DE8814941U1 - Spezial-Fräser zur Anwendung in der Implantattechnik - Google Patents

Description

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Spezial-Fräser
Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf rotierende und oszillierende Spezialfraser zur Anwendung vor allem in der Implantattechnik, z.B. Endoprothetik, vorgesehen für Ausnehmungen (Ausfräsungen) zur Erstellung dauerhaft fester Verankerungen der Komponenten.

Bei den in der Implantattechnik und Endoprothetik üblichen Verankerungselementen besteht das Problem \J der dauerhaften" Stabilität der Verankerungskomponen

ten .

Vor allem durch Knochenschwund und -aörieb kommt es häufig zur frühzeitigen Lockerung der im Knochen verankerten Komponenten. Dabei führen vor allem Zugbelastungen in Richtung Öffnung der knöchernen Höhlungen zur Lockerung der Komponenten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, knöcherne Höhlungen zu erstellen, bei welchen ein mäßiger Knochenverlust (-schwund, -abrieb oder dgl.) nicht zwangsläufig zur instabilen Lockerung der Verankerungskomponenten führen muß, auch nicht bei Zugbelastungen in Richtung Öffnung der knöchernen Höhlung.

Die erfindungsgemäße Lösung erfolgt dadurch, daß Spezialfraser erstellt werden, mit welchen knöcherne Ausfräsungen für Verankerungen möglich sind, bei welchen in der Tiefe dei* Aushöhlung mindestens in einem Abschnitt der Querschnitt und/oder der Durchmesser größer ist als der Querschnitt und/oder der Durchmesser im Bereich der Eintrittsöffnung der Höhlung. Dabei sind rotierende und auch oszillierende Fräser vorgesehen.

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Spezial-Fräser
Beschreibung

Die Lösung erfolgt dadurch, daß die Fräser in die Höhlung, welche z.B. zylindrisch (Fig. la) oder halbkugelig (Fig. Ic) (oder dgl.) ist, eingebracht werden und daß dann in der Höhlung bei der Rotation oder Oszillation um die Drehachse gleichzeitig
vorzugsweise kontinuierlich - die fräsenden Teile so verstellt werden, daß die Höhlung in der Tiefe weiter ausgefräst wird, während gleichzeitig ein r\ knöcherner Erker im Bereich der Öffnung stehen

bleibt (vgl. Fig. Ib bis Ie). Dieser stehengebliebene knöcherne Erker dient als wesentliches Element zur Erreichung der "primären Stabilität".

Die erfindungstechnische Lösung ist im folgenden anhand von drei wesentlichen Beispielen dargestellt. Die Lösung erfolgt dadurch, daß

1.) (z.B.) bogig angeordnete Fräslamellen (Fig. 3), die auf einer Achse (z.B. kugelig: vgl. Fig 4; Bereich K) angeordnet sind (Fig.3). vorzugsweise am distalen Ende der Achse befestigt sind (vgl.

( Fig. 3) und vorzugsweise am proximalen Ende der

^ ^ - Achse - vorzugsweise entlang der Achse - verschiebbar sind (vgl. Fig. 3, Fig. 4).
Durch das Zusammendrücken der Lamellen, also durch Verschiebung entlang der Achse (vgl. Fig. 3), wird die Form der Hüllkurve (vgl. Fig. 4) so verändert, daß dadurch der Querschnitt resp. Durchmesser in der Tiefe der Höhlung größer wird (Fig. 4). Die Vergrößerung des Querschnittes resp. des Durchmessers ist das zu nutzende Prinzip der oben beschriebenen knöchernen Ausfräsung.

Die Form der Ausfräsung ist abhängig von der Form und der Stellung des Fräsers im Ausgangszustand. Im Ausgangszustand kann der Fräser z.B. auch spindelförmig sein; in diesem Fall könnte die knöcherne Höhlung im Ausgangszustand z.B. auch zylindrisch',

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Spezial-Fräser Beschreibung

Durch em Zusammendrücken der Fräslamellen mittels Verschiebung entlang der Drehachse ließen sich so z.B. - im wesentlichen - eiförmige oder kugelige

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(bei anderen Ausgangsformen der Fräslamellen) z.B.

kantige, z.B. im Querschnitt winkelige Ausfrä-

sungen. Die Formvariation ist hier prinzipiell weitgehend beliebig.

2.) Ein anderes Prinip zur Erzeugung von vergrößerten Ausfräsungen in der Tiefe besteht darin, daß z.B. ein spitz zulaufendes, z.B.. ein konisches Gebilde (Kegel) durch Verschiebung, vorzugsweise entlang der Drechachse, Fräslamellen aufspreizt bzw. auseinanderspreizt, d.h. als Spreizkörper wirkt, wobei die Fräslamellen die abfzuspreizenden jirjY»r.oT» dsrstslien. DüpcH exskte D⁰^*¹*nitmn Hoc Verschiebeweges ist eine exakt definierbare A<jf- f-\ spreizung möglich.

j 3.) Ein waiteres Prinzip besteht darin, daß Fräs-

Il lamellen flossenartig oder flügelartig "ausfahr-

bar" gelagert sind (Fig. 2a, 2b, 2c, 2d). Hierbei

werden diese Gebilde in die - z.B. zylindrische

Höhlung eingebracht und dann in der Höhlung beim Fräsvorgang die flossenartigen Gebilde herausge-

% schwenkt (vgl. Fig. 1, Fig. 2).

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert:

Spezial-Frsser Beschreibung

Fig. la.) zeigt eine zylindrische Ausnehmung im Knochen (Kn). Der innere Durchmesser der Höhlung (Da) ist in der Tiefe der Höhlung nicht größer als im Eingangsbereich.

Fig. Ib.) zeigt - gegenüber der Fig. la - eine Formänderung der knöchernen Höhlung: die Ausnehmung ist hier in der Tiefe (Di) größer als im Eingangsbereich (Da) der Höhlung; dadurch bleibt Knochen stehen, welcher einer noch einzubringenden Verankerungskomponente als Halt dient.

Fig. 2c.) zeigt eine halbkugelige knöcherne Höhlung, die typisch ist für eine Hüftgelenkspfanne (Kn = Knochen). Im Eingangsbereich der Höhlung ist der Durchmesser resp. Querschnitt größer als in der Tiefe der Höhlung. Verankerungskomponenten finden in einer derartigen Höhlung in der Regel keinen ausreichenden, dauerhaften stabilen Halt.

Fig. Id.) zeigt - im Vergleich zur Fig. Ic die Formänderung der knöchernen Ausnehmung. Der Durchmessser resp. Querschnitt in der Tiefe der kr.ö- j ehernen Höhlung is jetzt größer als im Eingangsbe- f reich, so daß Verankerungskomponenten am Knochen i ausreichend dauerhaften Halt finden können. ^r

Fig. Ie.) zeigt eine beliebige Formabwandlung einer knöchernen Ausnehmung. Eine zunächst zylindrische Ausnehmung, wie in Fig. la dargestellt, ist in der Tiefe so ausgefräst worden, daß an einer Stelle in der Tiefe der knöchernen Höhlung der Querschnitt resp. Durchmesser (Di) größer ist als im Eingangsbereich (Di)₁ d.h. die noch einzubringende Ver ankerung findet am KnOöhen (Kn) noch genügenden Hält f

i zur dauerhaften, stabilen Verankerung, I

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Spezial-Fräser Beschreibung

Die Formen der knöchernen Ausnehmungen sind prinzipiell beliebig; sie sind vor allem abhängig von den einzubringenden Verankerungskomponenten, welche in der Regel aus einem aufspreizbaren, dübelartigen Außenkörper mit einer inneren Höhlung und einer Vej jüngung in dieser inneren Höhlung bestehen, sowie einem Spreizkörper, welcher in der Regel vorzugsweise aus einer Schraube besteht.

Fig. 2a bis Fig. 2d.) zeigt einen Spezialfraser mit flossenartigen Lamellen (L), welcher in eine vorzugsweise zylindrische Höhlung (vgl. Fig. la) einzubringen ist, wobei die flossenartigen Lamellen (L) versenkt sind. In dieser Höhlung werden dann während des Fräsvorganges diese flossenartigen Lamellen (L) ausgeschwenkt, indem ein Gestänge (6) etwa entlang der Längsachse (Drehachse) um die Distanz "delta s" (Fig. la) verschoben wird, so daß dabei die Lamellen um den Schwenkwinkel "delta alpha" (Fig. la, Ib) herausgeschwenkt werden; dabei s- sind die Lamellen an einem Drehpunkt (D) (Fig. la)

drehbar fixiert. Zwecks Führung und Kraftübertragung von der drehenden oder oszillierenden Achse auf die Lamellen sind schlitzförmige Aussparungen «orgesehen, in welchen die Lamsllen (L) geführt und gehalten werden (Fig. 2c, 2d: Bereich S). Die Anzahl dieser Schlitze ist prinzipiell beliebig, sofern Führung und Kraftübertragung gewährleistet sind. An den Lamellen (L) sind die Fräselemente angebracht bzw. bereits in diese integriert.
Die definierte Verschiebung des diestänges (G) um die einstellbare Distanz "delta s" (Pig- I) führt zu einer exakt einstellbaren Värstellung der Fräslamelle (L), d.h. es lassen sich - je nach äusge-^ wähltef Vefankerungskömpönente ■» dementsprechend geformte Ausff,qsu,pge/i ,&ngr;or,i}ejlmen,.

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Spezial-Fräser Beschreibung

Fig. 3 und Fig. 4.) zeigen ein anderes Prinzip zur definierbaren Verstellung von Fräslamellen. Fig. 3 zeigt in perspektivischer Darstellung auf einer Achse bogig angeordnete Fräslamellen, die vorzugsweise distal auf der Achse fixiert sind und proximal entlang der Achse verschiebbar sind, so daß die vorher bestehende Krümmung (oder Knickung) der Fräslamellen in der Krümmungsform (oder Knickform) verändert wird (Fig. 4). Vorgesehen ist dabei, daß vor der reversiblen Formveränderung, also bei der Einbringung des Fräsers in die knöcherne Höhlung, ein kleinerer Querschnitt resp. Durchmesser vorliegt, und daß bei Verschiebung der Lamellen (an der proximalen Seite) entlang der Drehachse während des Fräsvorgawges der Querschnitt resp. Durchmesser in der Tiefe der knöchernen Höhlung größer wird (vgl. Fig. 4). Die Verschiebung erfolgt z.B. mittels einer Buchse (Fig. 4: B) entlang der Drehachse (DAJ, z.B. um die Länge "delta 1" (Fig. 3, Fig. 4) wobei die Fräslamellen (Fig. 3: F) in Richtung der Drehachse ( zusammengestaucht werden und dadurch die Krümmung

verändert wird. In Fig. 4 haben die Fräslamellen vor der Zusammenstauchung z.B. eine kugelige Hüllkurve (K); nach dem Zusammenstauchen resultiert z.B. eine elliptische Hüllkurve (E), so daß dadurch der Querschnitt resp. der Durchmesser in der Tiefe der Höhlung größer werden kann. Zusätzlich kann die Anbringung einer zentrierenden Spitze (Fig. 4: Z) sinnvoll sein. Weitere, im Prinzip beliebige Formen der Hüllkurven lassen sich erzielen, z.B. dadurch daß die Fräslamellen beim Zusammenstauchen anschließend eine z.T. parabelförmige oder hyperbiilförmige oder andere, vorzugsweise harmonisch gekrümmte Hüllkurve bilden.

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Claims (1)

Spezial-Fräser Ansprüche

1.) Rotierende und oszillierende Spezialfraser, vorgesehen zur Anwendung vor allsm in der Implantattechmk, z.B. in der Endoprothetik, wobei diese Spezialfraser vorgesehen sind zur Erstellung von Ausnehmungen (Ausfräsungen) für dauerhaft feste Verankerungen der Implantat-(Endoprothesen-) -komponenten,

dadurch gekennzeichnet, daß

auf und/oder an und/oder in einer - vorzugsweise metallenen - (Dreh-) Achse lamellenartige (Fig. 2a, 2b, 2c; Fig. 3) rder/und flügelartige oder/und flossenartige oder/und schwanzaitige (oder vergleichbare) Gebilde angebracht sind, die als Fräselemente ausgebildet sind oder/und an denen Fräselemente angebracht oder/und anbringbar sind, wobei diese Fräselemente beweglich gelagert sind (vgl. Fig 2a, 2b; Fig. 3), vorzugsweise so gelagert sind, daß bei Bewegungen der Einstellelemente (Fig. 2a, Fig. 3), welche vorzugsweise in Richtung der Drehachse bewegbar s~\ sind, die Rotationshullkurve resp. Oszillationshüllkurve der Fräselemente definierbar veränderbar ist,

des weiteren dadurch gekennzeichnet,daß in einer weiteren Ausführung (Fig. 3) lamellenartige Gebilde, auf oder/und an denen Fräselemente angebracht sind, auf oder an einer Achse angebracht sind, wobei vorzugsweise diese Lamellen (Fig. 3, Fig. 4) eine definierte Krümmung haben (Fig. 3) und diese Lamellen reversibel verformbar sind, wobei vorzugsweise das distale Ende dieser Lamellen an der Achse fixiert ist und vorzugsweise das proximale Ende auf dieser Achse beweglich gelagert ist (Fig. 3, Fig. 4),

Spezial-Fräser
Ansprüche

des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß in einer Ausführung (Fig. 2a, 2b, 2c, 2d) Fräselemente so gelagert sind, daß ein Abschnitt (oder ein Ende) um einen Drehpunkt drehbar fixiert ist (Fig. 2a: D) und der andere Abschnitt (resp. das andere Ende) mittels Einstellelementen, z.B. Zuggestänge oder/und Druckgestänge (vgl. Fig. 2a: G), beweglich fixiert ist (Fig. 2a, 2b), wnbei vorzugsweise jeweils Bewegungen der Lamellen ("Flossen" oder "Flügel¹¹¹¹ oder dgl.) in jeweils einer Ebene um jeweils eine Drehachse vorgesehen sind, und wobei vorzugsweise diese Lamellen oder dgl. ganz oder teilweise in schlitzförmigen Aussparungen geführt sind (vgl. Fig. 2c, 2d),
vorzugsweise sind in dieser Ausführung die Fräselemente weitgehend formstabil und fest,

des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß die fräsenden Anteile der Fräser (vgl. Fig. 2a, 2b, Fig. 3, Fig. 4) so verstellbar sind, daß die Eintrittsöffnung der jeweiligen Höhlung (vgl. Fig. la bis Ie) kleiner ist als der ausfräsbare Querschnitt in tieferen Bereichen der Höhlung, (vgl. Fig. Ib, ld, Ie),

des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der fräsenden Anteile der Fräser (Fig. 2a, 2b, Fig. 3) vorzugsweise durch Verschiebung von Einstellelementen (vgl. Fig. 2a, 2b, Fig. 3, Fig. 4) - vorzugsweise entlang der Drehachse - vorgesehen ist (Fig. 2a, 2b, Fig. 3, Fig. 4),

des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellelemente (vgl. Fig.4: Buchse "B") vorzugsweise definiert einstellbar sind, z.B, durch markierte Arretierungen,

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Spezial-Ffäser
Ansprüche

des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß in einer Ausführung Fräslatnellen resp. Lamellen mit fräsenden Anteilen auf einer Achse angeordnet sind, vorzugsweise auf der Drehachse (vgl. Fig. 3, Fig. 4),

daß diese Lamellen (Fig. 3) reversibel verformbar sind (Fig. 4),

daß diese Lamellen (Fig. 3) - vorzugsweise mit dem distalen Ende - im Bereich der Drehachse befestigt sind und am proximalen Ende auf der A^lrse verschiebbar sind (Fig. 3, Fig. 4),

daß diese Lamellen (Fig. 3) infolge der Verschiebung ihre Krümmung ändern (Fig. 4),

daß die Form der Krümmung (Fig. 3, Fig. 4) abhängig ist von der Form der Ausgangskrümmung (vgl. Fig. 4), wobei die Form prinzipiell frei wählbar ist (z.B. gekmckt.gewellt, gebogen)

daß die Anzahl und Größe der Lamellen variabel sind,

daß vor allem beim Einsatz im Bereich der Hüftpfanne fräsende harmonische Bögen (z.B. auch Linsenform; Hüllkurven entsprechend Parabeln, Ellipsen und Hyperbeln) vorgesehen sind,

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