DE69834363T2

DE69834363T2 - Modulare Ausrüstung zur Vorbereitung eines Knochens und zur Prüfreduzierung orthopädischer Implantate

Info

Publication number: DE69834363T2
Application number: DE69834363T
Authority: DE
Inventors: George Duxbury Cipolletti; Mark Medfield Denney; Phillip G. Attleboro Withee; David L. Woonsocket LaSalle
Original assignee: DePuy Products Inc
Current assignee: DePuy Products Inc
Priority date: 1997-07-11
Filing date: 1998-07-10
Publication date: 2007-03-15
Anticipated expiration: 2018-07-11
Also published as: AU727550B2; US5976147A; CA2242798A1; CA2242798C; DE69834363D1; EP0890340A2; AU7416898A; EP0890340B1; JPH11104155A; JP4040758B2; EP0890340A3; ES2263191T3

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die Erfindung betrifft Instrumente zur Verwendung bei der Knochenpräparation und Implantatprobereposition während Gelenkarthroplastik-Eingriffen. Insbesondere betrifft die Erfindung modulare Instrumente, die verwendet werden, um das Schienbein auf die Annahme einer Schienbeintablett-Prothese vorzubereiten, und auf Instrumente, die als Probe-Schienbeintablett geeignet sind.
Gelenkarthroplastik-Eingriffe, bei denen ein erkranktes und/oder beschädigtes natürliches Gelenk durch eine Gelenkprothese ersetzt wird, sind gut bekannt. Zu den gängigeren Gelenkarthroplastik-Eingriffen gehören solche, bei denen Kniegelenke und Hüftgelenke ersetzt werden.
Die Kniearthroplastik ist ein chirurgisches Verfahren, bei dem ein erkranktes und/oder beschädigtes natürliches Kniegelenk durch eine Kniegelenkprothese ersetzt wird. Eine typische totale Knieprothese umfasst eine Femurkomponente, eine Patellakomponente, ein Schienbeintablett oder -plateau und einen Schienbein-Lagereinsatz. Die Femurkomponente umfasst in Allgemeinen ein Paar lateral beabstandete kondyläre Abschnitte, deren distale Flächen mit komplementären kondylären Elementen, die in einem Schienbein-Lagereinsatz in einer während des chirurgischen Eingriffes gebildeten vorbereiteten Kavität des Schienbeins gebildet sind, ein Gelenk bilden. Das Schienbeintablett wird durch Knochenzement und/oder durch Presspass-Fixationstechniken am Schienbein befestigt. Der Schienbein-Lagereinsatz ist typischerweise an der oberen Oberfläche des Schienbeintabletts befestigt.
Während eines Gelenkarthroplastik-Eingriffes muß der Chirurg Größe und Zustand der Knochen des Patienten (z. B. des Schienbeins) beurteilen, die eine Komponente der Gelenkprothese aufnehmen. Darüber hinaus müssen die betroffenen Knochen präpariert werden, um die Prothesekomponenten aufzunehmen. Knochenpräparation und die Wahl der geeigneten Prothesekomponenten sind Faktoren, die den Erfolg eines Gelenkarthroplastik-Eingriffes erheblich beeinflussen. Die Knochenpräparationsverfahren sind mühsam und zeitaufwändig.
Ist ein Knochen ordnungsgemäß präpariert, um eine Prothesenkomponente aufzunehmen, verwenden Chirurgen typischerweise ein „Probe"-System von Prothesenkomponenten, das vom Hersteller der Prothese bereitgestellt wird. Bei den Probekomponenten handelt es sich um in verschiedenen Größen und Formen erhältliche Musterprothesenkomponenten, die vorübergehend und nur für Untersuchungszwecke in den präparierten Knochen platziert werden sollen. Die Chirurgen beurteilen typischerweise eine Reihe verschiedener Probekomponenten, um die Größe und/oder Form einer Prothesenkomponente zu bestimmen, die dem Bedarf eines Patienten am besten entspricht.
Bei vielen Gelenkarthroplastik-Eingriffen werden gesonderte Sätze von Werkzeugen und Komponenten verwenden, um den Knochen zu präparieren und anschließend verschiedene Prothesen-Probekomponenten zu beurteilen. Die Verwendung gesonderter Sätze von Werkzeugen und Komponenten für diese Schritte bei einem Gelenkarthroplastik-Eingriff stellt eine weitere Komplikation eines bereits schon schwierigen und zeitaufwendigen Prozesses dar. Viele Techniken aus dem Stand der Technik erfordern das Entfernen aller Knochenpräparationskomponenten nach Präparation des Knochens. Anschließend werden die Probekomponenten probeweise in dem präparierten Knochen getestet.
US-Patent Nr. 5,628,749 beschreibt ein Instrumentarium, das geeignet ist, um das proximale Schienbein für die Annahme einer Schienbeinprothese zu präparieren. Dieses Instrumentarium ermöglicht es einem Chirurgen, alle notwendigen Resektionen und Bohrungen des Femurs durchzuführen. Wenn dies erreicht ist, wird auf das präparierte Schienbein eine Schienbeinprobe zur Untersuchung von Größe und Passform platziert. Andere Instrumente, die zur Präparation des proximalen Schienbeins geeignet sind, sind in US-Patent Nr. 4,759,350 beschrieben.
US-Patent Nr. 5,609,642 beschreibt ein Schienbein-Probe- und Knochenpräparationssystem. Dieses System ermöglicht es dem Chirurgen, eine Schienbeintablett-Probe auf ein reseziertes Schienbein zu platzieren und die Schienbeinprobe in eine bevorzugte Position zu drehen. Ist die bevorzugte Position erreicht, können die Femur- und Schienbeinproben miteinander ein Gelenk mit vollem Bewegungsbereich des Knies bilden. Der Probe-Schienbein-Lagereinsatz wird dann aus dem Probe-Schienbeintablett entfernt und das Schienbein wird mit einer Flügelstanze weiter präpariert.
WO 96/25123 beschreibt ein Knochenpräparations- und Probesystem von der Art, die im Oberbegriff des begleitenden Anspruchs 1 ausgeführt ist.
ABRISS DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein modulares System zur Verwendung bei den Phasen der Knochenpräparation und Probereposition während chirurgischen Gelenkarthroplastik-Eingriffen. Insbesondere eignet sich das System speziell für modulare Instrumente zur Präparation des proximalen Schienbeins und für Probekomponenten für das Schienbeintablett und den Schienbein-Lagereinsatz.
Erfindungsgemäß ist ein Knochenpräparations- und Probesystem von der Art bereitgestellt, wie sie im begleitenden Anspruch 1 ausgeführt ist. Das erfindungsgemäße System umfasst demnach ein Probe-Schienbeintablett-Schablonenelement, das sowohl als Schablone bzw. Führung während der Präparation des Schienbeins als auch als Schienbeintablett-Probeelement während der Anpassung des Schienbein-Lagereinsatzes dient. Das Schienbeintablett-Probeelement weist eine obere Oberfläche und eine mit dem Knochen in Kontakt kommende untere Oberfläche auf. Mindestens eine Führungsöffnung verläuft durch das Element von der oberen zur unteren Oberfläche desselben. Darüber hinaus umfasst das Probe-Schienbeintablett-Schablonenelement vorzugsweise mindestens eine Verriegelungsöffnung und vorzugsweise mindestens zwei Verriegelungsöffnungen, die auf den gegenüber liegenden Seiten der Führungsöffnung positioniert sind und durch die oberen und unteren Oberflächen des Elementes verlaufen. Einer oder mehrere Schlitze können radial von der zentralen Öffnung aus verlaufen.
Das System umfasst auch mindestens eine Stanzenhülse, die wahlweise in das Probe-Schienbein-Schablonenelement einfügbar ist. Die Stanzenhülse dient sowohl als Führung bzw. Schablone während der Knochenpräparationsvorgänge als auch als Probeelement, das während des Probeabschnittes des chirurgischen Eingriffes im Schienbein des Patienten befestigt bleibt. Bei der Stanzenhülse handelt es sich um ein gestrecktes Element mit proximalen und distalen Enden. Ein proximales Ende der Stanzenhülse umfasst einen Kragen, der von der Größe und Konfiguration her in einer Spielpassung mit der Führungsöffnung des Probe-Schienbeintablett-Schablonenelements zusammenpasst. Die Stanzenhülse verläuft derart distal von dem Kragen, daß sich der Durchmesser der Hülse im Allgemeinen von ihren proximalen zu ihren distalen Enden verjüngt. Das distale Ende ist angepasst und konfiguriert, um mit einer vorbereiteten Kavität im Schienbein des Patienten zusammenzupassen, und nimmt daher Größe und Form des distalen Abschnittes der permanenten Schienbeintablettprothese an. Die Stanzenhülse umfasst des Weiteren eine zentrale Bohrung, die sich von der proximalen Oberfläche des Kragens aus mindestens teilweise in die Hülse hinein erstreckt. Des Weiteren erstrecken sich mindestens zwei gegenüber liegende Schlitze radial von der zentralen Bohrung mindestens teilweise in die Hülse.
Das System umfasst auch mindestens eine Schienbeinstanze, die in die Bohrung und die Schlitze der Stanzenhülse einfügbar ist, um eine weitere Öffnung im Schienbein des Patienten zu erzeugen, deren Größe und Form zu der Schienbeinstanze komplementär sind. Die Schienbeinstanze weist einen zentralen Verteiler mit proximalen und distalen Enden auf. Keilartige Flügel verlaufen radial von dem zentralen Verteiler aus und verjüngen sich in der Breite von ihren proximalen zu ihren distalen Enden. Die Außenränder des keilartigen Elements dringen vorzugsweise in Knochen ein. Die Stanze hat eine derartige Größe und Form, daß sie in die Bohrung und Schlitze der Stanzenhülse passt. Ein proximales Ende der Schienbeinstanze umfasst eine verbindende Oberfläche, die eine obere Schlagfläche aufweist, welche verwendet werden kann, um die Schienbeinstanze mit einem Hammer in das Scheinbein zu treiben.
Das System umfasst auch eine Auswahl von Probe-Schienbeinlagereinsätzen, von denen jeder eine obere Gelenkoberfläche und eine untere Oberfläche aufweist, die eine Verbindungsöffnung umfasst. Die Verbindungsöffnung ist konfiguriert, um mit der Verbindungsoberfläche der Schienbeinstanze zusammenzupassen.
Das erfindungsgemäße System ist auf folgende Weise nützlich. Das Probe-Schienbeintablett-Schablonenelement wird an einem proximalen Abschnitt des Schienbeins eines Patienten befestigt, welcher zuvor durch ein Resektionsverfahren präpariert worden sein kann. Anschließend kann eine Bohrhülse mit der oberen Oberfläche des Elements verbunden werden, und unter Verwendung eines geeigneten Knochenbohrers, der durch die Bohrhülse betrieben wird, wird im Schienbein des Patienten eine Kavität mit den gewünschten Abmessungen gebildet. Bohrer und Bohrhülse werden entfernt und die Stanzenhülse wird in die Kavität eingeführt, während der Kragen der Stanzenhülse mit der Führungsöffnung des Probe-Schienbeintablett-Schablonenelements zusammenpasst. Als nächstes wird die Schienbeinstanze in der richtigen Ausrichtung in die Stanzenhülse eingeführt und beispielsweise durch Verwendung eines Schlägels in der richtigen Ausrichtung durch die Stanzenhülse und in das Schienbein hindurch getrieben, um die Form der Kavität derart zu verändern, daß sie zu der der Schienbeinstanze komplementär ist. Die Schienbeinstanze bleibt, zusammen mit dem Probe-Schienbeintablett-Schablonenelement und der Stanzenhülse, an Ort und Stelle. Der Chirurg kann dann einen oder mehrere Probe-Schienbeinlagereinsätze an der Verbindungsoberfläche der Schienbeinstanze anbringen, um Größe, Form und Ausrichtung eines für einen bestimmten Patienten erforderlichen Schienbeinlagereinsatzes zu bestimmen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht von Komponenten des erfindungsgemäßen Systems.
2 ist eine isometrische Ansicht des erfindungsgemäßen Systems, zusammengesetzt und auf einem Schienbein befestigt, das mit einer gestrichelten Linie gezeigt ist.
3 veranschaulicht eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht des Probe-Schienbeintablett-Schablonenelements des Systems zusammen mit einer Bohrhülse und einem Knochenbohrer.
4 ist eine isometrische Ansicht eines Abschnitts des erfindungsgemäßen Systems, welche das auf ein mit gestrichelten Linien gezeigtes Schienbein befestigte Probe-Schienbeintablett-Schablonenelement veranschaulicht, wobei die Bohrhülse an dem Element befestigt ist und sich ein Knochenbohrer neben dem Bohrgehäuse befindet.
5 ist eine Ansicht der Schienbeinstanze von vorne.
6 ist eine Seitenschnittansicht der in 5 gezeigten Schienbeinstanze an der Linie 6-6.
7 ist eine ausführliche Ansicht eines Abschnitts des keilartigen Elements der in 5 gezeigten Schienbeinstanze.
8 ist eine Ansicht des Probe-Schienbeintablett-Schablonenelements des Systems von oben.
9 ist eine perspektivische Ansicht einer Stanzenhülse des Systems.
10 ist eine Seitenansicht der Stanzenhülse in 9.
11 ist eine Schnittansicht an Linie der II-II der Stanzenhülse in 10.
12 ist eine Ansicht der Stanzenhülse in 9 von oben.
13 ist eine Ansicht eines repräsentativen Probe-Schienbeinlagereinsatzes des erfindungsgemäßen Systems von unten.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Wie in 1 und 3 gezeigt, umfasst das erfindungsgemäße modulare Knochenpräparations- und Probesystem verschiedene Komponenten, die geeignet sind, um den Knochen vorzubereiten, um eine Gelenkprothese aufzunehmen, und um die Passform verschiedener Prothesenkomponenten zu untersuchen. Diese Komponenten umfassen ein Probe-Schienbeintablett-Schablonenelement 12, eine Stanzenhülse 16, eine Schienbeinstanze 18 und ein Probe-Schienbeinlagereinsatzelement 20. Das System kann wahlweise eine Bohrhülse 22 und ein Bohrerelement 24 umfassen, wie in 3 gezeigt.
Unter Bezugnahme auf 1 bis 4 und 8, weist das Probe-Schienbeintablett-Schablonenelement 12 eine obere Oberfläche 26 und eine untere Oberfläche 28 und anteriore und posteriore Seiten 25, 27 auf. Eine Führungsöffnung 30 ist im Wesentlichen zentral auf dem Element 12 angeordnet und verläuft durch dessen obere und untere Oberflächen 26, 28. Das Probe-Schienbeintablett-Schablonenelement 12 umfasst vorzugsweise Verriegelungsöffnungen 32, die auf gegenüber liegenden Seiten der zentralen Öffnung 30 angelegt sind. Darüber hinaus verlaufen mindestens zwei Schlitze 34 radial und vorzugsweise posterior von der Führungsöffnung 30. Schlitze 34 erstrecken sich durch die oberen und unteren Oberflächen 26, 28 des Elementes 12. Wahlweise umfasst das Probe-Schienbeintablett-Schablonenelement 12 einen anterioren Flansch 36, der etwas über die obere Oberfläche 26 des Elementes 12 erhöht ist. Der anteriore Flansch 36 umfasst eine oder mehrere Öffnungen 38. Der Flansch 36 und die Öffnungen 38 stellen einen Mechanismus bereit, um mit einem Griff (nicht gezeigt) zusammenzuarbeiten, der verwendet wird, um das Element 12 zu manipulieren und zu bewegen.
Die Führungsöffnung 30 kann im Wesentlichen rund sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Führungsöffnung 30 jedoch im Wesentlichen D-förmig und umfasst einen Umriss mit einem Bogenabschnitt 40 und einem flachen, nicht bogenförmigen Abschnitt 42. Der D-förmige Umriss der Führungsöffnung soll dabei helfen, andere Komponenten richtig in der Führungsöffnung 30 zu positionieren und zu verriegeln, und es versteht sich, daß andere Profile, außer D-förmigen, angewandt werden können. In einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich der nicht bogenförmige Abschnitt 42 des Umrisses neben einer anterioren Seite 25 des Probeelementes 12, aber es versteht sich, daß sich dieses nicht bogenförmige Segment an anderen Abschnitten des Umrisses befinden kann.
Der Nenndurchmesser (D_m-l) der Führungsöffnung 30, gemessen auf der medial-lateralen Ebene, liegt im Bereich von etwa 1,0 bis 1,30 Zoll. Entsprechend liegt der Nenndurchmesser (D_a-p) der Führungsöffnung 30, gemessen auf der anterioren-posterioren Ebene, im Bereich von etwa 0,80 bis 1,20 Zoll. Ein durchschnittlicher Fachmann weiß, daß der Durchmesser der Führungsöffnung 30 kleiner oder größer als die oben angegebenen Werte sein kann.
Wie oben erwähnt, verlaufen Schlitze 34 radial von einem Abschnitt der Führungsöffnung 30. Obgleich bevorzugt, ist es nicht erforderlich, daß das Probe-Schienbeintablett-Schablonenelement 12 die Schlitze 34 aufweist. Wenn vorhanden, sollten die Schlitze aber eine Länge von etwa 25,4–38,1 mm (1,00 bis 1,50 Zoll) und eine Breite von etwa 3,81 bis 9,65 mm (0,15 bis 0,38 Zoll) aufweisen. Die Schlitze sollten vollständig durch das Schablonenelement 12 hindurch von der oberen Oberfläche 26 zur unteren Oberfläche 28 verlaufen. Die Schlitze 34 können in jeder gewünschten Winkelausrichtung von der Führungsöffnung 34 aus verlaufen. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Schlitze 34 jedoch nach hinten ausgerichtet und verlaufen in einem Winkel zwischen 0 und 75 Grad relativ zu der Querachse 46 in der posterioren Richtung. In einer Ausführungsform verlaufen die Schlitze 34 in einem Winkel von zwischen 30 und 60 Grad und am meisten bevorzugt in einem Winkel von etwa 45 Grad. In einer anderen Ausführungsform beträgt der Winkel, der von den Schlitzen 34 mit der Querachse 46 gebildet wird, 0 Grad. Es versteht sich weiter, daß jeder der Schlitze 34 relativ zu der Querachse 46 in einem anderen Winkel verlaufen kann.
Das Probe-Schienbeintablett-Schablonenelement 12 umfasst vorzugsweise eine oder mehrere Verriegelungsöffnungen 32, die verwendet werden, um die Elemente 12 am Schienbein zu befestigen, wenn das Element 12 richtig positioniert ist. Ein Verriegelungsmechanismus, wie beispielsweise in den Knochen eindringende Stifte 14, arbeitet mit den Verriegelungsöffnungen 32 zusammen, um das Element 12 am Schienbein zu befestigen. In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei den Stiften 14 um gestreckte Knochenstifte, die in das Schienbein getrieben werden, um die Elemente 12 in Position zu sichern. Verriegelungsstifte 14 haben vorzugsweise eine Länge von im Bereich von etwa 10 bis 25 mm und umfassen ein den Knochen durchdringendes distales Ende 48.
1, 2, 4 und 9–12 veranschaulichen die Stanzenhülse 16, bei der sich um ein gestrecktes Element mit proximalen und distalen Enden 50, 52 handelt. Das proximale Ende 50 umfasst vorzugsweise einen Kragen 54, dessen Größe und Form zur Führungsöffnung 30 komplementär sind. Vorzugsweise ist die Größe des Kragens 54 so bemessen, daß er mit einer Spielpassung in die Führungsöffnung passt, so daß eine obere Oberfläche 56 des Kragens 54 im Verhältnis zur oberen Oberfläche 26 des Probeelements 12 leicht zurückgesetzt oder bündig ist. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Führungsöffnung 30 eine Schulter 58, welche eine untere Oberfläche 60 des Kragens 56 trägt, um sicherzustellen, daß die obere Oberfläche des Kragens 54 im Verhältnis zur oberen Oberfläche 26 des Elements 12 leicht zurückgesetzt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kragen 54 im Wesentlichen D-förmig und weist einen Umriss mit einem Bogenabschnitt 62 und einem flachen nicht bogenförmigen Abschnitt 64 auf.
Das proximale Ende 50 und der Kragen 54 der Stanzenhülse 16 umfassen vorzugsweise eine zentrale Bohrung 68, die eine im Wesentlichen runde Form aufweist. Die Bohrung 68 verläuft mindestens teilweise in die Hülse 16. Die Bohrung 68 kann einen Durchmesser aufweisen, der entlang seiner gesamten Länge im Wesentlichen konstant ist, oder der Durchmesser kann mit der Tiefe der Bohrung variieren. In einer in 11 veranschaulichten Ausführungsform hat die Bohrung einen im Wesentlichen konstanten ersten Durchmesserbereich 69, der über einen Großteil seiner Länge verläuft. Der Bereich 69 endet in einem Bereich mit eingeschränktem Durchmesser 70, der sich bis zum distalen Ende 72 der Bohrung erstreckt.
Die Schlitze 35 verlaufen vorzugsweise radial von der Bohrung 68. Die Schlitze 35 sind dazu bestimmt, um mit den Schlitzen 34 des Probeelements 12 zusammenzuarbeiten, um eine Führung für die keilartigen Flügel 63 der Schienbeinstanze 18 zu bilden. Die Größe und Ausrichtung der Schlitze 35 als solches sollten so sein, wie oben für die Schlitze 34 beschrieben.
Die Schlitze 35 verlaufen vorzugsweise radial von und posterior zur Bohrung 68. Der von jedem Schlitz mit der Querachse 46 der Stanzenhülse 16 gebildete Winkel liegt in der posterioren Richtung im Bereich von etwa 0° bis 75°. Vorzugsweise verlaufen die Schlitze 35 in einem Winkel von etwa 30° bis 60° und am meisten bevorzugt in einem Winkel von etwa 45°. Die Schlitze 35 sollten eine Länge von etwa 5 bis 50 mm und eine Breite von etwa 2 bis 8 mm aufweisen. Vorzugsweise erstrecken sich die Schlitze 35 in der Bohrung 68 bis zu einer Tiefe von etwa 25 mm.
Die Tiefe und der Durchmesser der Bohrung 68 können je nach den Anforderungen einer bestimmten Anwendung variieren. Im Allgemeinen sollten Größe und Form der Bohrung so sein, daß sie die Schienbeinstanze aufnehmen, wie unten beschrieben ist. In einem Ausführungsbeispiel ist jedoch der Durchmesser der Bohrung im Bereich von etwa 10,2 mm bis 30,5 mm (0,40 bis 1,20 Zoll). In einer bevorzugten Ausführungsform, veranschaulicht in 11, liegt der Durchmesser in Bereich 69 bei etwa 20,3 mm bis 25,4 mm (0,80 bis 1,00 Zoll). Die Länge des Bereichs 69 liegt bei etwa 30,5 mm bis 50,8 mm (1,2 bis 2,0 Zoll). Darüber hinaus verjüngt sich der Durchmesser von Region 70 in einem Winkel von etwa 30° bis 50° von etwa 17,8 mm bis 12,7 mm (0,70 bis 0,50 Zoll). Region 70 hat eine Länge von etwa 7,62 mm bis 17,8 mm (0,30 bis 0,70 Zoll).
Unter weiterer Bezugnahme auf 9 bis 11 umfasst die Stanzenhülse 16 eine äußere Oberfläche 74. Die äußere Oberfläche 74 soll im Schienbein implantiert werden, um eine den Knochen berührende Oberfläche zu bilden. Das distale Ende 52 der Stanzenhülse 16 ist vorzugsweise kugelförmig. Die Größe und Form der äußeren Oberfläche der Stanzenhülse können je nach den Anforderungen einer bestimmten Anwendung variieren. Im Allgemeinen versteht es sich jedoch, daß das distale Ende 52 dem Zweck einer Schienbeinschaftprothese dienen soll. Entsprechend sollten seine Größe und Form den für den distalen Abschnitt einer permanenten Schienbeintablettprothese gewünschten entsprechen.
In einer Ausführungsform weist die äußere Oberfläche einen ersten Bereich 76 auf, der distal von dem Kragen angeordnet ist. Distal zum ersten Bereich ist ein zweiter Bereich 78 ausgebildet. Vorzugsweise hat der erste Bereich 76 einen Durchmesser, der sich von einem breitesten Abschnitt an einem proximalen Ende des ersten Bereichs zu einem schmalsten Abschnitt an dem am weitesten distal gelegenen Ende des ersten Bereichs verjüngt. Vorzugsweise hat der breiteste Abschnitt des ersten Bereichs 76 einen Durchmesser von etwa 22,9 mm bis 25,4 mm (0,90 bis 1,00 Zoll). Der erste Bereich 76 verjüngt sich vorzugsweise in einem Winkel von etwa 5 Grad bis 6 Grad und am meisten bevorzugt um etwa 5,75 Grad. Entsprechend hat der breiteste, am weitesten proximal gelegene Abschnitt des zweiten Bereichs 78 einen Durchmesser von etwa 15,2 mm bis 17,8 mm (0,60 bis 0,70 Zoll) und am meisten bevorzugt von etwa 17,3 mm bis 17,5 mm (0,68 bis 0,69 Zoll). In einer bevorzugten Ausführungsform hat der erste Bereich 76 eine Länge von etwa 25,4 bis 30,5 mm (1,0 bis 1,2 Zoll), während der zweite Bereich 78 eine Länge von etwa 50,8 mm bis 53,3 mm (2,00 bis 2,10 Zoll) aufweist.
Bei der Schienbeinstanze 18 handelt es sich um ein im Wesentlichen keilartiges Element, das durch die Stanzenhülse 16 und in das Schienbein 21 eines Patienten eingeführt wird, um eine Öffnung in dem Knochen zu formen, die eine geeignete Größe und Form aufweist, um die Flügelelemente einer Schienbeintablettprothese (nicht gezeigt) aufzunehmen. Die Schienbeinstanze umfasst einen Verteiler 80, der im Wesentlichen gestreckt und zylindrisch ist. Zwei keilartige Flügel 63, welche von gegenüber liegenden Seiten des zentralen Verteilers 80 verlaufen, haben eine Breite, die sich von ihren proximalen zu den distalen Enden 82, 84 verjüngt. Darüber hinaus sind die äußeren Ränder 86 der keilartigen Flügel von einer Form und/oder einer Konfiguration, um das Eindringen in den Knochen zu erleichtern. In einer Ausführungsform sind die äußeren Ränder gezackt.
Ein proximales Ende 88 der Schienbeinstanze 18 umfasst ein Verbindungselement 90, das über die obere Oberfläche des Probeelements 12 hervorsteht, wenn das System vollständig zusammengesetzt ist. Das Verbindungselement 90 umfasst vorzugsweise eine Basisoberfläche 92, die normalerweise horizontal ausgerichtet ist. Die Basisoberfläche 92 ist durch eine vertikale Verbindungsoberfläche 96 von einer oberen Oberfläche 94 getrennt. Die obere Oberfläche 94 ist vorzugsweise horizontal. Das Verbindungselement 90 ist konfiguriert, um mit einem Universalgriff (nicht gezeigt) zusammenzupassen, der Schläge von einem Schlägel (nicht gezeigt) empfangen kann, während die Stanze 18 in das Schienbein eines Patienten getrieben wird. Der Raum zwischen der Basisoberfläche 92 und der oberen Oberfläche 94 bildet eine Lippe 100, die verwendet werden kann, um in einen Probe-Schienbeinlagereinsatz 20 einzugreifen oder mit einem Probe-Schienbeinlagereinsatz 20 zusammenzupassen, wie unten beschrieben.
Die Größe und Form der Schienbeinstanze 18 sollte derart sein, daß sie in einer Spielpassung in die Bohrung 68 und in die Schlitze 35 der Stanzenhülse 16 passt. Das heißt, der zylindrische Verteiler 80 sollte von im Wesentlichen derselben Form und von einem etwas kleineren Durchmesser sein als die Bohrung 68 der Stanzenhülse 16. Entsprechend sollten die keilartigen Flügel 63 von dem Verteiler 80 in im Wesentlichen demselben Winkel verlaufen wie die Schlitze von der Bohrung der Stanzenhülse 16 verlaufen. Die keilartigen Flügel 63 verlaufen somit von dem Verteiler 80 relativ zur Querachse in einem Winkel zwischen 0 und 75 Grad. In einer Ausführungsform bilden die Flügel 63 und die Querachse 46 einen Winkel von etwa 30 bis 60 Grad und am meisten bevorzugt von etwa 45 Grad. In einer anderen Ausführungsform bilden die Flügel 63 und die Querachse 46 einen Winkel von 0 Grad. Es versteht sich weiter, daß jeder Flügel 63 relativ zur Querachse in einem anderen Winkel verlaufen kann.
Wie oben erwähnt, verjüngt sich die Breite der Flügel 63 von den proximalen zu den distalen Enden 82, 84 der Schienbeinstanze. Der Verjüngungswinkel α kann variieren, liegt aber vorzugsweise im Bereich von etwa 50° bis 65°. Die Breite der Stanze beträgt an ihrem breitesten Punkt (gemessen von gegenüber liegenden Rändern der Flügel 63) etwa 47,0 mm (1,85 Zoll). Die Breite verjüngt sich am schmalsten Punkt der Schienbeinstanze zu etwa 16,5 mm (0,65 Zoll).
Wie oben erwähnt, können die äußeren Ränder 86 der keilartigen Flügel 63 gezackt sein. 5 bis 7 veranschaulichen eine Ausführungsform, in der die äußeren Ränder 86 in den Knochen eindringende Zähne 102 bilden. Wie veranschaulicht ist, ist jeder Zahn 102 von einem benachbarten Zahn durch einem Raum 104 getrennt. Des Weiteren weist jeder Zahn 102 eine Basisoberfläche bzw. eine distale Oberfläche 106 auf, die in einem Winkel von etwa 65 Grad relativ zu der Längsachse 108 der Stanze 18 ausgerichtet ist. Die proximale Oberfläche 110 jedes Zahns umfasst eine erste Komponente 112, die im Wesentlichen parallel zur Basisoberfläche 106 ist, und ein abgeschrägte Fläche 114, welche die Basisoberfläche 106 an der Spitze 116 trifft. Die abgeschrägte Fläche 114 bildet mit der Basisoberfläche 106 einen Winkel von etwa 45 Grad.
Das Probe-Schienbeinlagerelement 20 ist von einer Art, die aus dem Stand der Technik als zur Beurteilung der Passform einer Prothese geeignet bekannt ist. Typischerweise umfasst das System 10 eines oder mehrere der Probe-Schienbeinlagerelemente 20 in verschiedenen Größen und Ausrichtungen.
Der Probe-Schienbeinlagereinsatz 20 umfasst eine obere Gelenkoberfläche 118, die eines oder mehrere kondyläre Elemente 120 aufweisen kann. Wie in 13 gezeigt, ruht eine untere Oberfläche 122, die angepasst ist, um mit der verbindenden Oberfläche der Schienbeinstanze zusammenzupassen, auf der oberen Oberfläche des Probe-Schienbeintablett-Schablonenelements 12, wenn das System vollständig zusammengefügt ist. Die untere Oberfläche 122 umfasst vorzugsweise eine passende Öffnung 124, die angepasst ist, um die verbindende Oberfläche der Schienbeinstanze abnehmbar aufzunehmen und austauschbar mit den Lagereinsatz 20 zum Rest des Systems zusammenpasst.
Das erfindungsgemäße System 10 wird auf folgende Weise verwendet. Die proximale Oberfläche eines Schienbeins 21 wird auf bekannte Weise reseziert und das Probeelement 12 wird anschließend korrekt auf dem resezierten Schienbein positioniert und von den Verriegelungsstiften 14 in Position auf dem Schienbein befestigt. Anschließend wird auf dem Probeelement 12 die Bohrhülse 22 angebracht, indem auf einer unteren Oberfläche der Bohrhülse 22 Führungsstifte (nicht gezeigt) mit Öffnungen 33 von Element 12 zusammengepasst werden, und anschließend das Bohrerelement 24 durch die Hülse 22 eingeführt und verwendet wird, um eine Kavität der gewünschten Tiefe und des gewünschten Durchmessers im Schienbein 21 auszubilden. Wenn die Kavität ausgebildet ist, werden das Bohrerelement 24 und die Bohrhülse 22 entfernt. Anschließend wird die Stanzenhülse 16 derart auf dem Probeelement 12 befestigt, daß das distale Ende 52 der Stanzenhülse 16 in die Kavität im Schienbein eingeführt wird und der Kragen 54 in der Führungsöffnung 30 des Probeelementes 12 montiert wird. Die Schienbeinstanze 18 wird anschließend in die Bohrung 68 und Schlitze 35 der Führungshülse 16 eingeführt und in das Schienbein getrieben (z. B. durch Hämmern), bis die Unterseite 93 der Basisoberfläche 92 die obere Oberfläche 56 des Kragens 54 berührt.
Die Komponenten des zur Präparation des Knochens verwendeten Systems (z. B. die Stanzenhülse und die Schienbeinstanze) bleiben an Ort und Stelle, nachdem der Knochen präpariert worden ist, und dienen, zusammen mit Probeelement 12 und dem Probe-Schienbeinlagerelement 20 als Komponenten des Probesystems. Wenn die Schienbeinstanze 18 richtig positioniert ist, bleibt sie an Ort und Stelle, wie oben erwähnt, und ein Chirurg kann eines oder mehrere Schienbeinlagerelemente 20 an die Verbindungsoberfläche 90 anbringen, um eine vollständige Probe-Schienbeinprothese zu bilden. Größe und Passform der verschiedenen Probe-Schienbeinlagereinsätze werden untersucht, und der Chirurg bestimmt, welche richtigen Komponenten in einer Gelenkprothese zu verwenden sind, sowie die richtige Ausrichtung solcher Komponenten. Danach werden die Komponenten des Systems entfernt und durch die permanenten Prothesekomponenten auf eine aus dem Stand der Technik bekannte Art und Weise ersetzt.
Es versteht sich, daß die vorliegende Erfindung auf verschiedene Art und Weise modifiziert werden kann, ohne vom beabsichtigten Umfang derselben abzuweichen.

Claims

Knochenpräparations- und Probesystem, umfassend: zumindest ein Probe-Schienbeintablett-Schablonenelement (12) mit einer oberen Oberfläche (26) und einer mit dem Knochen in Kontakt kommenden unteren Oberfläche (28), das zumindest eine sich durch das Element von der oberen zur unteren Oberfläche desselben erstreckende Führungsöffnung (30) aufweist; zumindest eine Verriegelungsöffnung (32), die im Probe-Schienbeintablett-Schablonenelement (12) ausgebildet ist; zumindest eine Schienbeinstanze (18) zur Herstellung einer Öffnung im Schienbein (21) des Patienten mit einer Größe und Form, die zur Schienbeinstanze komplementär ist, wobei die Schienbeinstanze ein distales und ein proximales Ende (84, 82) aufweist, wobei ein keilartiges Element am distalen Ende (84) derselben ausgebildet ist, das gegenüberliegende Flügel (63) mit in den Knochen eindringenden äußeren Oberflächen (86) und ein Verbindungselement (90) aufweist, das am proximalen Ende (82) derselben ausgebildet ist; und zumindest einen Probe-Schienbein-Lagereinsatz (20), wobei jeder Probe-Schienbein-Lagereinsatz eine obere Gelenkoberfläche (118) und eine untere Verbindungsoberfläche (122) aufweist, die für eine Montage an der oberen Oberfläche (26) des Probe-Schienbeintablett-Schablonenelements (12) eingerichtet ist, gekennzeichnet durch zumindest eine Stanzenhülse (16) in der Form eines gestreckten Elements, die wahlweise in die zumindest eine Führungsöffnung (30) des Probe-Schienbeintablett-Schablonenelements einfügbar ist, wobei die Stanzenhülse ein distales Ende (52), das für eine Verbindung mit einem Schienbein (21) eines Patienten eingerichtet ist, und ein proximales Ende (50) mit einem Kragen (54) aufweist, der mit der Führungsöffnung (30) zusammenpaßt, wobei der Kragen eine zentral angeordnete Bohrung (68), die sich zumindest teilweise in die Stanzenhülse erstreckt, und ein Paar gegenüberliegender Schlitze (35) aufweist, wobei jeder der sich gegenüberliegenden Schlitze sich radial von der Bohrung und zumindest teilweise in die Stanzenhülse erstreckt, die zumindest eine Schienbeinstanze (18) in die Bohrung (68) und die Schlitze (35) der Stanzenhülse (16) einfügbar ist, und die gegenüberliegenden Flügel dazu eingerichtet sind, sich in die Schlitze (35) der Stanzenhülse (16) einzufügen; und die untere Verbindungsoberfläche (122) des Schienbeinlagereinsatzes des weiteren eine Verbindungsöffnung (124) umfaßt, die mit dem Verbindungselement (90) der Schienbeinstanze (18) zusammenpaßt.
System nach Anspruch 1, wobei die Führungsöffnung (30) im wesentlichen rund ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Führungsöffnung (30) im wesentlichen D-förmig ist, einen Bogenabschnitt (40) und einen flachen, nicht-bogenförmigen Abschnitt (42) aufweist.
System nach Anspruch 3, wobei der flache, nicht bogenförmige Abschnitt (42) neben einem vorderen Abschnitt (25) des Probe-Schienbeintablett-Schablonenelements (12) angeordnet ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Führungsöffnung (30) einen nominalen Durchmesser aufweist, der in der medial-lateralen Ebene gemessen im Bereich von ungefähr 25,4 bis 33,0 mm (1,00 bis 1,3 Zoll) liegt.
System nach Anspruch 1, wobei die Führungsöffnung (30) einen nominalen Durchmesser aufweist, der in der Anterior-Posterior-Ebene gemessen im Bereich von ungefähr 20,3 bis 30,5 mm (0,80 bis 1,20 Zoll) liegt.
System nach Anspruch 3, wobei der Kragen (54) der Stanzenhülse (16) im wesentlichen D-förmig und so bemessen ist, daß er in die Führungsöffnung (30) mit einer Spielpassung paßt, so daß in einer vollständig zusammengefügten Position eine obere Oberfläche (56) des Kragens im Verhältnis zur oberen Oberfläche (26) des Probe-Schienbeintablett-Schablonenelements (12) leicht zurückgesetzt ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Verriegelungsöffnungen (32) auf gegenüberliegenden Seiten der Führungsöffnung (30) ausgebildet sind.
System nach Anspruch 8, das des weiteren mehrere Verriegelungsstifte (14) aufweist, die entfernbar in die Verriegelungsöffnungen (32) einfügbar sind, um das Probe-Schienbeintablett-Schablonenelement (12) wahlweise am Schienbein (21) eines Patienten zu befestigen.
System nach Anspruch 1, wobei die Schlitze (35) der Stanzenhülse (16) sich unter einem Winkel von 0° im Verhältnis zur Querachse (46) der Stanzenhülse erstrecken.
System nach Anspruch 1, wobei die Schlitze (35) der Stanzenhülse sich posterior erstrecken.
System nach Anspruch 11, wobei die Schlitze (35) im Verhältnis zur Querachse (46) des Probe-Schienbeintablett-Schablonenelements (12) einen Winkel im Bereich von ungefähr 30° bis 60° bilden.
System nach Anspruch 11, wobei die Länge jedes Schlitzes ungefähr zwischen 25,4 und 38,1 mm (1,00 bis 1,50 Zoll) beträgt.
System nach Anspruch 1, wobei die in den Knochen eingreifenden äußeren Oberflächen (26) des keilförmigen Elements gezackt sind.
System nach Anspruch 1, wobei das Verbindungselement (90) umfaßt: einen Basisabschnitt (92), eine vertikale Verbindungswand (96), die quer zum Basisabschnitt (92) orientiert ist; und eine obere Oberfläche (94), die an die vertikale Verbindungswand (96) angefügt ist und vom Basisabschnitt (92) beabstandet ist.
System nach Anspruch 1, das des weiteren eine Bohrhülse (92) aufweist, die abnehmbar auf die äußere Oberfläche (26) des Probe-Schienbeintablett-Schablonenelements (12) montierbar ist.