DE9110907U1 - Cementable head stem prosthesis with implantation tool - Google Patents
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Description
Prof. Dr.-Ing. Roger ThuLL
W-8700 WürzburgProf. Dr.-Ing. Roger ThuLL
W-8700 Wurzburg
Zement ierbare Kopfschaftprothese mit Implantationswerkzeug Cementable head stem prosthesis with implantation tool
Die Erfindung betrifftThe invention relates to
- eine Kopfschaftprothese zum Einzementieren in das Knochenrohr eines Oberschenkelknochens, bestehend aus einem Schaft mit einem Kragen an seinem oberen Ende, mit einem im Winkelbereich zwischen 125° bis 145° zur nach unten zeigenden Richtung der Schaftachse nach medial geneigten Hals und mit einem nach oben anschließenden Konus, auf den eine künstliche Gelenkkugel aufsteckbar ist, sowie- a head-shaft prosthesis for cementing into the bone tube of a femur, consisting of a shaft with a collar at its upper end, with a neck inclined medially at an angle between 125° and 145° to the downward direction of the shaft axis and with an upwardly adjoining cone onto which an artificial joint ball can be attached, and
- ein Implantationswerkzeug für das Einzementieren einer Kopfschaftprothese in das Knochenrohr eines Oberschenkelknochens, bestehend aus einem Werkzeugteil und einem Griffteil.- an implantation tool for cementing a head stem prosthesis into the bone tube of a femur, consisting of a tool part and a handle part.
Zementierbare Kopfschaftprothesen sind bereits in verschiedenen Ausführungsformen bekannt und werden in das Knochenrohr des oberen Teils des Oberschenkelknochens eingesetzt, wenn Erkrankungen oder Verschleißzustände die natürliche Hüftgelenkskugel soweit zerstört haben, daß gelenkerhaltende Maßnahmen die schweren Schmerzzustände der betroffenen Patienten nicht beseitigen können. Den Stand der Technik stellen Prothesen dar, deren Schaft nach Entfernen der natürlichen Kugel und eines Teils des Schenkelhalses in das Knochenrohr einzementiert oder mit Hilfe einer mehr oder weniger strukturiertenCementable head-shaft prostheses are already known in various designs and are inserted into the bone tube of the upper part of the femur when diseases or wear and tear have destroyed the natural hip joint ball to such an extent that joint-preserving measures cannot relieve the severe pain of the affected patients. The state of the art is represented by prostheses whose shaft is cemented into the bone tube after the natural ball and part of the femoral neck have been removed or is inserted into the bone tube using a more or less structured
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SchaftoberfLache dübelartig, zement los verklemmt werden.Shaft surface can be clamped dowel-like, without cement.
Das Einzementieren in das Knochenrohr erfolgt, indem der nach Anrühren noch viskos flüssige Zement in das Knochenrohr kontami nations- und blasenfrei eingefüllt und die Prothese unter Druck nachgesteckt wird. Als Voraussetzung für den Halt des zementierten Schaftes wird üblicherweise eine Zementschicht angesehen, die den Schaft in gleichmäßiger Dicke umgibt, um damit eine formschlüssige Verankerung des Schaftes in der porigen Innenwand des Knochenrohres sicherzustellen. Individuelle anatomische Gegebenheiten beim jeweiligen Patienten verhindern jedoch das optimale Einzementieren. Bereits der natürliche S-förmige Verlauf des Oberschenkelknochens führt in zahlreichen Fällen dazu, daß der Schaft die Knochenwand teilweise berührt oder zumindest ihr sehr nahe kommt und die Zementschicht auf diese Weise suboptimal geschwächt wird.Cementing into the bone tube is done by pouring the cement, which is still viscous after mixing, into the bone tube without contamination or bubbles and then inserting the prosthesis under pressure. A cement layer that surrounds the shaft in an even thickness is usually considered to be a prerequisite for the cemented shaft to stay in place, in order to ensure that the shaft is anchored securely in the porous inner wall of the bone tube. However, individual anatomical conditions in each patient prevent optimal cementing. The natural S-shaped shape of the femur in many cases means that the shaft partially touches the bone wall or at least comes very close to it, thus weakening the cement layer to a less than optimal extent.
Die Krafteinleitung in die Kopfschaftprothese erfolgt, ausgehend von der Gelenkkugel, über den Konus und den Hals und danach über den Kragen und den Schaft in die harte Struktur des Knochen roh res. Die von der Gelenkkugel ausgehende Kraft wird demnach fern von der Schaftachse eingeleitet und erzeugt somit ein Drehmoment, das die konus seitige, mediale Knochenstruktur stark belastet, wenn die konusferne, laterale Knochenstruktur die Belastung durch einen zuverlässigen Zementverbund nicht mitträgt. Eine Folge hiervon ist die Auslockerung der Prothese im oberen Teil, wobei sich mit zunehmender Auslockerung der Drehpunkt am Schaft nach unten verlagert, was zu einemThe force is introduced into the head-shaft prosthesis, starting from the joint ball, via the cone and the neck and then via the collar and the shaft into the hard structure of the bone tube. The force emanating from the joint ball is therefore introduced far from the shaft axis and thus generates a torque that places a great deal of strain on the cone-side, medial bone structure if the lateral bone structure far from the cone does not support the strain through a reliable cement bond. One consequence of this is the loosening of the prosthesis in the upper part, whereby the pivot point on the shaft shifts downwards as the loosening increases, which leads to a
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stark ansteigenden Drehmoment führt. Endergebnis ist die immer rascher zunehmende Zerstörung des medialen Auflagers durch Knochenabbau wegen überlastung, was schließlich auch zum Bruch des Prothesenschaftes führen kann. Bei den bekannten Prothesen wird die überlastung ferner durch die das Knochenrohr nicht ausfüllende Breite (dorsal-ventraler Durchmesser) der Prothese gefördert, die eine Rundumzementschicht gewährleisten soll.leads to a sharp increase in torque. The end result is the ever-increasing destruction of the medial support through bone loss due to overload, which can ultimately lead to the fracture of the prosthesis shaft. In the known prostheses, overload is also promoted by the width (dorsal-ventral diameter) of the prosthesis not filling the bone tube, which is intended to ensure an all-round cement layer.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Kopfschaftprothese zu schaffen, die einen sicheren Halt im Zement, insbesondere auf der konusabgewandten Seite, gewährleistet. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein spezielles Werkzeug zur Verfugung zu stellen, mit dem das Knochenrohr vor der Implantation der erfindungsgemäß verbesserten Kopfschaftprothese maßgenau bearbeitet werden kann.The invention is based on the object of creating an improved head shaft prosthesis that ensures a secure hold in the cement, in particular on the side facing away from the cone. A further object is to provide a special tool with which the bone tube can be precisely machined before implanting the head shaft prosthesis improved according to the invention.
Diese erste Aufgabe wird nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß an der oberen Hälfte des Schaftes auf der dem Konus gegenüberliegenden, lateralen Seite, dorsal und ventral, nutenähnliche Vertiefungen parallel zur Schaftachse vorgesehen sind.This first object is achieved according to the characterizing part of claim 1 in that groove-like depressions are provided on the upper half of the shaft on the lateral side opposite the cone, dorsally and ventrally, parallel to the shaft axis.
Zum Berücksichtigen der unterschiedlichen individuellen Gegebenheiten ist vorgesehen, daß die nutenähnlichen Vertiefungen im Querschnitt die Form von Hinterschneidungen mit kantenähnlichen, mit linear ansteigenden oder mit trompetenförmig ansteigenden Vorsprüngen aufweisen.In order to take into account the different individual circumstances, it is intended that the groove-like recesses in the cross section have the shape of undercuts with edge-like, linearly rising or trumpet-shaped rising projections.
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Zum besseren Anpassen an das sich nach unten verjüngende Knochenrohr ist es vorteilhaft, daß sich die obere Hälfte des Schaftes von oben nach unten in der Weise verjüngt, daß die nutenähnlichen Vertiefungen am übergang von der oberen zur unteren Hälfte des Schaftes stufenlos in die Umfangsf la ehe des Schaftes übergehen.For better adaptation to the bone tube that tapers downwards, it is advantageous that the upper half of the shaft tapers from top to bottom in such a way that the groove-like depressions at the transition from the upper to the lower half of the shaft merge seamlessly into the circumferential surface of the shaft.
Um einen festeren Sitz der Kopfschaftprothese in dem Knochenrohr zu erreichen, ist vorgesehen, daß der dorsalventrale Querschnittsdurchmesser des Schaftes auf der dem Konus zugewandten, medialen Seite knochen rohrfüI lend ausgelegt ist.In order to achieve a more secure fit of the head shaft prosthesis in the bone tube, the dorsal-ventral cross-sectional diameter of the shaft on the medial side facing the cone is designed to fill the bone tube.
Zweckmäßigerweise liegen sich die Vertiefungen symmetrisch gegenüber, während sich die obere Hälfte des Schaftes an der medialen Seite, ausgehend vom Kragen, in Richtung zur unteren Hälfte des Schaftes hin gleichmäßig verjüngt, wobei diese Verjüngung des Schaftes auf der dorsalen und der ventralen Seite etwa in der Mitte des Schaftes am übergang von der oberen zur unteren Hälfte des Schaftes abgeschlossen ist und daß unterhalb des Überganges bis zum unteren Schaftende hin die dorsale und die ventrale Seite parallel zueinander verlaufen.The recesses are conveniently located symmetrically opposite one another, while the upper half of the shaft on the medial side, starting from the collar, tapers evenly towards the lower half of the shaft, whereby this tapering of the shaft on the dorsal and ventral sides is completed approximately in the middle of the shaft at the transition from the upper to the lower half of the shaft, and that below the transition to the lower end of the shaft the dorsal and ventral sides run parallel to one another.
Ferner ist es vorteilhaft, daß die laterale Seite des Schaftes über die Länge der Vertiefungen parallel zur Schaftachse verläuft, daß die laterale Seite und die mediale Seite in der unteren Hälfte des Schaftes sich asymmetrisch annähern und daß die im wesentlichen ovale Querschnittsfläche am übergang von der oberen zur unteren Hälfte des Schaftes in Richtung zum unteren Schaftende hinFurthermore, it is advantageous that the lateral side of the shaft runs parallel to the shaft axis over the length of the recesses, that the lateral side and the medial side in the lower half of the shaft approach each other asymmetrically and that the essentially oval cross-sectional area at the transition from the upper to the lower half of the shaft in the direction of the lower shaft end
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in eine kreisförmige Querschnittsfläche übergeht.into a circular cross-sectional area.
Zum Anpassen an unterschiedliche Größen der Patienten ist vorgesehen/ daß die Kopfschaftprothese in mehreren Größen herstellbar ist, wobei der medial-laterale Querschnittsdurchmesser mit zunehmender Größe der Prothese stärker zunimmt als der dorsal-ventrale Querschnittsdurchmesser, vorzugsweise doppelt so stark wie dieser.In order to adapt to different patient sizes, it is intended that the head shaft prosthesis can be manufactured in several sizes, whereby the medial-lateral cross-sectional diameter increases more as the size of the prosthesis increases than the dorsal-ventral cross-sectional diameter, preferably twice as much as the latter.
Da die dorsal und ventral vorgesehenen, parallel zur Schaftachse verlaufenden nutenähnlichen Vertiefungen den Halt der Kopfschaftprothese im Knochenrohr erheblich verbessern, ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die untere Hälfte des Schaftes im Vergleich zur oberen Hälfte stark verkürzt, um diese Prothese auch in ein anatomisch ungünstig geformtes Knochenrohr einsetzen zu können.Since the groove-like depressions provided dorsally and ventrally and running parallel to the shaft axis significantly improve the hold of the head shaft prosthesis in the bone tube, according to a further embodiment of the invention, the lower half of the shaft is significantly shortened in comparison to the upper half in order to be able to insert this prosthesis into an anatomically unfavorably shaped bone tube.
Als günstig hat es sich erwiesen, daß der Kragen einen Neigungswinkel im Bereich von 50° bis 70°, vorzugsweise von 65° gegen die nach unten zeigende Richtung der Schaftachse aufweist und nur das medial zur Schaftachse liegende obere Schaftende überdeckt, während das lateral zur Schaftachse liegende obere Schaftende ohne Kragen, als senkrecht zur Schaftachse verlaufende Abschlußfläche ausgebildet ist.It has proven to be advantageous that the collar has an angle of inclination in the range of 50° to 70°, preferably 65° against the downward direction of the shaft axis and only covers the upper shaft end lying medial to the shaft axis, while the upper shaft end lying lateral to the shaft axis is designed without a collar as a closing surface running perpendicular to the shaft axis.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kopfschaftprothese teilweise oder vollständig mit einer verschleißfesten BeschichtungAccording to a further embodiment of the invention, it is provided that the head shaft prosthesis is partially or completely covered with a wear-resistant coating
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bedeckt ist, die nach dem PVD-Verfahren in reaktivem Gas, mit Lichtbogenverdampfung des Targetwerkstoff es, aufgebracht ist und daß der Targetwerkstoff aus einem Ventilmetall, vorzugsweise Titan, Niob, Tantal, Zirkon oder Hafnium, oder aus einer Mischung aus mindestens zwei dieser Elemente in beliebigem Mischungsverhältnis, besteht, wobei das reaktive Gas beim PVD-Verfahren aus Sauerstoff oder Stickstoff oder aus einer Mischung beider Gase in beliebigem Mischungsverhältnis besteht.which is applied using the PVD process in reactive gas, with arc evaporation of the target material, and that the target material consists of a valve metal, preferably titanium, niobium, tantalum, zirconium or hafnium, or of a mixture of at least two of these elements in any mixing ratio, wherein the reactive gas in the PVD process consists of oxygen or nitrogen or of a mixture of both gases in any mixing ratio.
Die weitere Aufgabe wird nach dem Kennzeichen des Anspruchs 18 dadurch gelöst, daß das Werkzeugteil der Geometrie des Schaftes der Kopfschaftprothese, jedoch ohne Vertiefungen, ähnlich ist und eine raspelähnliche Oberfläche aufweist, daß das Werkzeugteil und das Griffteil einstückig hergestellt sind und in der oberen Hälfte des Werkzeugteils die medi a I- latera len Querschnittsdurchmesser, gemessen von der Werkzeugachse in Richtung nach lateral, größer sind, insbesondere um 0,5 mm bis 3 mm, als der entsprechende Querschnittsdurchmesser der Kopfschaftprothese und daß die obere, in Richtung nach lateral vergrößerte Hälfte des Werkzeugteils auf der lateralen Seite einen linearen oder als geschwungene Kurve verlaufenden Übergang zur unteren Hälfte des Werkzeugteils aufweist.The further object is achieved according to the characterizing part of claim 18 in that the tool part is similar to the geometry of the shaft of the head shaft prosthesis, but without recesses, and has a rasp-like surface, that the tool part and the handle part are made in one piece and in the upper half of the tool part the medial-lateral cross-sectional diameters, measured from the tool axis in the lateral direction, are larger, in particular by 0.5 mm to 3 mm, than the corresponding cross-sectional diameter of the head shaft prosthesis and that the upper half of the tool part, enlarged in the lateral direction, has a linear or curved transition to the lower half of the tool part on the lateral side.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung sind das Werkzeugteil und das Griffteil lösbar miteinander verbunden, wobei das Werkzeugteil in ein einen unteren Bereich und einen medialen oberen Bereich mit anschließendem Kragen aufweisendes unteres Teilstück undAccording to another embodiment of the invention, the tool part and the handle part are detachably connected to one another, whereby the tool part is divided into a lower part having a lower region and a medial upper region with an adjoining collar and
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in ein Laterales Teilstück aufgeteilt ist. Dabei weist das laterale Teilstück parallel zur Werkzeugachse eine Bohrung auf, die mit ihrem Durchmesser zu dem Durchmesser eines Stabes paßt, der mit dem unteren Teilstück, vorzugsweise durch Verschrauben oder Verschweißen, verbunden ist und über den das laterale Teilstück schiebbar ist, wobei das untere Teilstück und das laterale Teilstück mit dem im unteren Teil als Schraube ausgebildeten Griffteil durch Einschrauben in die am oberen Ende des Stabes vorgesehene Gewindebohrung durch den oberen Bereich der Bohrung hindurch zusammensetzbar ist.is divided into a lateral section. The lateral section has a hole parallel to the tool axis, the diameter of which matches the diameter of a rod that is connected to the lower section, preferably by screwing or welding, and over which the lateral section can be pushed, whereby the lower section and the lateral section with the handle part designed as a screw in the lower part can be put together by screwing it into the threaded hole provided at the upper end of the rod through the upper area of the hole.
Andererseits ist das laterale Teilstück mit dem im unteren Teil als Schraube ausgebildeten Griffteil durch Einschrauben in das am oberen Ende der Bohrung vorgesehene Gewinde zusammensetzbar und auf dem Stab auf- und abwärts bewegbar.On the other hand, the lateral section can be assembled with the handle part, which is designed as a screw in the lower part, by screwing it into the thread provided at the upper end of the hole and can be moved up and down on the rod.
Um das Knochenrohr so bearbeiten zu können, daß zwischen ihm und der Kopfschaftprothese ein ausreichender Raum zum Einbringen von Zement verbleibt, ist vorgesehen, daß der medial-laterale Querschnittsdurchmesser des lateralen Teilstückes in seinem oberen Bereich, gemessen nach Aufschieben auf den Stab von der Werkzeugachse in Richtung nach lateral, größer ist, insbesondere um 0,5 mm bis 3 mm, als der entsprechende Querschnittsdurchmesser der Kopfschaftprothese, wobei der obere, in Richtung nach lateral vergrößerte Bereich des lateralen Teilstückes auf der lateralen Seite einen linearen oder als geschwungene Kurve verlaufenden übergang zum unteren Teilstück aufweist, während die mediale Seite des lateralenIn order to be able to work the bone tube in such a way that there is sufficient space between it and the head shaft prosthesis for the introduction of cement, it is intended that the medial-lateral cross-sectional diameter of the lateral section in its upper area, measured after sliding onto the rod from the tool axis in the lateral direction, is larger, in particular by 0.5 mm to 3 mm, than the corresponding cross-sectional diameter of the head shaft prosthesis, whereby the upper area of the lateral section, enlarged in the lateral direction, has a linear or curved transition to the lower section on the lateral side, while the medial side of the lateral
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Teilstückes eine ebene Fläche aufweist, mit der diese formschlüssig an der lateralen Seite des medialen oberen Bereiches des unteren Teilstückes anliegt.section has a flat surface with which it fits snugly against the lateral side of the medial upper area of the lower section.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen inbesondere darin, daß die Kopfschaftprothese nach dem Einzementieren durch den in ausreichender Schichtdicke einbringbaren Zement sehr fest und auf Dauer unveränderbar in dem Knochenrohr hält, insbesondere wenn der Schaft im Bereich der Nuten besonders schlank ist, um reichlich Zement einbringen zu können, und wenn das Knochenrohr vorher mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug maßgerecht bearbeitet worden ist. Bei diesem Werkzeug, insbesondere bei dem mit dem zweiteiligen Werkzeugteil, liegt der besondere Vorteil darin, daß sich die laterale Knochenrohrseite unabhängig von der medialen Seite erweitern läßt, da das untere Werkzeugteil mit dem medialen oberen Teil in Ruhe bleibt, während das laterale Teilstück zum Raspeln auf dem Stab auf- und abwärts bewegt werden kann.The advantages achieved with the invention are, in particular, that the head shaft prosthesis, after cementing, is held very firmly and permanently in the bone tube by the cement that can be introduced in a sufficiently thick layer, especially if the shaft is particularly slim in the area of the grooves in order to be able to introduce plenty of cement, and if the bone tube has previously been machined to size using the tool according to the invention. With this tool, in particular with the two-part tool part, the particular advantage is that the lateral side of the bone tube can be expanded independently of the medial side, since the lower tool part remains at rest with the medial upper part, while the lateral part can be moved up and down on the rod for rasping.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden, zusammen mit weiteren Vorteilen, im folgenden näher beschrieben. Es zeigenEmbodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below, together with further advantages. They show
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Kopfschaftprothese mit Schnitten unterhalb des Kragens, in der Schaftmitte sowie parallel zum Kragen,Fig. 1 a side view of a head shaft prosthesis with cuts below the collar, in the middle of the shaft and parallel to the collar,
Fig. 1a einen Schnitt unterhalb des Kragens mit einer anderen Querschnittsform der Nuten,Fig. 1a a section below the collar with a different cross-sectional shape of the grooves,
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Fig. 1b einen Schnitt unterhalb des Kragens mit einer weiteren anderen Querschnittsform der Nuten,Fig. 1b a section below the collar with another different cross-sectional shape of the grooves,
Fig. 2 eine Ansicht auf diese Kopf Schaftprothese von lateral, mit einem Schnitt am unteren Schaftende,Fig. 2 a view of this head stem prosthesis from laterally, with a cut at the lower end of the stem,
Fig. 3 eine Seiten- und eine Vorderansicht einer Kopfschaftprothese mit verkürztem Schaft und Schnitte unterhalb des Kragens, parallel zum Kragen sowie am übergang von der oberen Hälfte zur verkürzten unteren Hälfte des Schaftes,Fig. 3 a side and a front view of a head shaft prosthesis with a shortened shaft and cuts below the collar, parallel to the collar and at the transition from the upper half to the shortened lower half of the shaft,
Fig. 4 eine Seitenansicht eines einteiligen Implantationswerkzeuges mit Schnitten unterhalb des Kragens, in der Werkzeugmitte sowie parallel zum Kragen des Werkzeuges,Fig. 4 a side view of a one-piece implantation tool with cuts below the collar, in the middle of the tool and parallel to the collar of the tool,
Fig. 5 eine Seitenansicht eines zweiteiligen Implantations werkzeuges mit einem ersten lateralen Teilstück mit Schnitten unterhalb des Kragens, in der Werkzeugmitte sowie parallel zum Kragen des Werkzeuges undFig. 5 a side view of a two-part implantation tool with a first lateral section with cuts below the collar, in the middle of the tool and parallel to the collar of the tool and
Fig. 6 eine Seitenansicht eines zweiteiligen Implantationswerkzeuges mit einem zweiten, breiteren lateralen Teilstück mit einem Schnitt in der Werkzeugmitte.Fig. 6 a side view of a two-part implantation tool with a second, wider lateral section with a cut in the middle of the tool.
Nach Fig. 1 besteht die Kopfschaftprothese aus einem Schaft 1 mit einem Kragen 2 an seinem oberen Ende, mit einem im Winkelbereich zwischen 125° bis 145° zur nachAccording to Fig. 1, the head shaft prosthesis consists of a shaft 1 with a collar 2 at its upper end, with an angle between 125° and 145° to the
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unten zeigenden Richtung der Schaftachse 8 nach medial (zur Mitte) geneigten Hals 3 und mit einem nach oben anschließenden Konus 4, auf den eine künstliche Gelenkkugel (nicht dargestellt) aufsteckbar ist.downwards pointing direction of the shaft axis 8 towards the medial (towards the middle) inclined neck 3 and with an upwardly adjoining cone 4 onto which an artificial joint ball (not shown) can be attached.
Erfindungsgemäß sind an der oberen Hälfte des Schaftes 1 auf der dem Konus 4 gegenüberliegenden, lateralen (nach außen gerichteten) Seite 12, dorsal (rückwärts) und ventral (bauchwärts), nutenähnliche Vertiefungen 6 vorgesehen, die parallel zur Schaftachse 8 verlaufen und im Querschnitt die Form von Hinterschnei düngen mit kantenähnlichen Vorsprüngen 7, mit linear ansteigenden Vorsprüngen (Fig. 1b) oder mit trompetenförmig ansteigenden Vorsprüngen (Fig. 1a) aufweisen, während der dorsal-ventrale Querschnittsdurchmesser 17 des Schaftes auf der dem Konus 4 zugewandten, medialen Seite 9 knochenroh rfüI lend ausgelegt ist. An der medialen Seite verjüngt sich die obere Hälfte des Schaftes 1, ausgehend vom Kragen 2, gleichmäßig in Richtung zur unteren Hälfte des Schaftes 1 hin.According to the invention, groove-like depressions 6 are provided on the upper half of the shaft 1 on the lateral (outward-facing) side 12 opposite the cone 4, dorsally (backwards) and ventrally (bellywards), which run parallel to the shaft axis 8 and in cross-section have the shape of undercuts with edge-like projections 7, with linearly rising projections (Fig. 1b) or with trumpet-shaped rising projections (Fig. 1a), while the dorsal-ventral cross-sectional diameter 17 of the shaft on the medial side 9 facing the cone 4 is designed to be bone-filling. On the medial side, the upper half of the shaft 1 tapers evenly, starting from the collar 2, towards the lower half of the shaft 1.
Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, verjüngt sich die obere Hälfte des Schaftes 1 von oben nach unten in der Weise, daß die nutenähn I ichen Vertiefungen 6 am Übergang 10 von der oberen zur unteren Hälfte des Schaftes 1 stufenlos in dessen Umfangsf lache übergehen. Auf der dorsalen und der ventralen Seite 11a, 11b ist die Verjüngung des Schaftes etwa am Übergang 10 abgeschlossen, wobei unterhalb des Überganges 10 bis zum unteren Schaftende hin die dorsale und die ventrale Seite 11a, 11b parallel zueinander verlaufen.As can be seen from Fig. 2, the upper half of the shaft 1 tapers from top to bottom in such a way that the groove-like depressions 6 at the transition 10 from the upper to the lower half of the shaft 1 merge seamlessly into its peripheral surface. On the dorsal and ventral sides 11a, 11b, the taper of the shaft is completed approximately at the transition 10, with the dorsal and ventral sides 11a, 11b running parallel to one another below the transition 10 to the lower end of the shaft.
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Die Laterale Seite 13a und die mediale Seite 13b nähern sich in der unteren Hälfte des Schaftes 1 in der Weise asymmetrisch, daß die laterale Seite 13a einen größeren Winkel zur nach oben zeigenden Richtung der Schaftachse 8 aufweist als die mediale Seite 13b, während die im wesentlichen ovale Querschnittsfläche 14 am übergang 10 in Richtung zum unteren Schaftende hin in eine kreisförmige Querschnittsfläche 15 übergeht. Durch die asymmetrische Annäherung der lateralen Seite 13a an die mediale Seite 13b wird erreicht, daß der untere Teil des Schaftes 1 beim Einschieben in den Knochenzement nach medial gedrückt wird und die Prothese eine aufrechte Position einnimmt. Die bis auf das untere mit kreisförmiger Querschnittsfläche 15 versehene Schaftende oval ausgeführte Querschnittsfläche 14 mit im oberen Teil sehr großem Verhältnis von mediallateralem Quersehnittsdurchmesser 16 zu dorsal-ventralem Querschnittsdurchmesser 17 gewährleistet die erforderliche Rotationsstabilität, um die Prothese bei Belastung am Herausdrehen aus dem Knochen zu hindern.The lateral side 13a and the medial side 13b approach each other asymmetrically in the lower half of the shaft 1 in such a way that the lateral side 13a has a larger angle to the upward direction of the shaft axis 8 than the medial side 13b, while the essentially oval cross-sectional area 14 at the transition 10 changes into a circular cross-sectional area 15 in the direction of the lower end of the shaft. The asymmetric approach of the lateral side 13a to the medial side 13b ensures that the lower part of the shaft 1 is pressed medially when it is inserted into the bone cement and the prosthesis assumes an upright position. The oval cross-sectional area 14, except for the lower shaft end with a circular cross-sectional area 15, with a very large ratio of medial-lateral cross-sectional diameter 16 to dorsal-ventral cross-sectional diameter 17 in the upper part, ensures the necessary rotational stability to prevent the prosthesis from turning out of the bone under load.
Die kantenähnlichen Vorsprünge 7 nach Fig. 1 bzw. die linear oder trompetenförmig ansteigenden Vorsprünge nach Fig. 1b oder 1a auf der konusfernen Seite der Querschnitte der oberen Hälfte des Schaftes 1 bilden Retentionen für den beim Einbringen der Prothese in das Knochenrohr eingepreßten Zement und gewährleisten auf diese Weise eine zuverlässige Verbindung zwischen dem Schaft 1 und dem Knochenzement, um die Zugkräfte, die durch das Drehmoment verursacht werden, das bei Belastung mit dem Körpergewicht des Patienten entsteht, auf den lateralen Knochen übertragen zu können. Die Retention in der KnochenwandThe edge-like projections 7 according to Fig. 1 or the linear or trumpet-shaped rising projections according to Fig. 1b or 1a on the side of the cross-sections of the upper half of the shaft 1 that are remote from the cone form retentions for the cement pressed into the bone tube when the prosthesis is inserted and thus ensure a reliable connection between the shaft 1 and the bone cement in order to be able to transfer the tensile forces caused by the torque that occurs when the patient's body weight is applied to the lateral bone. The retention in the bone wall
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erfoLgt über die bäLkchenartige Struktur der Innenwand des Knochenrohres, in die der viskose Zement eindringt.occurs via the beam-like structure of the inner wall of the bone tube, into which the viscous cement penetrates.
Die Vertiefungen 6 sind lateraL vom größten dorsalventraLen Querschnittsdurchmesser 17 angebracht, um im präparierten Knochenbereich zuverlässig im Zement zu Liegen. Durch die knochenfüLlende Dimensionierung des dorsaI-ventra L en Querschnittsdurchmessers 17 des Schaftes 1 auf der dem Konus 4 zugewandten, medialen Seite 9 Liegt die Prothese auf dieser Seite dorsal und ventral fest am Knochen an und gibt ihr die erforderliche Führung vor dem Verfestigen des Knochenzements. Die Oberfläche ist feingestrahlt, um beim übertragen der Druckkräfte nach medial keine Spannungsspitzen an Kanten entstehen zu Lassen. Die laterale Seite 12 des Schaftes 1 verläuft über die Länge der Vertiefungen 6 parallel zur Schaftachse 8 und sorgt für die LateraLe Abstützung des Schaftes 1, indem sie den Schaft 1 im Knochenrohr führt und damit ein Herauskippen der Prothese verhindert.The depressions 6 are arranged laterally from the largest dorsal-ventral cross-sectional diameter 17 in order to lie reliably in the cement in the prepared bone area. Due to the bone-filling dimensioning of the dorsal-ventral cross-sectional diameter 17 of the shaft 1 on the medial side 9 facing the cone 4, the prosthesis lies firmly on the bone dorsally and ventrally on this side and gives it the necessary guidance before the bone cement hardens. The surface is finely blasted in order to prevent stress peaks from occurring on edges when the compressive forces are transferred medially. The lateral side 12 of the shaft 1 runs along the length of the depressions 6 parallel to the shaft axis 8 and provides lateral support for the shaft 1 by guiding the shaft 1 in the bone tube and thus preventing the prosthesis from tipping out.
Die erfindungsgemäße Ausführung der Kopfschaftprothese in verschiedenen Größen gewährleistet die mechanische Festigkeit des Schaftes 1, eine hohe Rotationsstabilität und eine bestmögliche Zementfü I Lung der nutenartigen Vertiefungen 6, sowie die bestmögliche Anpassung an die Abmessungen des medialen Knochenrohres. Der mediallaterale Querschnittsdurchmesser 16 nimmt mit zunehmender Größe der Prothese stärker zu als der dorsal-ventrale Querschnittsdurchmesser 17, um auf diese Weise bei höheren Belastungen eine bessere Rotationsstabilität sicherzustellen.The inventive design of the head shaft prosthesis in different sizes ensures the mechanical strength of the shaft 1, high rotational stability and the best possible cement filling of the groove-like recesses 6, as well as the best possible adaptation to the dimensions of the medial bone tube. The medial-lateral cross-sectional diameter 16 increases more with increasing size of the prosthesis than the dorsal-ventral cross-sectional diameter 17, in order to ensure better rotational stability under higher loads.
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Belastungs- und anwendungsgerecht ist die Auslegung des Kragens 2, der einen Neigungswinkel im Bereich von 50° bis 70°, vorzugsweise von 65° gegen die nach unten zeigende Richtung der Schaftachse 8 aufweist und nur das medial zur Schaftachse 8 liegende obere Schaftende 18 überdeckt, während das lateral zur Schaftachse 8 liegende obere Schaftende 19 ohne Kragen, als senkrecht zur Schaftachse verlaufende Abschlußfläche ausgebildet ist, die den Austritt des durch die Prothese verdrängten Zements aus dem Knochenrohr und die Beobachtung der vollständigen Füllung der nutenartigen Vertiefungen 6 ermöglicht.The design of the collar 2 is appropriate for the load and application. It has an angle of inclination in the range of 50° to 70°, preferably 65° against the downward direction of the shaft axis 8 and only covers the upper shaft end 18 lying medial to the shaft axis 8, while the upper shaft end 19 lying lateral to the shaft axis 8 is designed without a collar as a closing surface running perpendicular to the shaft axis, which enables the cement displaced by the prosthesis to exit the bone tube and the observation of the complete filling of the groove-like depressions 6.
Die Kopfschaftprothese nach Fig. 3 weist eine Ausgestaltung auf, bei der die untere Hälfte des Schaftes 1 im Vergleich zur oberen Hälfte stark verkürzt ist, um diese Prothese auch in ein anatomisch ungünstig geformtes Knochenrohr einsetzen zu können. Diese Verkürzung ist möglich, weil die dorsal und ventral vorgesehenen, parallel zur Schaftachse 8 verlaufenden nutenähnlichen Vertiefungen 6 den Halt der Kopfschaftprothese im Knochenrohr erheblich verbessern.The head shaft prosthesis according to Fig. 3 has a design in which the lower half of the shaft 1 is significantly shortened in comparison to the upper half in order to be able to insert this prosthesis into an anatomically unfavorably shaped bone tube. This shortening is possible because the groove-like depressions 6 provided dorsally and ventrally and running parallel to the shaft axis 8 significantly improve the hold of the head shaft prosthesis in the bone tube.
Für die bestmögliche Implantation ist das Implantationswerkzeug zum Vorbereiten des Knochen roh res eines Oberschenkelknochens für das Einzementieren einer Kopfschaftprothese erforderlich, das aus einem Werkzeugteil und einem Griffteil besteht, wobei das Werkzeugteil der Geometrie des Schaftes 1 der Kopfschaftprothese, jedoch ohne Vertiefungen 6, ähnlich ist und eine raspelähnliche Oberfläche aufweist.For the best possible implantation, the implantation tool for preparing the bone tube of a femur for cementing a head stem prosthesis is required, which consists of a tool part and a handle part, wherein the tool part is similar to the geometry of the shaft 1 of the head stem prosthesis, but without recesses 6, and has a rasp-like surface.
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Das Implantationswerkzeug steht erfindungsgemäß in zwei Ausführungen zur Verfügung.According to the invention, the implantation tool is available in two versions.
In der ersten Ausführung nach Fig. 4 sind das WerkzeugteiL 5a und das Griffteil 32a einstückig hergestellt, wobei in der oberen Hälfte des Werkzeugteils 5a die mediallateralen Querschnittsdurchmesser 20, gemessen von der Werkzeugachse in Richtung nach lateral, größer sind als der entsprechende Querschnittsdurchmesser 16 der Kopfschaftprothese. Dadurch wird ein größervolumiges Ausräumen des Knochenrohres ermöglicht, als es der Schaft 1 der Prothese nach seinen Abmessungen erfordern würde, um ausreichenden Raum für den Knochenzement zur Verfügung zu haben, um zuverlässige Fixierungsspangen nach lateral zu bilden, die die nutenartigen Vertiefungen 6 mit der Knochenwand verbinden sollen.In the first embodiment according to Fig. 4, the tool part 5a and the handle part 32a are made in one piece, whereby in the upper half of the tool part 5a the medial-lateral cross-sectional diameter 20, measured from the tool axis in the lateral direction, is larger than the corresponding cross-sectional diameter 16 of the head shaft prosthesis. This enables a larger volume of clearing out of the bone tube than the shaft 1 of the prosthesis would require based on its dimensions in order to have sufficient space for the bone cement to form reliable lateral fixation clips that are intended to connect the groove-like depressions 6 to the bone wall.
In der zweiten Ausführung nach Fig. 5 und 6 sind das Werkzeugteil und das Griffteil 32b, 32c lösbar miteinander verbunden, wobei das Werkzeugteil in ein einen unteren Bereich 21 und einen medialen oberen Bereich 22 mit anschließendem Kragen 23 aufweisendes unteres Teilstück 5b und in ein laterales Teilstück 24a, 24b aufgeteilt ist. Das laterale Teilstück 24a, 24b weist parallel zur Werkzeugachse eine Bohrung 25, 29 auf, die mit ihrem Durchmesser zu dem Durchmesser eines Stabes 26 paßt, der mit dem unteren Teilstück 5b durch eine Verschraubung 27 verbunden ist, wobei das laterale Teilstück 24a, 24b über den Stab 26 schiebbar ist. Das untere Teilstück 5b und das laterale Teilstück 24a sind mit dem im unteren Teil als Schraube 28 ausgebildeten Griffteil 32b durch EinschraubenIn the second embodiment according to Fig. 5 and 6, the tool part and the handle part 32b, 32c are detachably connected to one another, the tool part being divided into a lower part 5b, which has a lower region 21 and a medial upper region 22 with an adjoining collar 23, and into a lateral part 24a, 24b. The lateral part 24a, 24b has a bore 25, 29 parallel to the tool axis, the diameter of which matches the diameter of a rod 26, which is connected to the lower part 5b by a screw connection 27, the lateral part 24a, 24b being able to be pushed over the rod 26. The lower part 5b and the lateral part 24a are connected to the handle part 32b, which is designed as a screw 28 in the lower part, by screwing in.
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in die am oberen Ende des Stabes 26 vorgesehene Gewindebohrung 35 durch den oberen Bereich der Bohrung 29 hindurch zusammensetzbar. Das laterale Teilstück 24b ist mit dem im unteren Teil als Schraube 30 ausgebildeten Griffteil 32c durch Einschrauben in das am oberen Ende der Bohrung 25 vorgesehene Gewinde 31 zusammensetzbar und auf dem Stab 26 auf- und abwärts bewegbar. Der media I- I atera Ie Querschnittsdurchmesser des lateralen Teilstückes 24b ist in seinem oberen Bereich, gemessen nach Aufschieben auf den Stab 26 von der Werkzeugachse in Richtung nach lateral, größer als der entsprechende Querschnittsdurchmesser 16 der Kopfschaftprothese. Der obere, in Richtung nach lateral vergrößerte Bereich des lateralen Teilstückes 24b weist auf der lateralen Seite einen linearen übergang 34 zum unteren Teilstück 5b auf. Die mediale Seite des lateralen Teilstückes 24a, 24b weist eine ebene Fläche auf, mit der diese formschlüssig an der lateralen Seite des medialen oberen Bereiches des unteren Teilstückes 5b anliegt.into the threaded hole 35 provided at the upper end of the rod 26 through the upper area of the hole 29. The lateral section 24b can be assembled with the handle part 32c, which is designed as a screw 30 in the lower part, by screwing it into the thread 31 provided at the upper end of the hole 25 and can be moved up and down on the rod 26. The media I- I atera Ie cross-sectional diameter of the lateral section 24b is in its upper area, measured after sliding onto the rod 26 from the tool axis in a lateral direction, larger than the corresponding cross-sectional diameter 16 of the head shaft prosthesis. The upper area of the lateral section 24b, which is enlarged in a lateral direction, has a linear transition 34 to the lower section 5b on the lateral side. The medial side of the lateral section 24a, 24b has a flat surface with which it fits snugly against the lateral side of the medial upper region of the lower section 5b.
Die Vorbereitung des Knochenrohres zum Einzementieren einer erfindungsgemäßen Kopfschaftprothese mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Implantationswerkzeuges der zweiten Ausführung (Fig. 5 und 6) geht folgendermaßen vor sich:The preparation of the bone tube for cementing a head shaft prosthesis according to the invention using an implantation tool according to the invention of the second embodiment (Fig. 5 and 6) is as follows:
Die Vorbereitung des Implantatbettes im Knochenrohr beginnt, indem das untere Teilstück 5b, bestehend aus dem unteren Bereich 21 und dem medialen oberen Bereich 22, und das kleinere laterale Teilstück 24a mit Hilfe des Griffteils 32b zu einer Einheit verschraubt wird. Dabei greift das mit der Schraube 28 versehene untere Ende desThe preparation of the implant bed in the bone tube begins by screwing the lower section 5b, consisting of the lower area 21 and the medial upper area 22, and the smaller lateral section 24a together to form a unit using the handle part 32b. The lower end of the
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Griffteils 32b durch die Bohrung 29 des Lateralen Teilstückes 24a in die im Stab 26 befindliche Gewindebohrung 35 ein. Nach Aufraspeln des Knochenrohres mit Hilfe der raspelähnlichen Oberfläche des unteren Teilstückes 5b in einem ersten Präparationsschritt verbleibt das untere Teilstück 5b im Knochenrohr/ während das Griffteil 32b zusammen mit dem kleinen lateralen Teilstück 24a von dem unteren Teilstück 5b abgeschraubt wird.Handle part 32b through the hole 29 of the lateral section 24a into the threaded hole 35 in the rod 26. After rasping the bone tube using the rasp-like surface of the lower section 5b in a first preparation step, the lower section 5b remains in the bone tube while the handle part 32b is unscrewed from the lower section 5b together with the small lateral section 24a.
Nun wird das größere laterale Teilstück 24b mit seinem Gewinde 31 mit einem anderen Griffteil 32c an dessen Schraube 30 verschraubt und mit seiner Bohrung 25 auf den Stab 26 geschoben. In einem zweiten Präparationsschritt wird durch Auf- und Abwärtsbewegung des großen lateralen Teilstückes 24b mit dessen raspelähnlichen Oberfläche auf der lateralen Seite des Knochenrohres weiteres Knochenmaterial entfernt, und zwar in dem Bereich, den später der Knochenzement ausfüllen soll.Now the larger lateral section 24b with its thread 31 is screwed to another handle part 32c on its screw 30 and pushed with its hole 25 onto the rod 26. In a second preparation step, further bone material is removed by moving the large lateral section 24b up and down with its rasp-like surface on the lateral side of the bone tube, namely in the area that the bone cement is later to fill.
Zur Sicherung gegen ein Verdrehen des lateralen Teilstückes 24b ist dessen mediale Seite mit einer ebenen Fläche versehen, die mit einer entsprechenden ebenen Fläche im medialen oberen Bereich des unteren Teilstückes 5b korrespondiert.To prevent the lateral section 24b from twisting, its medial side is provided with a flat surface that corresponds to a corresponding flat surface in the medial upper region of the lower section 5b.
Falls das Knochenrohr lateral noch weiter eröffnet werden soll, kann das größere laterale Teilstück 24b durch ein noch größeres Exemplar ersetzt werden, wobei die Montage in gleicher Weise erfolgt wie vorher. Vorteilhaft können Aufweitungen bis zu 3 mm sein.If the bone tube is to be opened further laterally, the larger lateral section 24b can be replaced by an even larger one, whereby assembly is carried out in the same way as before. Widenings of up to 3 mm can be advantageous.
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Nach dem Ende der Präparation kann das untere leitstück
durch He raushebe In am Kragen 23 am medialen oberen Ende oder durch ein nochmaliges Montieren des ersten
Griffteiles 32b und des kleineren lateralen Teilstückes
24a aus dem Knochenrohr entfernt werden, wonach die
erfindungsgemäße Kopfschaftprothese implantiert werden
kann.After the preparation is complete, the lower guide piece can be removed by lifting it out at the collar 23 at the medial upper end or by re-mounting the first
Handle part 32b and the smaller lateral part 24a are removed from the bone tube, after which the
The head shaft prosthesis according to the invention can be implanted
can.
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Claims (28)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9110907U DE9110907U1 (en) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | Cementable head stem prosthesis with implantation tool |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9110907U DE9110907U1 (en) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | Cementable head stem prosthesis with implantation tool |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE9110907U1 true DE9110907U1 (en) | 1993-01-07 |
Family
ID=6870873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9110907U Expired - Lifetime DE9110907U1 (en) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | Cementable head stem prosthesis with implantation tool |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9110907U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0672396A2 (en) * | 1994-02-26 | 1995-09-20 | Aesculap Ag | Femoral shaft prosthesis |
-
1991
- 1991-09-03 DE DE9110907U patent/DE9110907U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0672396A2 (en) * | 1994-02-26 | 1995-09-20 | Aesculap Ag | Femoral shaft prosthesis |
| EP0672396A3 (en) * | 1994-02-26 | 1995-11-02 | Aesculap Ag |
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