DE69839308T2

DE69839308T2 - Zementierte prothetische komponente

Info

Publication number: DE69839308T2
Application number: DE69839308T
Authority: DE
Inventors: Roy D. Salt Lake City Bloebaum
Original assignee: Amedica Corp
Current assignee: Sintx Technologies Inc
Priority date: 1998-07-27
Filing date: 1998-07-27
Publication date: 2009-04-16
Anticipated expiration: 2018-07-28
Also published as: CA2304677C; KR100638949B1; KR20010015635A; AU755174B2; JP2002521129A; DE69839308D1; JP4081535B2; AU8663598A; CA2304677A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Diese Erfindung betrifft allgemein Verbesserungen bei Prothesenvorrichtungen, die zum Rekonstruieren von menschlichen Gelenken, wie z. B. eines Kniegelenks, eines Hüftgelenks, usw., verwendet werden. Insbesondere betrifft diese Erfindung ein verbessertes Prothesenteil zum Anzementieren des Prothesenteils an einen vorbehandelten Knochen eines Patienten in einer Weise, die eine im Wesentlichen optimale Festigkeit der Ansetzgrenzfläche erreicht.
Künstliche oder prothetische Gelenkmechanismen zum Implantieren in Tiere, insbesondere Menschen, waren über viele Jahre der Gegenstand intensiver Forschungs- und Entwicklungsbemühungen. Solche Gelenkprothesemechanismen umfassten typischerweise ein oder mehrere Implantatteil(e), das bzw. die aus einem relativ biostabilen Material mit ausgewählten strukturellen Eigenschaften und einer speziellen Gestalt ausgebildet war(en), um ein gesamtes anatomisches Gelenk oder einen Teil eines anatomischen Gelenks, wie z. B. ein Hüft- oder Kniegelenk, zu ersetzen. Die Implantatteile werden durch Schaffen eines chirurgischen Zugangs zu dem Gelenk und durch Resektion einer oder mehrerer Knochenoberflächen) zum direkten Ansetzen der Implantatteile daran eingesetzt. Ein übliches Ansetzverfahren nutzte Knochenzement, wie z. B. einen Zement auf Methylmethacrylatbasis oder dergleichen, der als Injektionsmaterial zum Füllen des Raums zwischen der resektierten Knochenoberfläche und dem Protheseteil verwendet worden ist. US-A-5,336,266 zeigt ein solches Verfahren. Alternative Ansetzverfahren beruhten auf Oberflächenbeschichtungen mit einer kontrollierten Porosität auf dem Prothesenteil in einer Position, die derart war, dass ein Einwachsen von Knochen und/oder Gewebe nach der Operation erreicht wurde.
Obwohl ein Anzementieren des Prothesenteils relativ schnell und einfach durchgeführt werden kann und keinen Zeitraum nach der Operation erfordert, während dem die Festigkeit der Ansetzfläche erhöht wird (z. B. durch ein Einwachsen von Knochen), gibt es bezüglich der zementierten Teile bestimmte Probleme und Nachteile. Insbesondere wird in einem typischen Verfahren Knochenzement auf eine Ansetzfläche aufgebracht, die auf dem Prothesenteil ausgebildet ist, und diese Ansetzfläche wird dann gegen den vorbehandelten Patientenknochen gedrückt, um ein Anzementieren zu erreichen. Während eines solchen Anordnens mittels Andrücken wird ein Teil des Knochenzements normalerweise von der Ansetzfläche lateral nach außen herausgedrückt und ist verloren. Darüber hinaus kann das Prothesenteil auf den Knochen des Patienten in einer etwas schiefen oder geneigten Position gedrückt werden, so dass die Dicke des Zementmantels in manchen Bereichen dicker und in anderen Bereichen dünner ist. Eine solche uneinheitliche Dicke des Zementmantels kann zu einer Ansetzgrenzfläche mit einer suboptimalen Festigkeit führen, wodurch ein unerwünschtes Risiko eines Ablösens des Prothesenteils von dem Knochen des Patienten nach der Operation erzeugt wird.
Es gibt daher einen Bedarf für eine weitere Verbesserung von Prothesenteilen des Typs, der für ein Anzementieren an einen vorbehandelten Knochen des Patienten angepasst ist, um eine Zementschicht und einen Zementmantel mit einer kontrollierten und im Wesentlichen einheitlichen Dicke an der Ansetzgrenzfläche bereitzustellen. Die vorliegende Erfindung erfüllt diese Bedürfnisse und stellt weitere, damit zusammenhängende Vorteile bereit.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein verbessertes Prothesenteil für ein Anzementieren des Prothesenteils an einen vorbehandelten Knochen des Patienten bereitgestellt, das eine Zementschicht und einen Zementmantel mit einer kontrollierten und im Wesentlichen einheitlichen Dicke an der Ansetzgrenzfläche aufweist. Das Prothesenteil der vorliegenden Erfindung ist zur Verwendung in verschiedenen Gelenkprothesen angepasst, wie z. B. einem Kniegelenk oder einem Hüftgelenk und dergleichen.
Das Prothesenteil der vorliegenden Erfindung umfasst eine Ansetzfläche mit einer ausgewählten und typischerweise mit einer Nut versehenen Konfiguration mit einer Größe und einer Gestalt für eine im Wesentlichen komplementäre Aufnahme mit einem resektierten Knochen des Patienten. Eine Vielzahl von Abstandshalterzapfen mit einer ausgewählten Höhe, die aus der Ansetzfläche aufwärts ragen, ist vorzugsweise in der bevorzugten Form bereitgestellt. Die Ansetzfläche ist von einer Flusseingrenzungswand umgrenzt, die, wenn die Abstandshalterzapfen bereitgestellt sind, eine ausgewählte Höhe aufweist, die größer ist als die Höhen der Abstandshalterzapfen. In einer bevorzugten Form legt die Flusseingrenzung eine unterschnittene Innenfläche fest, die von der Ansetzfläche weg aufwärts verläuft.
Ein Eindringwerkzeug ist zum Ineingriffnehmen des resektierten Knochens des Patienten bereitgestellt, um eine flache Vertiefung mit einer Größe und einer Gestalt auszubilden, welche die Flusseingrenzungswand komplementär passend aufnehmen kann. In einer bevorzugten Form umfasst das Eindringwerkzeug eine Grundplatte, von der ein Schneidrand absteht, um den Knochen des Patienten in Eingriff zu nehmen und die flache Vertiefung darin auszubilden. Die Grundplatte und der Rand des Eindringwerkzeugs definieren einen offenen Innenraum, der zum Aufnehmen einer Quantität bzw. Menge an Knochenzement verwendet wer den kann, die während des Schritt des Bildens der flachen Vertiefung in poröse Spongiosa gedrückt werden kann.
Die Flusseingrenzungswand wirkt mit der Ansetzoberfläche des Prothesenteils zusammen, um einen offenen Innenraum zur Aufnahme einer zusätzlichen Menge des Knochenzements festzulegen. Ein Glättwerkzeug weist einen Kopf auf, der für ein komplementäres Aufnehmen durch Eindrücken in den Prothesenteilinnenraum gestaltet ist, um den Knochenzement in einer einheitlichen Schicht bis zu einer Höhe zumindest geringfügig über die Spitzen der Abstandshalterzapfen, jedoch unterhalb des Rands der Flusseingrenzungswand zu verteilen, wobei überschüssiger Knochenzement durch Lüftungsöffnungen austritt, die in dem Glättwerkzeugkopf ausgebildet sind.
Das Prothesenteil wird dann durch Pressen an dem vorbehandelten Knochen des Patienten angesetzt, wobei die Flusseingrenzungswand in der flachen Vertiefung angeordnet wird. Diesbezüglich ist die flache Vertiefung in einer geeigneten Tiefe ausgebildet, so dass die Flusseingrenzungswand, wenn sie den Boden der Vertiefung kontaktiert, dahingehend wirkt, die Ansetzfläche in einem vorgegebenen Abstand von dem vorbehandelten Knochen des Patienten auszurichten. Dieser Abstand wird ferner durch das Einbeziehen der Abstandshalterzapfen reguliert, die eine Höhe aufweisen, die derart ist, dass sie den vorbehandelten Knochen des Patienten kontaktieren und darauf aufliegen, wenn die Flusseingrenzungswand innerhalb der flachen Vertiefung aufliegt. Der innerhalb des Prothesenteilinnenraums vorliegende Knochenzement wird folglich durch die Eingrenzungswand an einem Austreten gehindert, so dass der Knochenzement in den Knochen des Patienten eindringt und ferner einen Mantel mit einer im Wesentlichen einheitlichen Dicke in einem engen Kontakt von Oberfläche zu Oberfläche zwischen dem Knochen des Patienten und der implantierten Prothese bildet. Auf diese Weise wird eine feste, zementierte Ansetzgrenzfläche mit einer im Wesentlichen optimalen Festigkeit erreicht.
Gemäß einer alternativen bevorzugten Form der Erfindung können das Prothesenteil und das Eindringwerkzeug für eine Größeneinstellung zur Anpassung an eine Verwendung mit einem Größenbereich von Knochen des Patienten aufgebaut sein. In dieser Form umfasst die Prothesenkomponente ein Paar von Komponentenelementen, die jeweils eine ineinander einschiebbare Feder und Federnut zusammen mit einer Einrichtung zum Sperren der Komponentenelemente umfassen, wobei sich die Feder in einer ausgewählten Ausrichtungsposition zu der Federnut befindet. Die zwei Komponentenelemente umfassen ferner jeweils im Allgemeinen U-förmige Segmente der Flusseingrenzungswand, wobei die Enden der U-förmigen Segmente mit einem Bereich von Größeneinstellungen verschiebbar überlappen.
Das Eindringwerkzeug umfasst auch ein Paar von Werkzeugelementen, die jeweils eine verschiebbar ineinandersitzende Feder und Federnut mit einer dazugehörigen Sperreinrichtung umfassen, in einer Kombination mit im Allgemeinen U-förmigen Schneidsegmenten, die angepasst sind, innerhalb eines Bereichs einer Größeneinstellung verschiebbar zu überlappen, um den Schneidrand zu bilden.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen, die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die beigefügten Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung. In diesen Zeichnungen ist:
1 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Form eines umgedrehten Schienbeinteils für eine Knieprothese, das gemäß den neuen Merkmalen der Erfindung aufgebaut ist;
2 eine vertikale anterior-posterior-Schnittansicht im Allgemeinen entlang der Linie 2-2 von 1;
3 eine perspektivische Ansicht, die ein Glättwerkzeug zur Verwendung beim partiellen Füllen eines offenen Knochenzementinnenraums, der durch das Prothesenteil definiert ist, zeigt;
4 eine vertikale anterior-posterior-Schnittansicht im Allgemeinen entlang der Linie 4-4 von 3;
5 eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht, die ein Eindringwerkzeug zur Verwendung bei der Gestaltung des oberen Endes eines Schienbeinknochens eines Patienten zeigt;
6 eine fragmentierte vertikale Schnittansicht im Allgemeinen entlang der Linie 6-6 von 5 und veranschaulicht die Verwendung des Eindringwerkzeugs;
7 eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht, welche die Entfernung des Eindringwerkzeugs und das Anordnen des Prothesenteils relativ zu dem vorbehandelten Schienbeinknochen zeigt;
8 eine fragmentierte vertikale Schnittansicht, welche die eingepasste Anordnung des Schienbeinteils zeigt;
9 eine perspektivische Ansicht, die ein Oberschenkelteil veranschaulicht, das gemäß der Erfindung aufgebaut ist;
10 eine perspektivische Ansicht, die ein Glättwerkzeug zur Verwendung beim partiellen Füllen eines offenen Knochenzementinnenraums, der durch das Oberschenkelteil von 9 definiert ist, zeigt;
11 eine vertikale Schnittansicht im Allgemeinen entlang der Linie 11-11 von 10;
12 eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht, die ein Eindringwerkzeug zur Verwendung bei der Gestaltung des unteren Endes eines Oberschenkelknochens des Patienten zeigt;
13 eine fragmentierte vertikale Schnittansicht im Allgemeinen entlang der Linie 13-13 von 12, welche die Verwendung des Eindringwerkzeugs veranschaulicht;
14 eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht, die das Trennen des Eindringwerkzeugs von dem Oberschenkelknochen und das Anordnen des Oberschenkelteils darauf zeigt; und
15 eine fragmentierte vertikale Schnittansicht, die das Oberschenkelteil zeigt, das auf dem vorbehandelten Knochen des Patienten montiert ist;
16 eine perspektivische Ansicht, die eine alternative Form einer umgedrehten Schienbeinkomponente für eine Knieprothese veranschaulicht, die gemäß der Erfindung aufgebaut und für eine Größeneinstellung angepasst ist;
17 eine vertikale anterior-posterior-Schnittansicht im Allgemeinen entlang der Linie 17-17 von 16, die ferner ein Lagerelement in einer auseinander gezogenen Beziehung zu dem Schienbeinteil zeigt;
18 eine Draufsicht auf die Schienbeinkomponente von 16;
19 eine vertikale medial-lateral-Schnittansicht im Allgemeinen entlang der Linie 19-19 von 16, die das Lagerelement in einer auseinander gezogenen Beziehung zu dem Schienbeinteil zeigt;
20 eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht des Schienbeinteils von 16;
21 eine perspektivische Ansicht eines Eindringwerkzeugs, das zur Größeneinstellung angepasst ist, zur Verwendung mit dem Schienbeinteil der 16 bis 20;
22 eine vertikale anterior-posterior-Schnittansicht im Allgemeinen entlang der Linie 22-22 von 21;
23 eine Draufsicht auf das Eindringwerkzeug von 21;
24 eine vertikale medial-lateral-Schnittansicht im Allgemeinen entlang der Linie 24-24 von 21;
25 eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht, welche die Entfernung des Eindringwerkzeugs von 21 und das Anordnen des Schienbeinteils von 16 relativ zu dem vorbehandelten Knochen des Patienten zeigt; und
26 eine perspektivische Ansicht, die partiell im vertikalen Schnitt gezeigt ist, eines Abschnitt eines Schienbeinteils, das gemäß einer weiteren alternativen bevorzugten Form der Erfindung ausgebildet ist.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Wie es in den beispielhaften Zeichnungen gezeigt ist, wird ein Prothesenteil, das in der 1 allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist, zur Implantierung in den Körper eines Patienten bereitgestellt, und zwar im Verlauf der Wiederherstellung eines Gelenks, wie z. B. eines Kniegelenks oder eines Hüftgelenks. Die 1 bis 3 zeigen das Prothesenteil 10 in der Form eines Schienbeinteils, das einen Teil einer Knieprothese bildet. Wie es gezeigt ist, umfasst das Prothesenteil 10 eine Ansetzfläche 12 für ein Anzementieren an einen vorbe handelten Knochen eines Patienten (5 bis 8). Die Ansetzfläche 12 ist in der veranschaulichenden Ausführungsform zusammen mit einer Vielzahl von relativ kurzen vorragenden Abstandshalterzapfen 14 zusammen mit einer umgebenden größeren Flusseingrenzungswand 16 gezeigt, um eine Ansetzgrenzfläche zu erreichen, die durch eine Zementschicht oder einen Zementmantel 18 (8) mit einer kontrollierten und vorzugsweise im Wesentlichen einheitlichen Dicke definiert ist.
Das Schienbeinprothesenteil 10 ist in den 1 bis 3 in einer umgedrehten Ausrichtung gezeigt, um Konstruktionsdetails der auf deren Unterseite ausgebildeten Ansetzfläche 12 zu veranschaulichen, die für ein anschließendes Ansetzen an das obere Ende eines vorbehandelten oder resektierten Schienbeins des Patienten dient. Das veranschaulichende Schienbeinteil 10 stellt herkömmlich ein nach oben vorliegendes Lagerelement 20 bereit, das konkav gestaltet ist, um den konvex gekrümmten Kondylus einer komplementär aufgenommenen Oberschenkelkomponente aufzunehmen und zu stützen (in der 9 gezeigt). Dieses Lagerelement 20 ist üblicherweise aus einem Kunststoffmaterial mit hoher Dichte, wie z. B. Polyethylen oder dergleichen, ausgebildet. Die 1 bis 3 zeigen das Schienbeinteil 10, das eine einheitliche Konstruktion aufweist, die aus einem Kunststoffmaterial mit hoher Dichte ausgebildet ist, obwohl klar ist, dass das Lagerelement 20 als eine separate Komponente zum Zusammenbau mit einer Schienbeinplatte oder -plattform, die aus einem anderen Material, wie z. B. Titan oder einer Titanlegierung oder einem anderen geeigneten, biologisch verträglichen Material ausgebildet ist, oder alternativ als ein Schienbeinteil bereitgestellt sein kann, das vollständig aus einem geeigneten biologisch verträglichen Metallmaterial ausgebildet sein kann.
Die Unterseite des Schienbeinteils 10 definiert die Ansetzoberfläche 12, die üblicherweise eine Gruppierung von flachen, sich schneidenden Nuten 23 umfasst, die in einer ansonsten im Wesentlichen flachen oder planaren Oberfläche ausgebildet sind. Die Abstandshalterzapfen 14 ragen von dieser flachen Oberfläche mit einer kontrollierten und vorzugsweise einheitlichen Höhe vor. Wie es am Besten in der 1 gezeigt ist, sind ein mediales Paar und ein laterales Paar der Abstandshalterzapfen 14 gemäß einer bevorzugten Form der Erfindung jeweils mit einem ausgewählten anterior-posterior-Abstand bereitgestellt. Darüber hinaus weisen die Abstandshalterzapfen 14 eine gekrümmte, vorzugsweise konkave Profilform für ein verbessertes mechanisches, verriegelndes Eingreifen mit Knochenzement auf, wie es detaillierter beschrieben wird.
Die Flusseingrenzungswand 16 umgibt die Ansetzoberfläche 12 und die davon vorragenden Abstandshalterzapfen 14 bzw. grenzt diese ab. In der bevorzugten Konfiguration ist die Flusseingrenzungswand 16 in einem geringen Abstand von dem Umfang des Schienbeinteils 10 eingesetzt, um einen um den Umfang verlaufenden Absatz 24 zu definieren, der mit einer aufgerauhten Oberflächentextur aufgebaut sein kann oder in sonstiger Weise mit einer porösen Knocheneinwachsoberfläche ausgebildet sein kann. Die Höhe der Flusseingrenzungswand 16 ist größer als die Höhe der Abstandshalterzapfen 14, wie es am Besten in den 1 und 2 gezeigt ist. In einer bevorzugten Form ragen die Abstandshalterzapfen 14 von der Ansetzoberflächenebene um eine Distanz von etwa 2 mm aufwärts, wohingegen die Flusseingrenzungswand 16 von der Ansetzoberflächenebene um eine Distanz von etwa 6 mm aufwärts ragt. Die Flusseingrenzungswand 16 wirkt mit den Abstandshalterzapfen 14 und der Ansetzoberfläche 12 zusammen, so dass ein offener Innenraum 26 zum Aufnehmen einer Menge an Knochenzement festgelegt wird.
Die 3 und 4 zeigen ein Glättwerkzeug 28 zur Verwendung beim partiellen Füllen des Knochenzementinnenraums 26 der Schienbeinkomponente 10 mit einer Menge an Knochenzement 30 bis zu einer im Wesentlichen einheitlichen Tiefe. Wie es gezeigt ist, weist das Glättwerkzeug 28 einen Kopf 32 auf, der auf einem Griff 34 montiert ist, wobei der Kopf 32 eine Größe und eine Form für eine einschiebbare Eindrückaufnahme in den Knochenzementinnenraum 26 des Schienbeinteils 10 aufweist. Eine überschüssige Menge des Knochenzements 30 ist zunächst in diesem Innenraum 26 angeordnet und das Glättwerkzeug 28 wird dann verwendet, um den Knochenzement 30 zu einer einheitlichen Tiefe zu verteilen. Dieser Verteilungsschritt findet durch Drücken des Werkzeugkopfs 32 in den Innenraum 26 statt, um den Knochenzement zu einer einheitlichen Tiefe zu verteilen, die ausreichend ist, um die Abstandshalterzapfen 14 zu bedecken, jedoch unter der Spitze der Flusseingrenzungswand 16 liegt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Zement 30 innerhalb des Innenraums 26 zu einer Tiefe von etwa 2 bis 4 mm oberhalb der Spitzen der Zapfen 14 geglättet. Die 4 zeigt den Kopf 32 des Glättwerkzeugs 28, der partiell in den Schienbeinteilinnenraum 26 gedrückt ist, wobei beachtet werden sollte, dass der Kopf 32 in den Innenraum 26 gedrückt wird, bis ein äußerer Rand 32' die Spitze der Flusseingrenzungswand 16 in Eingriff nimmt. Überschüssiger Knochenzement und Luft werden durch eine Vielzahl von Lüftungsöffnungen 36, die in dem Werkzeugkopf 32 ausgebildet sind, entweichen gelassen.
Die 5 und 6 zeigen ein Eindringwerkzeug 38 zur Verwendung bei der Gestaltung des oberen Endes des Schienbeinknochens 40 für ein anschließendes Anzementieren des Schienbeinteils 10. Wie es gezeigt ist, weist das Eindringwerkzeug 38 eine Grundplatte 42, die an einem Griff 44 montiert ist, mit einem nach außen abstehenden Schneidrand 46 auf, der mit einer Konfiguration ausgebildet ist, die zu der Flusseingrenzungswand 16 an dem Prothesenteil 10 passt. Der Schneidrand 46 weist in der bevorzugten Form der Erfindung eine Höhe auf, die der Differenz zwischen der Höhe der Flusseingrenzungswand 16 und den Abstandshalterzapfen 14 entspricht. Der Schneidrand 46 wirkt mit der Grundplatte 42 zur Festlegung einer flachen Vertiefung 48 zusammen, die gegebenenfalls zum Aufnehmen einer Menge des Knochenzements 30 verwendet werden kann, wobei die 5 diesen Innenraum 48 in einem partiell gefüllten Zustand zeigt, so dass Konstruktionsdetails der Grundplatte 42 und des Schneidrands 46 veranschaulicht werden.
Gemäß der 6 wird das Eindringwerkzeug 38 gegen den partiell vorbehandelten Knochen 40 gedrückt. Ein Stoßwerkzeug 50 kann verwendet werden, um das Eindringwerkzeug 38 gegen den Knochen des Patienten vorzutreiben, so dass der Schneidrand 46 in dem vorbehandelten Knochen des Patienten eine flache Vertiefung 52 bildet. Gleichzeitig wird der von dem Eindringwerkzeug 38 mitgeführte Knochenzement 30 in die poröse Spongiosa in dem Bereich gedrückt, der von dem Schneidrand 46 abgegrenzt wird, und füllt diesen.
Wie es in den 7 und 8 gezeigt ist, wird das Eindringwerkzeug 38 dann von dem Knochen 40 des Patienten entfernt, worauf das Prothesenteil 10 durch Drücken angeordnet wird. Das Prothesenteil 10 wird so angeordnet, dass die Flusseingrenzungswand 16 sicher in der flachen Vertiefung 52 angeordnet ist. Dies ordnet die Ansetzfläche 12 in einer vorgegebenen beabstandeten Beziehung zu dem vorbehandelten Knochen des Patienten an, wobei alle der Vielzahl von Abstandshalterzapfen 14 den vorbehandelten Knochen des Patienten fest kontaktieren. In dieser Position wird, wie es am Besten in der 8 gezeigt ist, der Knochenzement 30 in den porösen Knochen des Patienten gedrückt, so dass eine Grenzschicht in einem eng verbundenen Kontakt mit dem Knochen gebildet und mit jedwedem Knochenzement, der vorher durch das Eindringwerkzeug 38 in den Knochen gedrückt worden ist, innig verbunden wird. Dieser Knochenzement 30 wird auch durch den zusätzlichen Knochenzement innig kontaktiert, der auf dem Schienbeinteil 10 in dem Bereich vorliegt, der die Abstandshalterzapfen 14 umgibt, so dass ein Zementmantel 18 mit minimaler Dicke festgelegt wird. Dieser Mantel 18 weist eine kontrollierte und im Wesentlichen einheitliche Tiefe über die gesamte Ansetzgrenzfläche auf. Es ist wichtig, dass die Flusseingrenzungswand 16 mit der komplementären Vertiefung 52 zusammenwirkt, um den Knochenzement 30 gegen ein laterales Austreten einzuschränken, was jeweils zu einem Ansetzen mit einer im Wesentlichen optimierten Festigkeit führt.
Die 9 bis 15 zeigen die Erfindung bezüglich eines alternativen Prothesenteils, nämlich eines Oberschenkelteils 110 für eine Kniegelenkprothese. Der allgemeine Aufbau des Oberschenkelteils 110 und das dazugehörige Ansetzverfahren entsprechen denjenigen, die vorstehend im Zusammenhang mit dem in den 1 bis 8 gezeigten Schienbeinteil 10 gezeigt und beschrieben worden sind, weshalb die in den 9 bis 15 gezeigten Strukturen, die zu denjenigen, die bereits in den 1 bis 8 gezeigt und beschrieben worden sind, direkt analog sind, durch entsprechende Bezugszeichen, die um 100 erhöht sind, angegeben sind.
Insbesondere weist das Oberschenkelteil 110 eine mehrflächige Geometrie für ein im Wesentlichen komplementär passendes Aufnehmen eines vorbehandelten unteren Endes des Oberschenkels 140 des Patienten auf (12 bis 15). Die mehrflächige Konfiguration umfasst eine Ansetzfläche 112 mit einer Vielzahl von aufwärts ragenden kurzen Abstandshalterzapfen 114 in einer Kombination mit einer Flusseingrenzungswand 116. Geeignete flache Nuten 123 sind normalerweise in der Ansetzoberfläche 112 ausgebildet. Die Abstandshalterzapfen 14 weisen eine Höhe auf, die kleiner ist als die Höhe der Flusseingrenzungswand 116. Die Flusseingrenzungswand 116 wirkt mit den Abstandshalterzapfen 114 und der Ansetzoberfläche 112 zusammen, so dass ein offener Innenraum 126 zum Aufnehmen einer Menge an Knochenzement 130 (11) festgelegt wird, der mittels eines Glättwerkzeugs 128 (10 und 11), das demjenigen entspricht, das vorstehend bezüglich des Schienbeinteils 10 beschrieben worden ist, bis zu einer Tiefe oberhalb der Spitzen der Abstandshalterzapfen 114 geglättet wird. Das Glättwerkzeug 128 umfasst einen Kopf 132 mit darin vorliegenden Lüftungsöffnungen 136 und einen Griff 134.
Ein Eindringwerkzeug 138 ist gemäß den 12 und 13 zum Endformen des resektierten Oberschenkelknochens 140 des Patienten bereitgestellt. Wie es gezeigt ist, weist das Eindringwerkzeug 138 eine mehrflächige Grundplatte 142 auf, die an einem Paar von Griffen 144 montiert ist, wobei ein kurzer Schneidrand 146 von der Grundplatte in einer Konfiguration vorragt, die im Allgemeinen der Flusseingrenzungswand 116 des Oberschenkelteils 110 entspricht. Auf diese Weise ist ein offener Innenraum 148 auf dem Eindringwerkzeug 138 definiert, der zum Aufnehmen einer Menge an Knochenzement 130 verwendet werden kann. Auch hier zeigen die veranschaulichenden Zeichnungen den Innenraum 148 nur partiell mit dem Knochenzement 130 gefüllt, um Konstruktionsdetails des Eindringwerkzeugs zu zeigen. Das Eindringwerkzeug wird gedrückt und kann mit einem Werkzeug 150 (13) gegen den Knochen des Patienten gestoßen werden, um eine flache Vertiefung 152 zu bilden und gleichzeitig den Knochenzement 130 in die poröse Spongiosa vorzutreiben.
Die anschließende Entfernung des Eindringwerkzeugs (14) ermöglicht ein anliegendes Anordnen des Oberschenkelteils 110 mit Knochenzement, der vorher darin angeordnet worden ist, wie es in den 14 und 15 gezeigt ist. Die Flusseingrenzungswand 116 ist innerhalb der ausgebildeten Vertiefung 152 angeordnet, wobei die Abstandshalterzapfen 114 den Knochen des Patienten kontaktieren. Als Ergebnis wird ein Zementmantel 118 mit einer kontrollierten und vorzugsweise einheitlichen Dicke über die Ansetzgrenzfläche und in einer innigen Verbindung mit jedwedem Knochenzement bereitgestellt, der vorher in die Spongiosa gedrückt worden ist. Daraus resultiert eine Ansetzgrenzfläche mit einer im Wesentlichen optimalen Festigkeit.
Die 16 bis 24 veranschaulichen eine alternative bevorzugte Form der Erfindung bezüglich eines weiteren Schienbeinteils 210 für eine Kniegelenkprothese, wobei das Schienbeinteil 210 und ein entsprechend modifiziertes Eindringwerkzeug 250 für eine Größeneinstellung innerhalb eines Bereichs von Größen angepasst sind, um eine Anpassung an eine Verwendung mit Knochen innerhalb eines Bereichs von Größen in verschiedenen Patienten vorzunehmen. Der allgemeine Aufbau und das dazugehörige Ansetzverfahren entsprechen auch hier denjenigen, die vorstehend im Zusammenhang mit den 1 bis 8 gezeigt und beschrieben worden sind, weshalb die in den 16 bis 24 gezeigten Strukturen, die zu denjenigen, die vorstehend gezeigt und beschrieben worden sind, direkt analog sind, durch entsprechende Bezugszeichen, die um 200 erhöht sind, angegeben sind.
Insbesondere umfasst das Schienbeinteil 210 ein Paar von verschiebbar miteinander verbundenen Prothesenteilelementen 60 und 62, die, wenn sie gemäß den 16 bis 19 zusammengebaut sind, eine Unterseite mit einer Ansetzfläche 212, die von der Flusseingrenzungswand 216 umgeben oder begrenzt ist, festlegen. Die Ansetzfläche 212 ist ohne Oberflächendetails gezeigt, jedoch ist klar, dass diese Ansetzfläche 212 eine Gruppierung von Oberflächendiskontinuitäten umfassen kann und typischerweise umfassen wird, wie z. B. die flachen, sich schneidenden Nuten 23, die in der 1 gezeigt sind. Darüber hinaus veranschaulichen die 16 bis 20 eine Vielzahl von kurzen Abstandshalterzapfen 214, die sich von der Ansetzfläche 212 aufwärts erstrecken, obwohl solche Abstandshalterzapfen 214 optional sind und weggelassen werden können. Die obere Seite des Schienbeinteils 210 ist für ein anliegendes Aufnehmen und ein Stützen eines geeigneten Lagerelements 220, wie z. B. durch eine Einschnappmontage, darauf in einem Innenraum 64 angepasst, wie es am Besten in den 17 und 19 gezeigt ist.
Die zwei Prothesenteilelemente 60 und 62 (16 bis 20) legen zusammenwirkend die Flusseingrenzungswand 216 fest. Diesbezüglich sind die zwei Prothesenteilelemente 60 und 62 in der Form von verschiebbaren zusammenpassenden medialen und lateralen Komponenten gezeigt, die jeweils ein nach oben ragendes Wandsegment 66 und 68 mit einer im Allgemeinen U-förmigen Geometrie umfassen. Diese zwei Wandsegmente 66, 68 werden, wenn die Prothesenteilelemente 60, 62 zusammengebaut werden, so angeordnet, dass ihre offenen Seiten aufeinander gerichtet sind. Es ist wichtig, dass die Wandsegmente 66, 68 so groß sind, dass deren Enden verschiebbar überlappen, so dass der Umfang der Flusseingrenzungswand 216 definiert wird.
Das Prothesenteilelement 60 ist so konfiguriert, dass es eine lateral offene Federnut 70 festlegt, die im Allgemeinen zentral mit dessen Ansetzflächenabschnitt ausgebildet ist, um sich entlang einer medial-lateralen Achse zu öffnen. Wie es in den 17 und 20 gezeigt ist, umfasst diese Federnut 70 eine unterschnittene Nut 72. Das andere Prothesenteilelement 62 ist so konfiguriert, dass es eine lateral vorragende Feder 74 festlegt, die als Verlängerung von dessen Ansetzfläche entlang einer medial-lateralen Achse vorragt, um eine im Wesentlichen komplementäre Gleitaufnahme in der Federnut 70 bereitzustellen. Diese Feder 74 legt eine Seitenkante mit einer nach außen ragenden Lippe 76 für eine Gleitaufnahme in die Federnutrille 72 fest. Durch diesen Aufbau werden die zwei Prothesenteilelemente in einer Weise verschiebbar eingepasst, dass sie eine Größeneinstellung in der medial-lateralen Richtung aufnehmen, um das Schienbeinteil 210 für ein angemessenes Einpassen des vorbehandelten Knochens des Patienten in einen bestimmten Patienten einzustellen. Über einen signifikanten Bereich der Größeneinstellung überlappen die Wandsegmente 66, 68 verschiebbar, so dass die begrenzende Flusseingrenzungswand 216 festgelegt wird.
Es ist eine Sperreinrichtung vorgesehen, um die zwei Prothesenteilelemente in der gewünschten Einstellungsposition sicher zu verriegeln. Die 16 bis 20 zeigen die Sperreinrichtung in einer bevorzugten Form, so dass sie eine Vielzahl von nach unten offenen und vorzugsweise angesenkten Schraubenöffnungen 78 umfasst, die an beabstandeten Stellen entlang der Länge der Feder 74 ausgebildet sind. Diese Schraubenöffnungen 78 sind mit darunterliegenden Gewindelöchern 80 ausgerichtet, die in einer Basis 82 der Federnut 70 ausgebildet sind. Diese Anordnung stellt mehrere Positionen einer medial-lateralen Ausrichtung bereit, um eine oder mehrere Schraubenöffnungen) 78 mit den Löchern 80 auszurichten und dann durch den Einbau von einer oder mehreren Sperrschraube(n) 83 ein sicheres Eingreifen des Teils zu ermöglichen.
Die 21 bis 24 zeigen das modifizierte Eindringwerkzeug 250 zu Verwendung in dem Verfahren des Einbaus des Schienbeinteils 210 der 16–20. Wie es gezeigt ist, umfasst das modifizierte Eindringwerkzeug 250 die Grundplatte 242, die zusammenwirkend durch ein Paar von Werkzeugelementen 84 und 86 festgelegt ist, die für eine einstellbare, ineinander verschiebbare Verbindung gestaltet sind. Die zwei Werkzeugelemente 84 und 86 bilden den aufwärts ragenden Schneidrand 246 mittels eines jeweiligen Paars von im Allgemeinen U-förmigen Randsegmenten 88 und 90, deren offenen Seiten in einer verschiebbar überlappenden und ineinander sitzenden Beziehung vorliegen. Wie bei dem Schienbeinteilgegenstück 210 legt das Werkzeugelement 84 eine zentrale und lateral offene Federnut 92 fest, in der eine Nut 94 für eine Gleitaufnahme einer zentralen und sich lateral erstreckenden Feder 96 verläuft, die eine Kante mit einer vorragenden Lippe 98 auf dem Werkzeugelement 86 aufweist. Eine oder mehrere Sperrschraube(n) 100 ist bzw. sind durch eine oder mehrere Schraubenöffnung(en) 102 in der Feder 96 und in darunter liegende Gewindelöcher 104 in einer Oberfläche unterhalb der Federnut 92 festgezogen, und zwar zum verriegelnden Ineingriffbringen der Werkzeugelemente 84, 86 miteinander in einer festgelegten Größeneinstellposition. Ein Griff 244 ist an dem Werkzeugelement 84 bereitgestellt.
Bei der Verwendung wird die Größe des Schienbeinteils 210 für ein geeignetes Zusammenpassen mit dem vorbehandelten Knochen 40 des Patienten eingestellt, wie es in der 25 gezeigt ist. Die Größe des Eindringwerkzeugs 250 wird dann auf die gleiche Größe und das Schienbeinteil eingestellt. Das Eindringwerkzeug 250 kann dann in der vorstehend bezüglich der 5 bis 7 beschriebenen Weise verwendet werden, um eine flache Vertiefung 52 (25) in den vorbehandelten Knochen 40 des Patienten zu schneiden. Danach wird das Schienbeinteil 210 in geeigneter Weise mit Knochenzement 30 befüllt und dann gegen den Knochen des Patienten angeordnet, wobei die Flusseingrenzungswand 216 innerhalb der flachen Vertiefung 52 angeordnet ist. Die Flusseingrenzungswand 216 erreicht den tiefsten Teil innerhalb der Vertiefung 52, so dass die Ansetzfläche 212 in dem ausgewählten und im Wesentlichen einheitlichen Abstand von der Knochenoberfläche positioniert wird. Die Abstandshalterzapfen 214, wenn diese bereitgestellt sind, kontaktieren zusätzlich den Knochen des Patienten, um einen korrekten Sitz sicherzustellen.
Die 26 veranschaulicht eine weitere Modifizierung der Erfindung, die auf jede der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen anwendbar ist. Die 26 zeigt einen Abschnitt eines Schienbeinteils 310, der gemäß dem Schienbeinteil 10 von 1 oder dem Schienbeinteil 210 von 16 aufgebaut sein kann. In dieser Version umfasst das Schienbeinteil 310 eine Ansetzfläche 312, die von einer aufwärts ragenden Flusseingrenzungswand 316 umgeben oder begrenzt ist. Es ist wichtig, dass die Flusseingrenzungswand 316 eine Innenfläche 317 festlegt, die sich von der Ansetzfläche 312 aufwärts erstreckt, wobei diese Innenfläche unterschnitten ist. In der bevorzugten Geometrie erstreckt sich die Innenwandfläche 317 von der Ansetzfläche 312 winklig nach oben und einwärts, wie es in der 26 ersichtlich ist, und endet dann in einem kurzen, sich aufwärts erstreckenden Segment. Die unterschnittene Fläche 317 wird effektiv mit Knochenzement fixiert, wenn das Schienbeinteil auf einem vorbehandelten Knochen eines Patienten aufliegt.
Für den Fachmann sind viele verschiedene weitere Modifizierungen und Verbesserungen des Protheseteils 10 der vorliegenden Erfindung offensichtlich. Diesbezüglich sollte beachtet werden, dass die Prinzipien der Erfindung auf verschiedene Gelenkprothesenteile angewandt werden können, einschließlich Kniescheibenimplantate für Kniegelenke, Hüftgelenkspfannen für Hüftgelenke und andere Prothesevorrichtungen. Demgemäß soll die Erfindung durch die vorstehende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen mit Ausnahme der beigefügten Ansprüche nicht beschränkt werden.

Claims

Gelenkprothesensystem zum im Wesentlichen komplementären Anpassen und Anzementieren eines Gelenkprothesenteils an einen vorbehandelten Knochen des Patienten, das aufweist: ein Gelenkprothesenteil (10, 110, 210, 310), das eine Ansetzfläche (12, 112, 212, 312) bildet, und eine Flusseingrenzungswand (16, 116, 216, 316), die mindestens einen Teil der Ansetzfläche umgrenzt, wobei die Ansetzfläche und die Flusseingrenzungswand gemeinsam einen offenen Innenraum (26, 126) zur Aufnahme eines Quantums Knochenzement (30, 130) bilden; und wobei die Flusseingrenzungswand eine solche Größe und Gestalt hat, dass der vorbereitete Knochen des Patienten im wesentlichen komplementär aufgenommen wird; dadurch gekennzeichnet, dass die Flusseingrenzungswand eine Einrichtung bildet, die beim Ansetzen des Gelenkprothesenteils an den vorbereiteten Knochen des Patienten ein Entweichen eines wesentlichen Teils des im Innenraum befindlichen Knochenzements aus dem Raum zwischen der Ansetzfläche und dem vorbereiteten Patientenknochen verhindert; und dass weiterhin mindestens ein Abstandhalterzapfen (14, 114, 214) vorgesehen ist, der aus der Ansetzfläche aufwärts ragt und eine Höhe hat, die geringer ist als die der Flusseingrenzungswand, wobei der mindestens eine Abstandhalterzapfen beim Anpassen des Gelenkprothesenteils an den vorbereiteten Knochen des Patienten die Ansetzfläche in einer vorbestimmten Abstandszuordnung zu diesem hält, um einen Knochenzementmantel vorbestimmter Dicke zwischen der Ansetzfläche und dem vorbereiteten Knochen des Patienten zu bilden.
System nach Anspruch 1, bei dem in die Ansetzfläche (12, 112, 212, 312) mindestens eine Nut (23, 123) eingeformt ist.
System nach Anspruch 1, bei dem der mindestens eine Abstandhalterzapfen (14, 114, 214) eine Vielzahl von Abstandhalterzapfen umfasst.
System nach Anspruch 1, bei dem der mindestens eine Abstandhalterzapfen (14, 114, 214) eine nicht lineare Profilgestalt hat.
System nach Anspruch 1, bei dem die Flusseingrenzungswand (16, 116, 216, 316) die Ansetzfläche umschließt.
System nach Anspruch 1, bei dem das Prothesenteil (210, 310) ein Paar ineinander schiebbarer Elemente (60, 62) aufweist, mit denen die Größe des Prothesenteils wahlweise einstellbar ist, wobei eine Sperreinrichtung (83) vorgesehen ist, mittels der die ineinander schiebbaren Elemente in einer gewählten, einer Größe entsprechenden Einstellung arretierbar sind.
System nach Anspruch 6, bei dem die ineinander passenden Elemente (60, 62) ein Paar allgemein U-förmiger Wandteile (66, 68) aufweisen, deren offene Enden bei ineinander geschobenen Elementen überlappend ineinander passen, wobei die Wandteile gemeinsam die Flusseingrenzungswand bilden.
System nach Anspruch 6, bei dem die beiden ineinander schiebbaren Elemente (60, 62) eine Feder (74) bzw. eine Federnut (70) aufweisen, die passend ineinander schiebbar sind.
System nach Anspruch 6, bei dem die Sperreinrichtung mindestens eine Feststellschraube (83) aufweist, die die beiden ineinander passenden Elemente (60, 62) in einer von mehreren Größeneinstellpositionen miteinander verbindet.
System nach Anspruch 1, dessen Flusseingrenzungswand (316) eine unterschnittene Innenfläche (317) hat, die von der Ansetzfläche (312) weg aufwärts verläuft.
System nach Anspruch 1, weiterhin mit einer Einrichtung (38, 138, 250), mit der sich im vorbereiteten Knochen des Patienten eine flache Vertiefung einer Größe und Gestalt ausbilden lässt, die beim Ansetzen des Prothesenteils an den vorbereiteten Knochen des Patienten die Flusseingrenzungswand (16, 116, 216, 316) im wesentlichen komplementär passend aufnehmen kann.
System nach Anspruch 11, bei dem die die Vertiefung bildende Einrichtung ein Eindringwerkzeug (38, 138, 250) mit einer Grundplatte (42, 142, 242) aufweist, von der ein Schneidrand (46, 146, 246) absteht, der zum Ausbilden der Vertiefung in den Eingriff mit dem vorbereiteten Knochen des Patienten bringbar ist.
System nach Anspruch 11, bei dem die die Vertiefung bildende Einrichtung (38, 138, 250) weiterhin eine Einrichtung aufweist, mittels der beim Ansetzen des Prothesenteils an den vorbereiteten Knochen des Patienten an einer Stelle an der Ansetzfläche ein Quantum Knochenzement in den vorbereiteten Knochen des Patienten eindrückbar ist.
System nach Anspruch 12, bei dem das Eindringwerkzeug (250) ein Paar ineinander verschiebbarer Werkzeugteile (84, 86) aufweist, mittels deren die Größe des Eindringwerkzeugs wahlweise einstellbar ist, wobei eine Sperreinrichtung (100) vorgesehen ist, mit der die ineinander schiebbaren Werkzeugteile sich in einer gewählten Größeneinstellposition arretieren lassen.
System nach Anspruch 14, bei dem die ineinander sitzenden Werkzeugteile (84, 86) ein Paar allgemein U-förmiger Schneidrandsegmente (88, 90) aufweisen, deren offene Enden überlappend ineinandersitzen, wenn die Werkzeugteile eineinander geschoben sind, wobei die Schneidrandsegmente betrieblich den Schneidrand (246) bilden.
System nach Anspruch 14, bei dem die beiden ineinander passenden Werkzeugteile (84, 86) eine Feder (96) bzw. eine Federnut (92) aufweisen.
System nach Anspruch 14, bei dem die Sperreinrichtung mindestens eine Sperrschraube (100) aufweist, die die beiden ineinander schiebbaren Werkzeugteile (84, 86) miteinander verbindet
System nach Anspruch 1, weiterhin mit einer Einrichtung, mit der der Innenraum im Prothesenteil mit einer Menge Knochenzement in einer Schicht füllbar ist, deren Tiefe mindestens geringfügig größer ist als der Abstandhalterzapfen (14, 114, 214, 314) hoch.
System nach Anspruch 18, bei dem die Fülleinrichtung ein Glättwerkzeug (28, 128) mit einem Kopf (32, 132) aufweist, der im wesentlichen komplementär in den Innenraum einschiebbar ist und in dem mehrere Lüftungsöffnungen (36, 136) ausgebildet sind.