bereichen
zwischen den Hauptschneidkanten abgeführt werden kann. Das erfindungsgemässe Fräswerkzeug
ist ebenfalls gegenüber
dem erstgenannten Fräswerkzeug
vorteilhaft, welches Schneidkanten in Form kleiner Schalen enthält. Beim erfindungsgemässen Fräswerkzeug
folgt jede der genannten Hauptschneidkanten der Krümmung der Knochenhöhlung, so
dass keine Schneidrillen erzeugt werden.
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Gemäss einer
bevorzugten Ausführungsform
wird jede der Hauptschneidkanten von einem entsprechenden Steg gebildet,
der sich zwischen dem Oberbereich und dem Grundbereich des Schneidkopfes
befindet und diese verbindet. In den Bereichen zwischen benachbarten
Stegen sind Öffnungen
zur Aufnahme und zur Führung
des abgetragenen Materials in eine Innenkammer des Schneidkopfes
vorgesehen. Der Schneidkopf zeigt demgemäss eine im wesentlichen käfigartige,
im Grunde offene Struktur. In diesem Zusammenhang sollte betont
werden, dass das Fräswerkzeug
ebenfalls mit einer einzigen Hauptschneidkante arbeiten könnte.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
beträgt
die Anzahl von Randschneidkanten mindestens das Doppelte der Anzahl
der Hauptschneidkanten. Wenn die Anzahl der Randschneidkanten ein
ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Hauptschneidkanten beträgt, ist
es möglich,
die Randschneidkanten gegenüber
den Hauptschneidkanten gleichmässig
zu verteilen. Im Geltungsbereich der Erfindung können jedoch diese beiden Zahlen
und deren gegenseitiges Verhältnis
in weiten Grenzen schwanken.
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Um
Störungserscheinungen
im Verlaufe der Fräsarbeit
zu vermeiden, können
die Hauptschneidkanten "gerippt" sein. Dies bedeutet,
dass mindestens einige der Hauptschneidkanten durch Kerben oder äquivalente
Mittel in kürzere
Schneidkantenbereiche aufgeteilt werden können, und dass diese Kerben
bei benachbarten Hauptschneidkanten ein unterschiedliches Muster
bilden. Der Zweck des "Rippens" der Hauptschneidkanten
ist es, sicher zu stellen, dass jede Hauptschneidkante bei der Fräsarbeit
stets im richtigen Kontakt mit der Pfannenoberfläche bleibt. Wenn die Kanten
nicht gerippt sind, besteht die Gefahr, dass die Kanten auf der
Pfannenfläche "springen", was zu unerwünschten
Störungserscheinungen
führen
kann.
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Eine
andere Möglichkeit,
Störungserscheinungen
zu verhindern, ist es, die Hauptschneidkanten und/oder die Randschneidkanten
nach einem asymmetrischen Muster um die Rotationsachse herum anzuordnen,
d.h. mit unterschiedlichen Winkelabständen zwischen den Schneidkanten.
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Es
wird bevorzugt, dass der Schneidkopf einen Bereich aufweist, welcher
die Form einer verkürzten
Kuppel aufweist, wobei deren Polgebiet den Oberbereich des Schneidkopfes
definiert und sich sämtliche
Hauptschneidkanten in einer Richtung vom Grundbereich der Kuppel
gegen die Polregion der Kuppel erstrecken. Diese Ausführungsform
ist daher von Vorteil, weil nun ein zylindrischer Eingangsbereich
in der Gelenkpfanne eingeformt werden kann, ohne die Tiefe der eingeformten
Höhlung
auf unannehmbare Weise zu erhöhen.
Der Zweck eines solchen zylindrischen Eingangsbereiches soll im
Folgenden erläutert
werden. Bei einer besonders bevorzugten Variante dieser Ausführungsform
ist der Schneidkopf weiterhin mit einem zylindrischen Grundbereich
versehen, der mit einem solchen verkürzten Kuppelbereich verbunden
ist. Im Verlaufe der Formgebung der Knochenpfanne wird der kuppelförmige Bereich
des Schneidkopfes vollständig
in der Gelenkpfanne so weit eintreten, dass von den genannten Schneidmitteln
der besagte zylindrische Eintrittsbereich in die Pfanne eingeformt
wird, und dadurch dringt der zylindrische Bereich des Schneidkopfes
mindestens zum Teil in den besagten zylindrischen Eintrittsbereich
der Gelenkpfanne ein. Es ergibt sich, dass der zylindrische Bereich
des Schneidkopfes im Verlaufe der Fräsarbeit von der Gelenkpfanne
wirkungsvoll. geführt
und zentriert wird, wobei ein unbeabsichtigtes Neigen des Schneidkopfes
vermieden oder zumindest im wesentlichen begrenzt wird.
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Ein
erfindungsgemässes
Verfahren zur Implantation einer Prothesenkomponente in eine Knochenpfanne,
beispielsweise eine Acetabularhöhlung (Acetabulum),
besteht darin, dass die Gelenkpfanne zum Einsetzen der Prothesenkomponente
in eine gewünschte
Form gebracht wird und sodann die Prothesenkomponente in die Gelenkpfanne
eingesetzt wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass
die Formgebung der Gelenkpfanne durch Verwendung eines Rotations-Fräswerkzeuges
mit einem Schneidkopf vorgenommen wird, der einen Oberbereich mit
Schneidmitteln zum Abtragen von Material aus der genannten Knochenpfanne
und einem zylindrischen Grundbereich besteht, und dass bei der Formgebung
der Knochenpfanne der Oberbereich des Schneidkopfes vollständig in
die Gelenkpfanne so weit eintritt, dass sich ein zylindrischer Eintrittsbereich
in der Pfanne durch die genannten Schneidmittel bildet und dass
dadurch der zylindrische Bereich des Schneidkopfes mindestens zum
Teil in den genannten zylindrischen Eintrittsbereich der Pfanne eintritt.
Als Ergebnis wird gefunden, dass der zylindrische Bereich des Schneidkopfes
wirksam durch den zylindrischen Bereich der Pfannenwandung geführt und
zentriert wird, so dass eine ungewollte Neigung des Schneidkopfes
im Verlaufe der Fräsarbeit vermieden
oder zumindest vermindert wird.
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Nach
einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Fräswerkzeug zur Formgebung einer
Gelenkpfanne angegeben, beispielsweise einer Acetabularhöhlung, welches
einen Schneidkopf mit einem Oberbereich aufweist, der bei der Verwendung
gegen die Gelenkpfanne gerichtet wird, und einem Grundbereich, der
entlang einer Rotationsachse des Schneidkopfes axial im Abstand
angeordnet ist, wobei der genannte Schneidkopf mit Schneidmitteln zum
Abtragen von Material aus der Gelenkpfanne während der Rotation des Schneidkopfes
um die Rotationsachse versehen ist. Das Fräswerkzeug ist dadurch gekennzeichnet,
dass die genannten Schneidmittel eine Anzahl von relativ langen
Hauptschneidkanten aufweisen, die sich jeweils in einer Richtung vom
Grundbereich zum Oberbereich erstrecken, und dass der Grundbereich
des Schneidkopfes eine zylindrische äussere Umfangsfläche aufweist,
die zur Rotationsachse konzentrisch und zu ihr parallel ist, wobei
die zylindrische äussere
Umfangsfläche
bei der Verwendung des Fräswerkzeuges
mindestens zum Teil in die Pfanne eintritt und dabei zwecks Verminderung
einer ungewollten Neigung der Rotationsachse geführt wird.
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Die
oben genannten und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung finden
sich in den Ansprüchen
und gehen aus der folgenden Einzelbeschreibung einer beispielsweisen
Ausführungsform
eines Fräswerkzeuges
der Erfindung hervor.
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Kurbeschreibung
der Zeichnungen
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1 bis 7 zeigen
ein Fräswerkzeug gemäss einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, worin darstellen:
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1 eine
Seitenansicht;
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2 eine
Draufsicht;
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3 eine
Unteransicht;
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4 eine
perspektivische Draufsicht;
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5 eine
perspektivische Unteransicht;
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6 ein
Querschnitt entlang der Linie VI-VI in 2;
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7 eine
vergrösserte
Draufsicht des Fräswerkzeuges,
das in 2 gezeigt ist; und
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8 eine
schematische perspektivische Ansicht, die die Verwendung des Fräswerkzeuges gemäss 1–7 zur
Formgebung einer Acetabularpfanne zeigt.
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Einzelbeschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform
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In 1 bis 7,
in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind,
ist ein Fräswerkzeug
bzw. Schneidkopf 10 in Übereinstimmung mit
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung dargestellt. Diese beispielshafte Ausführungsform
ist insbesondere vorgesehen zum Ausarbeiten von Gelenkpfannen (Acetabulae)
in Verbindung mit der Implantation von Prothesenschalen des Acetabulum.
Ein Verfahren zur Verwendung des Schneidkopfes 10 für diesen
Zweck ist in 8 dargestellt.
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Was
die gesamthafte Auslegung betrifft, so ist der Schneidkopf 10 in
drei integrierende Teile eingeteilt: ein käfigartiger, kuppelförmiger Oberbereich 12,
ein zylindrischer Grundbereich 14 sowie Schnellspannmittel
in Form zweier Haken 16, mit deren Hilfe der Schneidkopf 10 mit
einem (nicht gezeigten) Halter zur Rotation des Schneidkopfes um
eine Rotationsachse A abnehmbar verbunden werden kann. Sowohl der
kuppelartige Oberbereich 12 als auch der zylindrische Grundbereich 14 haben
Querschnitte, die mit der Achse A konzentrisch sind.
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Der
kuppelförmige
Oberbereich 12 besitzt die Form einer gekürzten halbkugelförmigen Kuppel, d.h.
eine halbkugelförmige
Kuppel, deren Unterteil abgeschnitten worden ist. Demgemäss ist,
wie aus 1 hervorgeht, die Höhe h kleiner
als der Radius r. Die gekürzte
Kuppel weist einen Polbereich 18 und einen Grundbereich 20 auf,
die miteinander durch acht Stege 22 miteinander verbunden
sind, die mit Intervallen mit einem Winkelabstand (45°) bezüglich der
Achse A angeordnet sind. Die Krümmung
der Stege 22 definiert die Krümmung der gekürzten Kuppel.
Jeder Steg 22 bildet eine lange Hauptschneidkante 24.
Bei dieser Ausführungsform
ist die Schneidkante durch eine Schneidfläche 26 gebildet, die in
einer radialen Ebene parallel zur Achse A liegt, und einer Freigabefläche 28,
die gegen die Schneidfläche 26 geneigt
ist.
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Mehrere
Kerben 30 sind in die Hauptschneidkanten 24 eingearbeitet
und teilen jede Hauptschneidkante 24 in kleinere Schneidkanten auf.
Bei dieser Ausführungsform
sind zwei oder drei Kerben 30 in jedem Steg 22 vorhanden.
Wie aus der Draufsicht von 2 hervorgeht,
befinden sich die Kerben 30 zweier benachbarter Stege 22 an
unterschiedlichen radialen Stellen. Dies führt dazu, dass die genannten
kürzeren
Schneidkanten spiralförmig um
die Achse A herum angeordnet sind, wie aus 2 hervorgeht.
Diese Anordnung der Schneidkanten 24 wird als gerippte
Schneidkanten bezeichnet, und deren Zweckbestimmung ist bereits
weiter oben besprochen worden.
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Am
Polgebiet 18 der gekürzten
Kuppel sind die Stege 22 mittels einer ringförmigen Struktur 32 miteinander
verbunden. Zwei der Stege 22 (diejenigen, die entlang der
Linie VI-VI in 2 liegen) erstrecken sich über die
ganze Länge
bis zur Achse A und darüber
hinaus, um sicher zu stellen, dass auch der Grund der Acetabular-Höhlung ausgefräst wird. Die
Stege 22 und die ringförmige
Struktur 32 definieren zwei obere Öffnungen 34 im Polbereich 18 der gekürzten Kuppel.
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Der
zylindrische Grundbereich 14, der mit dem Oberbereich 12 integriert
ist, besitzt die Form eines zylindrischen Ringes mit einer glatten
Bodenfläche 36,
einer glatten äusseren
Zylinderfläche 38,
einer glatten inneren Zylinderfläche 40 und
einer Oberseite, die mit einer Anzahl von sägezahnähnlichen Vorsprüngen 42 versehen
ist. Sieht man in einer Radialrichtung gegen die Achse A, so bemerkt
man, dass jeder Vorsprung 42 einen dreieckigen Querschnitt
besitzt. Die radial aussen gelegene Fläche 43 jedes Vor sprungs 42 setzt
sich in die äussere
Zylinderfläche 38 fort.
Ein weiterer geneigter Bereich an der Spitze jedes Vorsprungs 42 bildet
eine relativ kurze Randschneidkante 44.
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Bei
der gezeigten Ausführungsform
sind 24 Randschneidkanten 44 mit winkelmässig im
Abstand befindlichen Intervallen (15°) entlang des Umfanges des Grundbereich 14 verteilt.
Es sind daher dreimal mehr Randschneidkanten 44 als Hauptschneidkanten 24 vorhanden.
Ein Drittel der Randschneidkanten 44 wird von den Endbereichen
der Hauptschneidkanten 22 gebildet. Dadurch sind die Stege 22 mit
dem zylindrischen Grundbereich 14 verbunden und werden
von ihm getragen.
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Die
Kombination aus Stegen 22, der ringförmigen Struktur 32 und
den Vorsprüngen 42 definiert acht
relativ grosse Durchgangsöffnungen 46 im
kuppelförmigen
Oberbereich 12, die in Verbindung mit einer inneren Kammer
im Schneidkopf 10 stehen. Wie aus den Zeichnungen hervorgeht,
zeigt der Schneidkopf 10 eine im wesentlichen offene, käfigähnliche Ausgestaltung.
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Die
Verwendung eines Fräswerkzeuges
oder Schneidkopf es 10 gemäss der in 1 bis 7 gezeigten
Ausführungsform
soll nun unter Bezugnahme auf 8 erläutert werden. 8 zeigt
einen Teil eines menschlichen Beckens 48 mit einer Hüftpfannenhöhlung (Acetabulum) 50,
welche von einem Schneidkopf 10 vorbereitet wurde, der
in zurückgezogener
Stellung gezeigt ist. Der äussere
Umriss des Schneidkopfes 10, d.h. der Bereich in Form einer
gekürzten
Kuppel und der zylindrische Grundbereich, entsprechen dem inneren
Umriss der vorbereiteten Höhlung 50.
Die Höhlung 50 ist
demgemäss
so weit ausgearbeitet worden, dass der kuppelförmige Bereich, d.h. die Schneidkanten 24 und 44,
einen inneren zy lindrischen Wandbereich 52 an der Eintrittsöffnung der
Höhlung 50 geformt
haben. Im Verlaufe des Fräsens
schafft dieser Bereich 52 mit der zylindrischen Innenwandung
eine Führungsfläche für die äussere Zylinderfläche 38 des
Schneidkopfes. Nach dem Fräsvorgang
wird eine Acetabularpfanne, insbesondere mit der Ausgestaltung gemäss dem oben genannten
Dokument WO 95/17140, in die vorbereitete Höhlung eingesetzt, so dass ein
zylindrischer Grundbereich der Pfanne mit Passsitz im zylindrischen
Eingangsbereich der Höhlung
aufgenommen werden kann.
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Verschiedene
Veränderungen
der oben beschriebenen Ausführungsform
können
im Geltungsbereich der anliegenden Patentansprüche vorgesehen werden. Beispielsweise
kann die Anzahl der Stege 22 und die Anzahl der Vorsprünge 42 verändert werden.
Es ist sogar möglich,
nur einen einzigen Steg 22 anzuwenden. Weiterhin kann der
Oberbereich 12 eine andere Form als die der offenbarten Kuppelform
haben. Der Schneidkopf 10 kann ebenfalls eine kompaktere
Struktur ohne innere hohle Kammer aufweisen, und in diesem Fall
müssen
die abgetragenen Späne
mittels Kanälen
oder anderen Mitteln abgeführt
werden, die zwischen den Hauptschneidkanten angeordnet sind. Bei
einer noch einfacheren Ausführungsform
können
die Kerben 30 weggelassen werden. Die Randschneidkanten 44 können vollständig von
den Hauptschneidkanten 24 getrennt sein. Schliesslich können die
Hauptschneidkanten 24 und/oder die Randschneidkanten 44 mit unterschiedlichen
Winkelabständen
verteilt sein, um Störungserscheinungen
zu vermeiden.