DE69925942T2

DE69925942T2 - Reibsystem für längliche Hüftgelenkpfanne

Info

Publication number: DE69925942T2
Application number: DE69925942T
Authority: DE
Inventors: Stephen F. Raynham Wilson; Farid Bruce Briarcliff Manor Khalili
Original assignee: DePuy Products Inc
Current assignee: DePuy Products Inc
Priority date: 1998-01-20
Filing date: 1999-01-19
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2019-01-20
Also published as: BR9900300A; DE69925942D1; EP0931513A2; EP0931513B1; US5919195A; ES2245497T3; JPH11267143A; JP4204686B2; EP0931513A3

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Reibsysteme und insbesondere ein System zum Reiben von Knochen als Vorbereitung auf die Implantation eines prothetischen Glieds, zum Beispiel einer Hüftgelenkpfannenprothese.
AUSGANGSSITUATION DER ERFINDUNG
Die Gelenkarthroplastik ist ein gutbekanntes Operationsverfahren zum Ersetzen eines erkrankten und/oder defekten natürlichen Gelenks durch ein prothetisches Gelenk. Einer Gelenkarthroplastik werden für gewöhnlich Hüft-, Knie-, Ellbogen- und andere Gelenke unterzogen. Die Gesundheit und der Zustand des zu ersetzenden Gelenks bestimmen die Art der Prothese, durch die das natürliche Gelenk zu ersetzen ist.
Bei einer völligen Arthroplastik der Hüfte wird eine Hüftgelenkpfannenprothese in den Hüftgelenkpfannenhohlraum im Becken implantiert, um die natürliche Hüftgelenkpfanne zu ersetzen. Die Hüftgelenkpfanne muß bei verschiedenen Gelenkzuständen ersetzt werden, zum Beispiel bei Vorhandensein einer mangelhaften Gelenkfläche für einen Kopf oder eine Kugel eines prothetischen Femoralkomponente. Eine völlige Athroplastik der Hüfte ist auch in bestimmten Fällen von Entwicklungsdysplasie der Hüfte (EDH) gerechtfertigt, in denen der natürliche Hüftgelenkpfannenhohlraum nicht die richtige Form für die Ermöglichung einer ausreichenden Gelenkbewegung hat.
Um eine Hüftgelenkpfannenprothese zu implantieren wird ein Hohlraum in die Hüftgelenkpfanne gerieben. Dann wird die Hüftgelenkpfannenprothese in den gebildeten Hohlraum eingeführt und dort mit mechanischen Mitteln, durch Preßsitz oder durch eine Kombination von beiden gesichert. Die Hüftgelenkpfannenprothese wird bezüglich der Anatomie des Patienten ortsfest im Becken positioniert und sollte stabil bleiben.
In Fällen, wenn der Hüftgelenkpfannenhohlraum keine im allgemeinen sphärische Form aufweist, kann es notwendig sein, eine längliche Hüftgelenkpfannenprothese zu implantieren. Solche Fälle umfassen Gelenkzustände, wenn eine implantierte (typischerweise hemisphärische) Hüftgelenkpfannenprothese nach oben gewandert ist oder bestimmte Fälle von EDH vorliegen. Die längliche Geometrie der Prothese kompensiert die längliche Form des Hüftgelenkpfannenhohlraums. Ein Typ der länglichen Hüftgelenkpfannenprothesen weist eine äußere Kontur auf, die durch zwei einander benachbarte Halbkugeln bestimmt ist. Ein Beispiel für eine Dual-Hüftgelenkpfannenprothese 10 wird in 1A und 1B gezeigt. Die Prothese 10 weist eine äußere Fläche 12 auf, die durch eine erste primäre Halbkugel 14 bestimmt ist, die in eine sekundäre Halbkugel 16 übergeht. Die primäre Halbkugel bestimmt eine primäre Außenfläche 18 und die sekundäre Halbkugel bestimmt eine sekundäre Außenfläche 19. Die primäre Halbkugel 14 weist eine konkave innere Fläche 17 auf, die so angepaßt ist, daß sie die Einlage zur Aufnahme eines Kopfs oder einer Kugel eines prothetischen Oberschenkelglieds aufnehmen kann.
Wenn eine solche längliche Hüftgelenkpfannenprothese lediglich durch Preßsitz gesichert werden soll, ist es wichtig, daß der Hohlraum innerhalb genauer Maßtoleranzen gebildet wird. Wenn ein ordnungsgemäßer Sitz nicht erreicht wird, ist eine dauerhafte Befestigung einer durch Preßsitz gesicherten Hüftgelenkpfannenprothese in der Hüftgelenkpfanne nicht möglich. Es ist jedoch schwierig, beim Reiben des Hüftgelenkpfannenhohlraums den erforderlichen Grad an Präzision zu erreichen, wenn herkömmliche Instrumente verwendet werden.
Zur Implantation der länglichen Hüftgelenkpfannenprothese wird der Hohlraum in der Hüftgelenkpfanne typischerweise in zwei getrennten Phasen gebildet. Zuerst wird der echte Hüftgelenkpfannenhohlraum gebildet, der auch als primärer oder natürlicher Hüftgelenkpfannenhohlraum bezeichnet wird. Im allgemeinen richtet ein Chirurg ein herkömmliches Reibe-/Antriebsinstrument auf die Hüftgelenkpfanne aus und reibt den primären oder natürlichen Hüftgelenkpfannenhohlraum in eine hemisphärische Form. 2 zeigt ein Anschauungsbeispiel für ein Reibe-/Antriebsinstrument 20 nach dem Stand der Technik zum Reiben des natürlichen Hüftgelenkpfannenhohlraums 22 in der Hüftgelenkpfanne 24. Das Bilden des natürlichen Hüftgelenkpfannenhohlraums unter Verwendung des Reibe-/Antriebsinstruments 20 ist ein relativ unkomplizierter Vorgang. Beim Bilden des Pseudo- oder Defekthohlraums für eine längliche Prothese 10 sollte der bereits gebildete natürliche Hohlraum 22 jedoch als Bezugspunkt verwendet werden, um einen Hohlraum zu schaffen, der an die äußere Fläche 12 der länglichen Prothese 10 angepaßt ist.
3 zeigt einen Instrumententyp nach dem Stand der Technik, nämlich ein korbförmiges Reibe-/Antriebsinstrument 30, zum Bilden des Pseudohüftgelenkpfannenhohlraums im Anschluß an das Reiben des echten Hüftgelenkpfannenhohlraums. In der vorliegenden Beschreibung soll sich „Reibe/Antrieb" auf ein Instrument insgesamt beziehen und „Reibe" auf den drehenden Kopf zur Entfernung von Gewebe. Die Vorrichtung 30 enthält eine gebogene Führung 32 zur Plazierung im geriebenen natürlichen Hohlraum und eine Reibe 34 zur Entfernung von Knochengewebe. Die Reibe 34 ist mit einem Elektrobohrmechanismus zum Drehen der Reibe verbindbar. US 5,290,315 zeigt eine ähnliche Vorrichtung.
Zum Bilden des Pseudohüftgelenkpfannenhohlraums bestimmt der Chirurg zuerst visuell die Stelle, an der der Pseudohohlraum gebildet werden soll. Die Stelle für den Pseudo- oder Defekthohlraum wird irgendwo an der Peripherie des natürlichen Hüftgelenkpfannenhohlraums 22 liegen (2). Nach dem Plazieren der Führung 32 in dem geriebenen natürlichen Hohlraum rollt der Chirurg die Reibe 34 in Richtung des zu reibenden Bereichs, um den Pseudohüftgelenkpfannenhohlraum zu bilden. Während des Rollens der Reibe zum Bilden des Defekthohlraums ist es jedoch schwierig, die Ausrichtung des Instruments relativ zu der Hüftgelenkpfanne beizubehalten. Außerdem ist nicht ohne weiteres ersichtlich, wann die gewünschte Knochenmenge entfernt worden ist. Es ist also schwierig, einen dual-hemisphärischen Hüftgelenkpfannenhohlraum mit der erforderlichen Präzision für eine dauerhafte Befestigung einer länglichen, Preßsitz-Hüftgelenkpfannenprothese zu bilden.
Ein anderer Nachteil von bekannten korbförmigen Reibe-/Antriebsinstrumenten besteht in ihrem Mangel an Modularität unter den verschiedenen Komponenten. Im allgemeinen wird ein Hohlraum gerieben, indem nacheinander immer größere Reiben verwendet werden. Jede Reibe ist jedoch so angepaßt, daß sie nur mit einem bestimmten Reibe-/Antriebsinstrument koppelbar ist, dessen Größe so gewählt ist, daß es die jeweils gegebene Reibe aufnehmen kann. Da sich also jedes Reibe-/Antriebsinstrument nur für die Bereitstellung jeweils einer Hohlraumgröße eignet, werden zum Vorbereiten eines Hüftgelenkpfannenhohlraums in der Hüftgelenkpfanne mehrere Reibe-/Antriebsinstrumente benötigt.
Es wäre wünschenswert, ein modulares Reibsystem zum Bilden eines Hohlraums von komplexer Geometrie bereitzustellen, wobei die Form des Hohlraums der äußeren Fläche einer länglichen Hüftgelenkpfannenprothese genau angepaßt ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt ein Reibsystem für das präzise Bilden eines Hohlraums, der eine komplexe Geometrie aufweist, bereit. Obwohl die Erfindung hier in erster Linie im Zusammenhang mit dem Reiben einer Hüftgelenkpfanne zum Implantieren einer länglichen Hüftgelenkpfannenprothese gezeigt und beschrieben ist, sollen andere Anwendungen der Erfindung aber nicht ausgeschlossen werden.
In einer Ausführungsform ist das Reibsystem besonders nützlich für das Bilden eines zweiten Hohlraums in der Hüftgelenkpfanne bezüglich eines ersten Hohlraums zum Implantieren einer Hüftgelenkpfannenprothese mit einer durch zwei Halbkugeln gekennzeichneten bzw. dualhemisphärischen äußeren Fläche. Das Reibsystem umfaßt ein Reibe-/Antriebsinstrument mit einer Lagerplatte mit einem ersten Abschnitt, der an das distale Ende einer Handhabe gekoppelt ist, und einem zweiten Abschnitt, der an ein längliches Antriebselement gekoppelt ist. Ein proximales Ende der Handhabe erleichtert das Positionieren des Instruments. Das Antriebselement hat ein distales Reibenanschlußende und ein proximales Ende zum Koppeln mit einem Mechanismus zum Drehen des distalen Reibenanschlußendes des Antriebselements. Das distale Reibenanschlußende ist axial in Richtung zu und von einer distalen Fläche der Lagerplatte weg beweglich, um den zweiten Hohlraum zu bilden. Zum Positionieren des distalen Reibenanschlußendes bezüglich des bereits gebildeten ersten Hohlraums enthält das System außerdem zumindest ein Lokalisierungselement, das entfernbar und versetzbar an der distalen Fläche der Lagerplatte anbringbar ist.
In einer weiteren Ausführungsform enthält das System eine Vielzahl von Reiben, wobei jede Reibe unterschiedliche Außendimensionen und jeweils eine innere Fläche, die mit dem distalen Reibenanschlußende des einzigen Antriebselements verbindbar ist, aufweist. Die Reiben und das Antriebselement stellen ein modulares Reibsystem bereit, mit dem die Größe des Hohlraums stufenweise vergrößerbar ist, indem nacheinander Reiben mit jeweils zunehmenden Außendimensionen am Antriebselement angebracht werden.
In einer weiteren Ausführungsform enthält das Reibsystem eine Vielzahl von Lokalisierungselementen, wobei jedes Lokalisierungselement eine Geometrie aufweist, die einer Reibe von bestimmter Größe entspricht. In einem Ausführungsbeispiel hat jedes Lokalisierungselement einen Grundabschnitt, der mit einer Lagerplatte verbindbar ist, und einen oberen Abschnitt mit einer äußeren Fläche, wobei zumindest ein Teil der äußeren Fläche einen Teil einer Kugel bildet. Die gebogene äußere Fläche ist so angepaßt, daß sie innerhalb der hemisphärischen inneren Fläche des bereits gebildeten ersten Hohlraums plazierbar ist. Jedes Lokalisierungselement weist eine Geometrie auf, die wirksam zum Positionieren einer bestimmten Reibe ist, so daß der zweite Hohlraum so gebildet wird, daß er sich mit einem bestimmten Abschnitt der zu implantierenden länglichen Hüftgelenkpfannenprothese ergänzt.
In einer anderen Ausführungsform enthält das System ein Führungselement, welches an der Handhabe sicherbar ist, um den Abduktions- und den Anteversionswinkel des Antriebselements bezüglich des Patienten anzuzeigen. In einem Ausführungsbeispiel hat das Führungselement einen Schaftabschnitt mit ersten und zweiten Armabschnitten, die von einem Ende des Schaftabschnitts ausgehen. Das andere Ende des Schaftabschnitts ist mit der Handhabe verbindbar, so daß das Führungselement um die Längsachse der Handhabe drehbar ist. Die Ausrichtung der Schaft- und Armabschnitte des Führungselements in bezug auf den Patienten zeigt sichtbar die jeweiligen Abduktions- und Anteversionswinkel an, in denen der zweite Hohlraum gerieben wird.
Das Instrument wird zusammengesetzt, indem eine Reibe zum Bilden eines zweiten Hohlraums von gewünschter Größe ausgewählt und die Reibe am distalen Reibenanschlußende des Antriebselements gesichert wird. Ein entsprechendes Lokalisierungselement wird dann an der Lagerplatte befestigt. Das Führungselement ist mit der Handhabe verbunden und das proximale Ende des Antriebselements an einen Bohrmechanismus gekoppelt.
Zum Bilden des Hohlraums wird das Lokalisierungselement im bereits gebildeten ersten Hohlraum positioniert. Das Führungselement zeigt eine visuelle Anzeige der Abduktions- und der Anteversionsposition des Instruments bezüglich des Patienten an. Wie dem Fachmann bekannt ist, wird der Abduktionswinkel bezüglich der Transversalebene gemessen, die den Körper in obere und untere Abschnitte unterteilt. Der Anteversionswinkel wird bezüglich der Koronal- oder Frontalebene gemessen, die eine Grenze zwischen vorderen und hinteren Abschnitten des Körpers bildet. In einer Ausführungsform wird das Instrument in einem vorbestimmten Abduktionswinkel positioniert, wenn der Schaftabschnitt des Führungselements bei einem waagerecht liegenden Patienten senkrecht verläuft. Das Instrument wird in einem vorbestimmten Anteversionswinkel positioniert, wenn die Längsachse des Antriebselements auf eine Spitze des ersten oder zweiten Armabschnitts des Führungselements ausgerichtet ist.
Die Stelle, an der der zweite oder Defekthohlraum zu bilden ist, wird dann von dem Chirurg bestimmt. Das Instrument wird unter Beibehaltung der Abduktions- und Anteversionsausrichtung des Instruments um den ersten oder echten Hüftgelenkpfannenhohlraum gedreht (mit dem Lokalisierungselement im ersten Hohlraum). Das Führungselement ist um die Längsachse der Handhabe drehbar, um die Positionierung des Instruments beim Reiben des zweiten Hohlraums zu erleichtern, wobei die Ausrichtung der Außenfläche der primären Halbkugel bzw. Hemisphäre des Implantats beibehalten wird. Nachdem das Instrument positioniert ist, wird das Antriebselement axial von der Lagerplatte wegbewegt, um zum Bilden des Defekthohlraums Gewebe zu entfernen. Dadurch wird in der Hüftgelenkpfanne ein Hohlraum von komplexer Geometrie präzise gebildet, um ein dual-hemisphärisches Hüftgelenkpfannenglied aufzunehmen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Durch die folgende ausführliche Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung verständlicher. Es zeigt:
1A eine perspektivische Ansicht einer länglichen Hüftgelenkpfannenprothese nach dem Stand der Technik;
1B einen Querschnitt der Hüftgelenkpfannenprothese nach dem Stand der Technik in 1A entlang der Linie 1B-1B;
2 eine perspektivische Ansicht eines Reibe-/Antriebsinstruments nach dem Stand der Technik;
3 eine perspektivische Ansicht einer korbförmigen Reibe nach dem Stand der Technik;
4A eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Reibsystems in einer ersten Stellung;
4B eine perspektivische Ansicht des Reibsystems in 4A in einer zweiten Stellung;
5A eine Seitenansicht des Reibsystems in 4A in der ersten Stellung;
5B eine Seitenansicht des Reibsystems in 4A in der zweiten Stellung;
6 eine Vorderansicht des Reibsystems in 4A;
7 eine Draufsicht des Reibsystems in 4A;
8 eine Seitenansicht im Teilquerschnitt eines distalen Abschnitts des Reibsystems in 4A;
9 eine Vorderansicht eines Antriebselements, das einen Abschnitt des Reibsystems in 4A bildet;
10 eine Seitenansicht einer Lagerplatte, die einen Abschnitt des Reibsystems in 4A bildet;
11 eine Seitenansicht eines Lokalisierungselements, das einen Abschnitt des Reibsystems in 4A bildet;
12 eine perspektivische Ansicht einer Reihe von Reiben, die einen Abschnitt einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reibsystems bilden; und
13 eine perspektivische Ansicht einer Reihe von Lokalisierungselementen, die einen Abschnitt einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reibsystems bilden.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
4A bis 11 veranschaulichen ein Beispiel für ein Reibsystem 100, das ein Instrument 102 enthält, das ein mit einer Reibe 106 verbindbares Antriebselement 104 und eine an eine Lagerplatte 110 gekoppelte längliche Handhabe 108 aufweist. Ein Lokalisierungselement 113 geht von der Lagerplatte 110 aus für die Einführung in einen bereits gebildeten Hohlraum, um das Instrument 102 zu positionieren. Das Reibsystem 100 ist, wie weiter unten beschrieben, besonders nützlich für das Bilden eines Pseudo- oder Defekthüftgelenkpfannenhohlraums in der Hüftgelenkpfanne 24 bezüglich eines bereits gebildeten primären Hohlraums 22 zum Implantieren einer länglichen Hüftgelenkpfannenprothese 10 (siehe 1).
Die Handhabe 108 weist ein proximales Ende 112 mit einem Handgriff 114 zur Erleichterung der Positionierung des Instruments 102 auf. Ein distales Ende 116 der Handhabe ist an einem ersten Abschnitt 118 der Lagerplatte gesichert. Die Handhabe 108 kann an die Lagerplatte 110 unter Verwendung verschiedener Eingriffsmechanismen gekoppelt werden, die einen lösbaren oder permanenten Eingriff und auch Kombinationen davon bereitstellen können. In einer Ausführungsform ist das distale Ende 116 der Handhabe in eine Bohrung 120 (siehe 8) einführbar, die in einem Handhabeeingriffsabschnitt 122 gebildet ist, der von einer proximalen Fläche 124 der Lagerplatte ausgeht. Gewinde 126, die am distalen Ende 116 der Handhabe ausgebildet sind, können in Gewinde 128, die auf der inneren Fläche der Bohrung ausgebildet sind, eingreifen, um die Handhabe 108 mit der Lagerplatte 110 zu verschrauben.
Die Lagerplatte 110 weist einen zweiten Abschnitt 130 mit einem Antriebselementführungsabschnitt 132 auf, der von der proximalen Fläche 124 der Lagerplatte ausgeht. Eine Bohrung 134 (siehe 8) verläuft durch den Antriebselementführungsabschnitt 132 mit einem Lager 136 (siehe 10) zumindest teilweise innerhalb der Bohrung. Der Antriebselementführungsabschnitt 132 und das Lager 136 sichern das Antriebselement 104 in einem festen Winkel bezüglich der Handhabe 108, wobei gleichzeitig die axiale und die Dreh-Bewegung des Antriebselements bezüglich der Lagerplatte 110 ermöglicht wird.
Wie in 10 zu sehen ist, geht der zweite Abschnitt 130 der Lagerplatte vom ersten Abschnitt 118 in einem Winkel A aus. Die abgewinkelte Lagerplatte 110 positioniert die Handhabe 108 und das Antriebselement 104 im Winkel A. Dieser Winkel entspricht, wie weiter unten beschrieben, dem Winkel, der von den primären und sekundären Außenflächen des prothetischen Hüftgelenkpfannenglieds gebildet wird. Der Winkel A der ersten und zweiten Abschnitte 118, 130 der Lagerplatte kann zwischen ungefähr null Grad und ungefähr fünfundvierzig Grad variieren, bevorzugter zwischen ungefähr fünfzehn Grad und ungefähr zwanzig Grad.
Das Antriebselement 104 hat ein distales Reibenanschlußende 136, das von einer distalen Fläche 138 der Lagerplatte ausgeht. Die Reibe 106 ist wählbar mit dem distalen Ende 136 verbindbar, so daß die Reibe schnell mit dem Antriebselement 104 in Eingriff bringbar und von diesem lösbar ist. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel endet das distale Reibenanschlußende 136 in einer ringförmigen Montierplatte 140, die jederzeit mit der Reibe 106 in Eingriff bringbar ist. Die Reibe 106 wird durch Ausüben von axialem Druck an der Platte 140 montiert und durch Betätigen eines mechanisch vorbelasteten Auslöseschalters 142 gelöst (siehe 8). Es versteht sich jedoch, daß ein Fachmann den hier beschriebenen Reibenanschlußmechanismus 140, 142 ohne weiteres modifizieren kann.
Eine Schelle 144 ist in einem vorbestimmten Abstand von der Spitze des distalen Reibenanschlußendes 136 am Antriebselement 104 befestigt. Die Schelle 144 ist wirksam, um die axiale Bewegung des distalen Reibenanschlußendes 136 von der distalen Fläche 138 der Lagerplatte weg zu begrenzen. Insbesondere grenzt die Schelle 144 bei einem maximalen Aus zug der Reibe 106 (siehe 4B) an den Antriebselementführungsabschnitt 132 der Lagerplatte an. Bei voll eingezogener Reibe 106 (siehe 4A) befindet sich die Schelle 144 in einem gewählten Abstand vom Antriebselementführungsabschnitt 132 und das distale Reibenanschlußende 136 des Antriebselements ist der Lagerplatte 110 benachbart.
Das proximale Ende 146 des Antriebselements ist so angepaßt, daß es zum Drehen des Antriebselements 104 und der Reibe 106 mit einem herkömmlichen (nicht gezeigten) Bohrmechanismus koppelbar ist. Solche Bohrmechanismen sind dem Fachmann gut bekannt.
Das Antriebselement 104 kann verschiedene Bauelemente enthalten, die das Drehen und den distalen Auszug der Reibe 106 ermöglichen, während gleichzeitig ein fester Winkel relativ zu der Lagerplatte 110 und der Handhabe 108 beibehalten wird. Im Ausführungsbeispiel gemäß 9 enthält das Antriebselement 104 ein inneres Element 148, das innerhalb eines konzentrischen äußeren Elements 150 drehbar ist.
Insbesondere auf 5A, 5B, 8 und 11 Bezug nehmend weist das Lokalisierungselement 113 einen Grundabschnitt 152, der mit der distalen Fläche 138 der Lagerplatte 110 verbindbar ist, und einen oberen Abschnitt 154 mit einer äußeren Fläche 156 auf, die so geformt ist, daß sie den gebildeten echten Hüftgelenkpfannenhohlraum ergänzt. Wie weiter unten ausführlicher beschrieben ist, positioniert das Lokalisierungselement 113 die Reibe 106 so, daß der Pseudohüftgelenkpfannenhohlraum unter Bezugnahme auf die Lage des bereits gebildeten echten Hüftgelenkpfannenhohlraums gebildet wird. In einem Ausführungsbeispiel bildet die äußere Fläche 156 des Lokalisierungselements einen Abschnitt einer Kugel, der den durch die Reibe 106 gebildeten sphärischen Hohlraum ergänzt. In einer Ausführungsform ist die Längsachse der Handhabe 108 auf den Mittelpunkt der sphärischen Form, die teilweise durch die äußere Fläche 156 des Lokalisierungselements gebildet wird, ausgerichtet.
Der obere Abschnitt 154 des Lokalisierungselements enthält auch eine gebogene innere Fläche 157. Die innere Fläche 157 ist im allgemeinen konkav, so daß das Lokalisierungselement 113 und die Reibe 106 sich nicht gegenseitig beeinträchtigen. Es ist wichtig, daß die Reibe 106 von der Lagerplatte 110 aus axial ausziehbar ist, ohne das Lokalisierungselement 113 zu berühren. Die innere Fläche 157 sollte so dimensioniert sein, daß ein ausreichender Abstand von der Reibe 106 gewährleistet ist, damit sich entferntes Gewebe von der rotierenden Reibe lösen kann.
Der Grundabschnitt 152 des Lokalisierungselements weist eine Endfläche 158 auf, von der erste und zweite Stäbe 160a, b ausgehen (siehe 11). Die Stäbe 160 sind in entsprechende erste und zweite Bohrungen 162 im ersten Abschnitt 118 der Lagerplatte 110 einführbar. Die Stäbe 160 sind genau so angeordnet, daß die äußere Fläche 156 des Lokalisierungselements bezüglich des Antriebselements 104 und der Reibe 106 positionierbar ist.
Das Lokalisierungselement 113 ist mittels verschiedener Befestigungsmechanismen an der Lagerplatte 110 sicherbar. Beispielhafte Mechanismen enthalten Befestigungselemente wie zum Beispiel Muttern, Bolzen, Schrauben, Preßsitzabmessungen und andere abnehmbare Mechanismen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Lokalisierungselement 113 mit einer Halteschraube 164, die sich durch eine Öffnung in der Lagerplatte 110 in eine entsprechende Gewindebohrung 165 im Lokalisierungselement 113 erstreckt, an der Lagerplatte sicherbar.
Das Reibsystem 100 kann auch einen Führungsmechanismus 166 zum Bereitstellen von Informationen zum Anteversions- und Abduktionswinkel für einen Bediener enthalten. In einem Ausführungsbeispiel weist der Führungsmechanismus 166 ein Führungselement 168 mit einem Schaft 170 und ersten und zweiten, eine V-Form bildenden Armen 172a, b auf. Wie zu sehen ist, sind die Arme 172 senkrecht zum Schaftabschnitt 170 angeordnet. Ein distales Ende 174 des Schafts ist in eine Bohrung einführbar, die in einem an die Handhabe 108 gekoppelten Ausrichtblock 176 ausgebildet ist. Der Ausrichtblock 176 ist um eine Längsachse der Handhabe 108 drehbar, wenn die Reibe, wie weiter unten beschrieben, zum Bilden des Defekthohlraums positioniert wird.
Die Bohrung im Ausrichtblock 176 ist so ausgebildet, daß sich der Schaft 170 in einem Winkel C (siehe 5A) von ungefähr einhundert und fünfunddreißig Grad bezüglich der Handhabe vom Ausrichtblock ausgeht. Wenn die Arme 172 bei einem auf dem Operationstisch liegenden Patienten waagerecht verlaufen, ist der gewünschte Beispielabduktionswinkel von ungefähr fünfundvierzig Grad erreicht. Wie dem Fachmann bekannt ist, wird der Abduktionswinkel bezüglich der halbierenden Transversalebene bestimmt.
Wie 7 zeigt, bilden die ersten und zweiten Arme 172a, b der Führung einen Beispielwinkel D von ungefähr vierzig Grad. Der Winkel D gabelt sich in zwei Abschnitte von je zwanzig Grad, um beim Bilden des Pseudohüftgelenkpfannenhohlraums einen Anteversionswinkel von ungefähr zwanzig Grad bereitzustellen. Wie dem Fachmann bekannt ist, wird der Anteversionswinkel bezüglich der Koronal- oder Frontalebene gemessen. Die Arme 172 dienen beim Ausrichten des Reibe-/Antriebsinstruments als Führungen für den Bediener. Insbesondere wird das Antriebselement 104 axial auf ein Ende eines der Arme 172 ausgerichtet, um beim Bilden des Pseudohüftgelenkpfannenhohlraums einen Anteversionswinkel von ungefähr zwanzig Grad bereitzustellen.
In einer anderen, in 12 gezeigten Ausführungsform enthält das erfindungsgemäße Reibsystem 100 eine Reihe unterschiedlich dimensionierter Reiben 106a–f, um ein modulares System bereitzustellen. Jede der Reiben 106 hat eine Außendimension, die zum Reiben eines Hohlraums einer bestimmten Größe geeignet ist. Das Reibsystem 100 erfordert ein einziges Reibe-/Antriebsinstrument 102, das mit jeder der Reiben 106 verbindbar ist. Somit ist die Verwendbarkeit des Reibe-/Antriebsinstruments nicht auf das Bilden eines Hohlraums von nur einer einzigen Größe beschränkt, wie bei Reibevorrichtungen nach dem Stand der Technik.
Wie 13 zeigt, kann das System 100 auch eine Reihe von Lokalisierungselementen 113a, b von unterschiedlicher Größe enthalten. Das System kann eine beliebige Anzahl von Reiben und Lokalisierungselementen enthalten, auch wenn hier nur zwei Lokalisierungselemente 113 zu sehen sind. Jedes Lokalisierungselement 113 entspricht einem zu implantierenden prothetischen Hüftgelenkpfannenglied von einer bestimmten Größe und/oder einer zum Bilden des Pseudohüftgelenkpfannenhohlraums zu verwendenden Reibe 106. Mit zunehmender Größe des dual-hemisphärischen Hüftgelenkpfannenglieds nimmt auch die Größe des entsprechenden Lokalisierungselements 113 zu, um die Reibe 106 an der gewünschten Stelle zu positionieren. Für zu implantierende Hüftgelenkpfannenprothesen aller Größen stellt das entsprechende Lokalisierungselement 113 also einen Bezugspunkt für das Bilden des Pseudohüftgelenkpfannenhohlraums bezüglich des geriebenen echten Hüftgelenkpfannenhohlraums bereit.
Aufgrund der Geometrie der Lokalisierungselemente 113 muß die Schelle 144 nicht für jede Reibe oder Hüftgelenkpfannenprothese einzeln eingestellt werden. Die Lokalisierungselemente 113 sind so ausgebildet, daß der durch die Schelle 144 bestimmte maximale Reibenauszug der für die ausgewählte Reibe und Hüftgelenkpfannenprothese gewünschten Tiefe entspricht.
Die Gesamtdimensionen des Reibe-/Antriebsinstruments und verschiedener Bauelemente können variieren, um eine gewünschte Geometrie des natürlichen und des Defekthohlraums zu erreichen, damit diese Hohlräume der äußeren Fläche eines bestimmten prothetischen Hüftgelenkpfannenglieds entsprechen. Es versteht sich, daß ein Fachmann die hier beschriebenen Beispielformen und -dimensionen ohne weiteres modifizieren kann.
Die äußere Fläche der Reiben 106 kann beispielsweise einen Radius von 45, 48, 51, 54, 57, 60 und 63 Millimetern haben. Der Radius der sphärischen äußeren Fläche 156 der entsprechenden Lokalisierungselemente 113 kann ungefähr 20 Millimeter bis ungefähr 40 Millimeter betragen.
Es versteht sich, daß die oben beschriebenen Dimensionen nur als Beispiele angeführt worden sind und daß ein Fachmann die hier speziell gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen ohne weiteres modifizieren kann, ohne vom Schutzbereich und Geist der Erfindung abzuweichen.
Der dualgeometrische Hüftgelenkpfannenhohlraum wird in einer als Beispiel gewählten Aufeinanderfolge von Schritten auf die Aufnahme des Hüftgelenkpfannenglieds vorbereitet. Der Hüftgelenkpfannenbereich des Patienten wird zuerst geröntgt, um die Hüftgelenkpfannenkonfiguration zu bestimmen und eventuelle anatomische Anomalien, Dysplasien und/oder Beinlängendiskrepanzen festzustellen. Dann sind in der präoperativen Phase Schablonen zur Bestimmung der Größe des zu implantierenden Hüftgelenkpfannenglieds einsetzbar.
Das Bilden eines Hohlraums, der der komplexen Geometrie der länglichen Hüftgelenkpfannenprothese entspricht, erfolgt in zwei getrennten Reibschritten. Zuerst wird der natürliche oder echte Hüftgelenkpfannenhohlraum 22 in der Hüftgelenkpfanne 24 gebildet (siehe 2). Dieser Hohlraum wird unter Verwendung eines herkömmlichen, dem Fachmann gutbekannten Reibe-/Antriebsinstruments 20 gerieben. Der gebildete natürliche Hüftgelenkpfannenhohlraum 22 weist eine hemisphärische Form zur Aufnahme eines entsprechenden primären Abschnitts der länglichen Hüftgelenkpfannenprothese auf.
Der Pseudo- oder Defekthüftgelenkpfannenhohlraum wird unter Verwendung des erfindungsgemäßen Reibsystems 100 gebildet. Der Pseudohüftgelenkpfannenhohlraum entspricht dem sekundären oder länglichen Abschnitt 16 des länglichen Hüftgelenkpfannenimplantats 10 (siehe 1). Der Pseudohüftgelenkpfannenhohlraum sollte bezüglich des bereits geriebenen natürlichen Hüftgelenkpfannenhohlraums positioniert und unter genauester Einhaltung der Maßtoleranzen gebildet werden. Die ordnungsgemäße Positionierung und Geometrie des Pseudohüftgelenkpfannenhohlraums gewährleisten einen sicheren Preßsitz für das Implantat zur dauerhaften Befestigung der implantierten Hüftgelenkpfannenprothese.
Ausgehend von der Größe der zu implantierenden länglichen Hüftgelenkpfannenprothese werden, wie oben beschrieben, eine entsprechende Reibe 106 und ein entsprechendes Lokalisierungselement 113 ausgewählt und am Instrument 102 gesichert. Die Stelle, an der der Pseudohüftgelenkpfannenhohlraum gebildet werden soll, wird dann visuell durch den Chirurg bestimmt.
Es versteht sich, daß die Ausrichtung des echten Hüftgelenkpfannenhohlraums so zu erfolgen hat, daß der primäre Abschnitt 14 der Hüftgelenkpfannenprothese ordnungsgemäß ausgerichtet ist, um den Kopf des prothetischen Oberschenkelglieds aufzunehmen. Die Hüftgelenkpfannenprothese 10 sollte so implantiert werden, daß der Oberschenkelknochen des Patienten eine optimale Bewegungsfreiheit hat und die anatomische Gelenkbewegung im möglichen Umfang widergespiegelt wird. Beim Bilden des Pseudohüftgelenkpfannenhohlraums zur Aufnahme des sekundären Abschnitts 16 der länglichen Hüftgelenkpfannenprothese sollte also der echte Hüftgelenkpfannenhohlraum als Bezugspunkt gewählt werden.
Das Instrument 102 wird bezüglich des bereits gebildeten natürlichen Hüftgelenkpfannenhohlraums positioniert, indem das Lokalisierungselement 113 im gebildeten natürlichen Hüftgelenkpfannenhohlraum 22 plaziert wird. Unter Verwendung der Führung 166 wird das Instrument in eine Position gebracht, in der der Abduktionswinkel ungefähr fünfundvierzig Grad und der Anteversionswinkel ungefähr zwanzig Grad betragen. Insbesondere sollte das Schaftelement 170 der Führung senkrecht verlaufen (siehe 5A) und der erste oder zweite Arm 172a, b der Führung auf die Längsachse des Antriebselements 104 ausgerichtet sein (siehe 7).
Die Handhabe 108 wird unter Beibehaltung der gewünschten Anteversions- und Abduktionsausrichtung um den echten Hüftgelenkpfannenhohlraum gedreht, bis die Reibe 106 auf die Stelle, an der der Pseudohüftgelenkpfannenhohlraum gebildet werden soll, ausgerichtet ist. Während des Drehens dreht sich der Ausrichtblock 176 um die Handhabe 108, um die Beibehaltung der Anteversions- und Abduktionsausrichtung zu ermöglichen, also die Ausrichtung der primären Außenfläche des länglichen Implantats beizubehalten. Die sphärische äußere Fläche 156 des Lokalisierungselements dreht sich mühelos im gebildeten sphärischen natürlichen Hüftgelenkpfannenhohlraum, um einen Bezugspunkt zum Reiben des Pseudohüftgelenkpfannenhohlraums bereitzustellen.
An diesem Punkt weist das Instrument 102 die gewünschte Anteversions- und Abduktionsausrichtung auf und die Reibe 106 ist auf die Stelle ausgerichtet, an der der Pseudohüftgelenkpfannenhohlraum gebildet werden soll. Dann wird der (nicht gezeigte) Antriebsmechanismus aktiviert, um das Antriebselement 104 und die Reibe 106 zu drehen. Der Bediener übt axialen Druck auf das Antriebselement 104 aus, um einen Auszug der Reibe 106 in distaler Richtung entlang der Längsachse des Antriebselements, also weg von der Lagerplatte 110, zu bewirken. Die Anteversions-/Abduktionsposition des Instruments 102 wird während des Reibvorgangs beibehalten. Der distale Auszug der Reibe 106 setzt sich fort, bis die Schelle 144 den Antriebselementführungsabschnitt 132 der Lagerplatte berührt. Durch die kolbenartige Bewegung der Reibe 106 wird ein Pseudohüftgelenkpfannenhohlraum mit genauer Tiefe und Kontur gebildet.
Dann wird der Zustand des durch eine komplexe Geometrie gekennzeichneten Hohlraums unter Verwendung eines länglichen Probeimplantats beurteilt und die Hüftgelenkpfannenprothese mit Hilfe bekannter Operationsverfahren in den gebildeten Hohlraum eingeführt.
Der Fachmann wird aus den oben beschriebenen Ausführungsformen weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung entnehmen können. Folglich soll die Erfindung nicht durch das speziell Gezeigte und Beschriebene, sondern lediglich durch die beigefügten Ansprüche beschränkt sein.

Claims

Reibsystem (100) zum Bilden eines zweiten Hohlraums bezüglich eines ersten Hohlraums, umfaßend: eine längliche Handhabe (108) mit einem proximalen Ende (112) und einem distalen Ende (116); eine Lagerplatte (110) mit einem ersten Abschnitt (118), der an die Handhabe (108) gekoppelt ist und einen zweiten Abschnitt (130), wobei die Lagerplatte (110) des weiteren eine proximale Fläche und eine distale Fläche (138) enthält; mindestens ein Lokalisierungselement (113), das entfernbar und versetzbar an die Lagerplatte (110) anbringbar ist; und ein längliches Antriebselement (104), das an den zweiten Abschnitt (130) der Lagerplatte (110) gekoppelt ist, wobei das Antriebselement (104) ein distales Reibenanschlußende (136) und ein proximales Ende zum Koppeln mit einem Antriebsmechanismus zum Drehen des Antriebselements (104) umfaßt, wobei das distale Reibenanschlußende (136) axial in Richtung zu und von der distalen Fläche (138) der Lagerplatte (110) weg beweglich ist.
System (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das System des weiteren eine Montierplatte (140) enthält, die am distalen Ende des Antriebselements (104) angeordnet ist, wobei die Montierplatte (140) mit einer Reibe (108) verbunden werden kann.
System (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das System des weiteren eine Vielzahl von Reiben (106) enthält, wobei jede Reibe unterschiedliche Außendimensionen aufweist und jeweils eine innere Fläche, die mit dem distalen Reibenanschlußende (136) des Antriebselements (104) verbunden werden kann, aufweist.
System (100) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lokalisierungselement (113) einen proximalen Abschnitt aufweist, der mit der Lagerplatte (110) verbunden werden kann, sowie einen distalen Abschnitt mit einer äußeren Fläche, die zumindest teilweise eine im Allgemeinen sphärische Form aufweist, wobei eine Längsachse der Handhabe (108) mit einem Mittelpunkt der sphärischen Form ausgerichtet ist.
System (100) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lokalisierungselement (113) einen proximalen Abschnitt aufweist, der mit der Lagerplatte (110) verbunden werden kann, sowie einen distalen Abschnitt mit einer äußeren Fläche, die zumindest teilweise eine im Allgemeinen sphärische Form aufweist, wobei der proximale Abschnitt des Lokalisierungselements (113) zumindest einen Montierstab umfaßt, der in eine Bohrung (120), die in der Lagerplatte (110) gebildet ist, einführbar ist.
System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das System weiterhin eine Schelle (114) umfaßt, die an dem Antriebselement (104) befestigt ist, um die Bewegung des distalen Reibenanschlußendes (136) des Antriebselements (104) weg von der distalen Fläche der Lagerplatte (110) zu begrenzen.
System (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schelle (144) an die proximale Fläche der Lagerplatte (110) bei einem maximalen Auszug des distalen Endes des Antriebselements (104) von der Lagerplatte (110) angrenzt.
System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das System weiterhin ein Führungselement (166) enthält, welches an der Handhabe (108) sicherbar ist zum Bereitstellen von einem Abduktions- bzw. Anteversionswinkel der Reibe (106) in Bezug auf einen Patienten.
System (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (166) einen Schaftabschnitt (170) mit einem ersten Ende aufweist, welches mit der Handhabe (108) verbunden werden kann, und einem zweiten Ende, von dem erste und zweite Armabschnitte (172a, b) ausgehen.
System (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Armabschnitte (172a, b) im Allgemeinen senkrecht zu dem Schaftabschnitt (170) angeordnet sind.
System (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Armabschnitte (172a, b) einen Winkel bilden, der proportional zu einem ausgewählten Anteversionswinkel für den zweiten Hohlraum ist.
System (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaftabschnitt (170) der Führung (166) wirksam ist, um einen Winkel mit der Handhabe (108) zu bilden, der einem vorbestimmten Abduktionswinkel für den zweiten Hohlraum entspricht.
System (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Handhabe (108) weiterhin ein drehbares Element enthält, welches mit dem ersten Ende des Führungselementschaftabschnitts (170) verbunden werden kann, wobei das drehbare Element an einen Zwischenabschnitt der Handhabe (108) befestigt ist und wählbar drehbar um eine Längsachse der Handhabe (108) ist.
System (100) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (166) um die Handhabe (108) drehbar ist, so daß jeder der ersten und zweiten Armabschnitte (172a, b) bezüglich der Längsachse des Antriebselements (104) positionierbar ist.
System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt (130) der Lagerplatte (110) von einem ersten Abschnitt der Lagerplatte (110) in einem Winkel von ungefähr fünf Grad bis zu ungefähr fünfundvierzig Grad verläuft.
System (100) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel, der durch die Handhabe (108) und das Antriebselement (104) gebildet wird, im wesentlichen dem Winkel entspricht, der von den ersten und zweiten Abschnitten (118, 130) der Lagerplatte (110) gebildet wird.
System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Handhabe (108) und das Antriebselement (104) einen Winkel zwischen ungefähr null Grad und ungefähr fünfundvierzig Grad bilden.
Reibsystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Bilden eines zweiten Hohlraums in Bezug auf einen bereits gebildeten ersten Hohlraum, umfassend: das längliche Antriebselement (104), welches ein proximales Ende zum Koppeln mit einem Antriebsmechanismus aufweist und ein distales Ende mit einer Montierplatte (140), wobei die Montierplatte (140) mit einer Vielzahl von Reiben (106) zum Bilden eines zweiten Hohlraums verbunden werden kann, wobei jede Reibe (106) einen Hohlraum unterschiedlicher Größe bildet; die Lagerplatte (110), die proximale und distale Flächen mit einer Öffnung, die sich zwischen diesen erstreckt, aufweist, wobei die Lagerplatte (110) weiterhin erste und zweite Abschnitte (118,130) enthält, die in einem Winkel zueinander stehen, wobei ein Abschnitt des Antriebselements (104) in der Bohrung gesichert ist, um das Antriebselement (104) in Bezug auf die Lagerplatte (110) zu positionieren; die Handhabe (108), die ein proximales Ende (112) zur Manipulation durch einen Benutzer und ein distales Ende (116), das an der Lagerplatte (110) gesichert ist, aufweist; und mindestens ein Lokalisierungselement (113), das wählbar mit dem zweiten Abschnitt (130) der Lagerplatte (110) verbunden werden kann, wobei das Lokalisierungselement (113) einen Bezugspunkt zum Positionieren der Reibe (106) in Bezug auf den ersten Hohlraum bereitstellt.
System (100) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Vielzahl der Reiben (106) einen unterschiedlichen Radius aufweist.
System (100) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Lokalisierungselement (113) einen Grundabschnitt enthält, von dem ein Stab ausgeht zum Einführen in eine entsprechende Bohrung (120), welche in der Lagerplatte (110) gebildet ist, sowie ein oberer Abschnitt mit einer äußeren Fläche, die eine Kontur aufweist, zum Ergänzen der Form des ersten Hohlraums geeignet ist.
System (100) nach Anspruch 20, wobei die äußere Fläche des Lokalisierungselements (113) den Abschnitt einer Kugel bildet.
System (100) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse des Antriebselements (104) im Wesentlichen mit einem Mittelpunkt der Kugel, welche teilweise durch die äußere Fläche des Lokalisierungselements (113) gebildet wird, ausgerichtet ist.
System (100) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Lokalisierungselement in Bezug auf die Größe einer jeweiligen Reibe aus einer Vielzahl von Reiben dimensioniert ist.
System (100) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das System weiterhin eine Vielzahl von Lokalisierungselementen (113) enthält, wobei jedes eine Geometrie aufweist, die effektiv zum Positionieren einer jeweiligen Reibe aus einer Vielzahl von Reiben (106) in Bezug auf den ersten Hohlraum ist.
System (100) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Vielzahl von Lokalisierungselementen (113) eine äußere Fläche aufweist, welche einen Kugelabschnitt bildet und ein Mittelpunkt jedes Lokalisierungselements (113) auf der Längsachse des Antriebselements (104) beim Sichern auf der Lagerplatte (110) ausgerichtet ist.
System (100) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das distale Ende des Antriebselements (104) axial zwischen einer ersten Position nahe der Lagerplatte (110) und einer zweiten Position in einem gewählten Abstand von der Lagerplatte (110) beweglich ist.
System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das System weiterhin eine Schelle (144) umfaßt, die an dem Antriebselement (104) befestigt ist, um die Bewegung des distalen Endes des Antriebselements (104) weg von der Lagerplatte (110) zu begrenzen.