NL1026925C2

NL1026925C2 - Gewrichtsprothese, blokkeringsorgaan en werkwijze voor botfixatie.

Info

Publication number: NL1026925C2
Application number: NL1026925A
Authority: NL
Inventors: Justus Laurens Herder; Harald Erik Niklaus Bersee; Rogier Oosterom; Albert Johannes Van Der Pijl; Franciscus Cornelus Theod Helm
Original assignee: Univ Delft Tech
Priority date: 2004-08-30
Filing date: 2004-08-30
Publication date: 2006-03-01
Also published as: WO2006025729A1; JP2008511379A; US20080009949A1; CA2577404A1; EP1784146A1

Description

te

Gewrichtsprothese, blokkeringsorgaan en werkwijze voor bot-fixatie

De uitvinding heeft betrekking op een gewrichtsprothese, zoals bijvoorbeeld een kniegewrichts- of schoudergewricht sprothese, omvattende een eerste komhoudend prothese-deel voor bevestiging aan een eerste bot, en een met het eer-5 ste prothesedeel samenwerkend tweede kophoudend prothesedeel voor bevestiging aan een tweede bot, waarbij het eerste bot en het tweede bot aan weerszijden van een gewricht liggen, en waarbij de kop van het tweede prothesedeel draaibaar is opgenomen in de kom van het eerste prothesedeel.

10 Een dergelijke gewrichtsprothese is in de vorm van een schoudergewrichtsprothese bekend uit het artikel 'Bipolar Shoulder Arthroplasty for painful conditions of the Shoul-der', van de auteurs Richard L. Warland and Jorge Aradondo, gepubliceerd in 'The Journal of Arthroplasty' Vol. 13 Nr.6 15 1998, pagina 631 t/m 637.

Hoewel de gewrichtsprothese volgens de uitvinding in het bijzonder geschikt is voor toepassing als schoudergewrichtsprothese, is de uitvinding niet tot deze toepassing beperkt, maar kunnen ook andere gewrichten met behulp van de 20 uigevonden gewrichtsprothese worden uitgevoerd. Voor de toelichting van de uitvinding volstaat het echter om deze te verschaffen aan de hand van een schoudergewrichtsprothese. Voor de vakman is niettemin geheel duidelijk hoe een overeenkomstige toepassing bij bijvoorbeeld een kniegewricht of 25 heupgewricht dient te worden uitgevoerd.

Gewrichtspatho.logie die het gevolg kan zijn van fracturen of gewrichtsziekten, zoals reumatoïde artritis en artrose, kunnen de botkwaliteit van de gewrichtsvlakken en de stabiliserende taak van het omliggende weefsel sterk doen af-30 nemen. Het gewricht wordt stijf en pijnlijk en zal op termijn chronische pijn veroorzaken en de uitvoering van de activiteiten van het dagelijks leven sterk beperken. Om de pijn weg te nemen en de functie van het gewricht te herstellen kan een totale gewrichtsreconstructie worden uitgevoerd. Bij een con-35 ventionele gewrichtsvervanging worden beide gewrichtsvlakken 1026925 2 vervangen door een metalen kop in de bovenarm (humerus) en een polyethyleen kom die in het schouderblad (glenoid fossa) wordt geplaatst. Het doel van deze ingreep is, naast het wegnemen van de pijn, het herstel van de gewrichtstabiliteit en 5 de gewrichtsfunctionaliteit. De postoperatieve resultaten van deze procedure zijn onder meer afhankelijk van de kwaliteit van het bot en van het omringende kapsel en spierweefsel, vari de medische historie en leeftijd van de patiënt en van het vakmanschap van de chirurg. Instabiliteit van het gewricht en 10 loslating van de glenoid component zijn de meest voorkomende, postoperatieve complicaties.

Bij reuma spelen voorts twee belangrij ke factoren een rol die een contradictie vormen voor plaatsing van een conventionele schouderprothese: (1) het ontberen van de ver-15 eiste mechanische botkwaliteit voor een duurzame bevestiging, (2) het verlies van functie van omringende spieren en ligamenten van de schouder, die de vereiste gewrichtscompressie verminderen, die nodig is voor het stabiliseren van het gewricht .

20 Uit de hiervoor genoemde stand van de techniek is bekend om een zogeheten bipolaire prothese toe te passen. Deze prothese bestaat uit een metalen kop die articuleert in een conforme kunststofschaal. De schaal is ongefixeerd geplaatst in een stalen omhulsel dat tegen het schouderblad 25 wordt geplaatst. De metalen kop wordt geplaatst in de humerus (bovenarm). Deze prothese verzekert voldoende rotatie van de bovenarm ten opzichte van de romp met minder slijtage van het onderliggende bot. Gewrichtstabiliteit kan echter in de stand van de techniek niet worden gegarandeerd.

30 Met de uitvinding is beoogd dit probleem tegen te gaan en voordelen te bereiken, welke uit het navolgende duidelijk zullen worden.

De gewrichtsprothese volgens de uitvinding is erdoor gekenmerkt dat het eerste prothesedeel onder toepassing van 35 op trek belastbare staafjes met het eerste bot koppelbaar is.

De stabiliteit van de gewrichtsprothese wordt bevorderd door toepassing van ten minste drie op trek belastbare staafjes.

1026925 3

Voorts is voor de stabiliteit nuttig dat de op trek belastbare staafjes vrij van buigbelasting zijn.

Verder is het wenselijk dat in een vrijwel onbelaste toestand van de gemonteerde prothese, in de ten minste drie 5 staafjes geen wezenlijke trekkracht aanwezig is.

De staafjes vormen artificiële ligamenten die het eerste prothesedeel tegen het schouderblad aantrekken bij translatie van de bovenarm in willekeurig welke richting, en wel zodanig dat een gestabiliseerd krachtgesloten systeem is 10 verschaft.

Hierbij is het in een voorkeursuitvoeringsvorm wenselijk dat de staafjes in gemonteerde stand een divergerend verloop bezitten, zodanig dat deze ongeveer een virtueel snijpunt bezitten dat in hoofdzaak samenvalt met een statio-15 nair rotatiepunt van de kop van het tweede prothesedeel in de kom van het eerste prothesedeel.

Doordat de krachtlijnen in de door de staafjes gevormde artificiële ligamenten samenvallen met het rotatiepunt van het tweede prothesedeel, leiden de op de prothese uitge-20 oefende krachten niet tot rotatie daarvan.

Een verder aspect van de gewrichtsprothese volgens de uitvinding betreft de maatregel dat de staafjes door ope-ningen van het eerste prothesedeel reiken en zijn ingericht om door een doorboring in het eerste bot te steken en aan de 25 van het eerste prothesedeel afgerichte zijde van het bot zijn voorzien van een op ieder van de staafjes aangebracht verdikt uiteinde.

Op deze wijze is het mogelijk om, ook in geval van reuma, de prothese zodanig te bevestigen in het eerste bot 30 dat dit een voldoende sterke verankering oplevert, die duurzaam van karakter is.

Een eerste uitvoeringsvorm die hiertoe kan dienen bezit het kenmerk dat voorzien is in een na doorvoering van de staafjes in de doorboringen van het eerste bot aanbreng-35 baar blokkeringsorgaan dat is gevormd als een huls met een binnendiameter die kleiner is dan de diameter van het verdikte uiteinde.

Een tweede uitvoeringsvorm bezit het kenmerk dat op 1026925 4 ieder staafje een blokkeringsorgaan aanwezig is dat is uitgevoerd als een om de staafjes verplaatsbaar aangebrachte huls, welke een gesloten ring vormt die voorzien is van in een eerste positie langs de staafjes verlopende ankerarmen, die ver-5 stelbaar zijn naar een tweede positie waarin deze ankerarmen in hoofdzaak radiaal ten opzichte van de staafjes verlopen.

Een en ander maakt mogelijk dat de plaatsing en bevestiging van de prothese volgens de uitvinding door middel van een eenzijdige operatie kan worden uitgevoerd. De opera-10 tie kan daarbij in voorkomend geval minimaal invasief van karakter zijn.

De bruikbaarheid en eenvoud in het plaatsen van de prothese is ermee gediend dat de staafjes ieder voorzien zijn van schroefdraad voor het in een kom van het eerste prothese-15 deel aanbrengen van een bevestigingsmoer.

Overigens kan hierbij worden opgemerkt dat de bevestiging van de prothese onder toepassing van deze staafjes voorkomt dat deze artificiële ligamenten op buiging worden belast. Slechts trekkrachten dienen door deze staafjes te 20 worden opgevangen. Dit bevordert de gewenste lange levensduur van de aangebrachte prothese en voorkomt postoperatieve complicaties .

De uitvinding is tevens belichaamd in een blokkeringsorgaan voor botfixatie, welke gekenmerkt is door een 25 huls, welke een gesloten ring vormt die voorzien is van in een eerste positie evenwijdig aan de lichaamsas van de huls verlopende ankerarmen, die verstelbaar zijn naar een tweede positie waarin de ankerarmen in hoofdzaak radiaal van de huls aflopen.

30 Met dit blokkeringsorgaan is een nieuwe botfixatie- methode uitvoerbaar waarmee ook botfracturen hersteld kunnen worden, en waarbij de hiervoor toegelichte voordelen van belastbaarheid op trek onder afwezigheid van buigbelasting die tot vroegtijdig loslaten van de verbonden botdelen zou lei-35 den, realiseerbaar zijn.

In verband daarmee is de uitvinding tevens belichaamd in een werkwijze voor botfixatie welke gekenmerkt is door bot te voorzien van ten minste een doorboring, het door 1026925 5 de doorboring steken van een trekstaafje dat voorzien is van een verdikt uiteinde en het toepassen van een blokkeringsor-gaan dat verhindert dat het trekstaafje uit de doorboring verwijderd wordt.

5 Dit kan bijvoorbeeld zo worden gerealiseerd dat het blokkeringsorgaan wordt aangebracht in de doorboring ter ver-! hindering dat het verdikte uiteinde de doorboring passeert.

! Ook is mogelijk dat het blokkeringsorgaan wordt aan gebracht op het trekstaafje waarbij het blokkeringsorgaan is 10 uitgevoerd volgens conclusie 10.

De uitvinding zal in het navolgende verder worden toegelicht aan de hand van een niet-beperkend uitvoerings-voorbeeld en onder verwijzing naar de tekening.

In de tekening toont: 15 -figuur 1 in exploded view de gewrichtsprothese vol gens de uitvinding, zoals deze als schoudergewrichtsprothese kan worden toegepast; -figuur 2 de in figuur 1 getoonde gewrichtsprothese in gemonteerde toestand; 20 -figuur 3 de gewrichtsprothese volgens de uitvinding in exploded view; -figuur 4 het blokkeringsorgaan dat voor montage van de gewrichtsprothese dient in voorgemonteerde en in gemonteerde stand.

25 In de figuren gebruikte gelijke verwijzingscijfers verwijzen naar dezelfde onderdelen.

In figuur 1 is de gewrichtsprothese met verwijzings-cijfer 10 aangeduid. Deze gewrichtsprothese 10 omvat een eerste komhoudend prothesedeel 11 voor bevestiging aan een eer-30 ste bot 12, en een met het eerste prothesedeel 11 samenwerkend tweede kophoudend prothesedeel 13 voor bevestiging aan een tweede bot 14.

Het eerste bot betreft in het getoonde geval het schouderblad of de glenoid fossa 12, terwijl het tweede bot 35 in het getoonde geval gevormd wordt door de bovenarm of de humerus 14.

Het tweede prothesedeel 13 bezit een kop 2 die draaibaar is opgenomen in de kom 5 van het eerste prothese- 1026925 6 deel 11. Dit is duidelijk te begrijpen uit de in figuur 3 getoonde exploded view.

Het eerste prothesedeel 11 is, overeenkomstig de uitvinding, onder toepassing van drie of vier op trek belast-5 bare staafjes 6 met het eerste bot 12 koppelbaar.

Figuur 3 toont duidelijk dat de ten minste drie staafjes 6 daarbij in gemonteerde stand een divergerend verloop bezitten. Dit divergerend verloop dient zodanig te zijn uitgevoerd dat deze ongeveer een virtueel snijpunt hebben, 10 dat in hoofdzaak samenvalt met een stationair rotatiepunt van de kop 2 van het tweede prothesedeel 13 in de kom 5 van het eerste prothesedeel 11.

Figuur 2 toont de gewrichtsprothese in gemonteerde stand. Figuur 2 en figuur 3 in onderlinge samenhang gezien 15 tonen daarbij dat de ten minste drie staafjes 6 door openin-gen in de kom 5 van het. eerste prothesedeel 11 reiken, en zijn ingericht om door een doorboring in het eerste bot 12 te steken en aan de van de kom 5 afgerichte zijde van het bot 12 zijn voorzien van op de staafjes 6 aangebrachte blokkerings-20 organen 7.

Ieder van de zojuist genoemde blokkeringsorganen 7 is uitgevoerd als een op de artificiële ligamenten, dat wil zeggen de staafjes 6, verplaatsbare huls 7, welke een gesloten ring vormt en die in voorgemonteerde toestand een eerste 25 positie heeft met langs de staafjes 6 verlopende ankerarmen. Dit is in figuur 4 getoond met de twee links in figuur 4 getoonde hulzen 7. De binnendiameter van de hulzen 7 is daarbij kleiner dan de diameter van het verdikte uiteinde 15 van de staafjes 6 zodat dit uiteinde 15 een blokkade tegen afschui-30 ven van de hulzen 7 vormt.

De blokkeringsorganen 7 kunnen in de gemonteerde stand worden gebracht, zoals getoond in figuur 2 en de twee rechts in figuur 4 getoonde hulzen 7, waarin de ankerarmen 8 in hoofdzaak radiaal ten opzichte van de staafjes 6 verlopen. 35 Dit is ook duidelijk getoond in figuur 2.

Een alternatieve manier om de staafjes 6 te borgen betreft de toepassing van een blokkeringsorgaan in de vorm van een in de botdoorboringen aan te brengen huls met een 1026925 7 binnendiameter die kleiner is dan de diameter van het verdikte uiteinde 15 van de staafjes 6. Dergelijke hulzen dienen na doorvoer van de staafjes 6 te worden geplaatst. Een en ander is voor de vakman geheel duidelijk zodat van een verdere toe-5 lichting aan de hand van een figuur kan worden afgezien.

In figuur 3 is getoond dat voor de bevestiging van de staafjes 6 deze met een bevestigingsmoer 4 aan de binnenzijde van de kom 5 kunnen worden vastgezet. Hiertoe bezitten de staafjes 6 bij voorkeur een uitwendige schroefdraad.

10 Ten slotte kan worden opgemerkt dat in de gerede vorm de kop 2 van het tweede prothesedeel 13 in de kom 5 van het eerste prothesedeel 11 is aangebracht, waartoe de kop 2 bij voorkeur is gevat in een polyethyleen binnenschaal 3. De plaatsing van de kop 2 is daarbij geborgd met gebruikmaking 15 van een borgring 1.

1026925

Claims

1. Gewrichtsprothese (10), zoals bijvoorbeeld een kniegewrichts- of een schoudergewrichtsprothese, omvattende een eerste komhoudend prothesedeel (11) voor bevestiging aan een eerste bot (12), en een met het eerste prothesedeel (11) 5 samenwerkend tweede kophoudend prothesedeel (13) voor bevestiging aan een tweede bot (14), waarbij het eerste bot (12) en het tweede bot (14) aan weerszijden van een gewricht liggen, en waarbij de kop (2) van het tweede prothesedeel (13) draaibaar is opgenomen in de kom (5) van het eerste 10 prothesedeel (11), met het kenmerk, dat het eerste prothesedeel (11) onder toepassing van op trek belastbare staafjes (6) met het eerste bot (12) koppelbaar is.

2. Gewrichtsprothese volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat er ten minste drie op trek belastbare staafjes 15 zijn.

3. Gewrichtsprothese volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de op trek belastbare staafjes vrij van buigbelasting zijn.

4. Gewrichtsprothese volgens een der conclusies 1-3, 20 met het kenmerk, dat de staafjes in gemonteerde stand een divergerend verloop bezitten, zodanig dat deze ongeveer een virtueel snijpunt bezitten dat in hoofdzaak samenvalt met een stationair rotatiepunt van de kop (2) van het tweede prothesedeel (13) in de kom (5) van het eerste prothesedeel 25 (11).

5. Gewrichtsprothese volgens een der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de staafjes (6) door openingen van het eerste prothesedeel (11) reiken en ieder zijn ingericht om door een doorboring in het eerste bot (12) te steken en aan 30 de van het eerste prothesedeel (11) afgerichte zijde van het bot (12) zijn voorzien van een op de staafjes (6) aangebracht verdikt uiteinde (15).

6. Gewrichtsprothese volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat voorzien is in een na doorvoering van de 35 staafjes (6) in de doorboringen van het eerste bot (12) aanbrengbaar blokkeringsorgaan dat is gevormd als een huls 1026925 met een binnendiameter die kleiner is dan de diameter van het verdikte uiteinde (15).'

7. Gewrichtsprothese volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat op ieder staafje (6) een blokkeringsorgaan (7) 5 aanwezig is dat is uitgevoerd als een om de staafjes (6) verplaatsbaar aangebrachte huls, welke een gesloten ring vormt die voorzien is van in een eerste positie langs de staafjes verlopende ankerarmen (8), die verstelbaar zijn naar een tweede positie waarin deze ankerarmen (8) in hoofdzaak 10 radiaal ten opzichte van de staafjes (6) verlopen.

8. Gewrichtsprothese volgens één der conclusies 1-7, met het kenmerk, dat de staafjes (6) ieder voorzien zijn van schroefdraad voor het in een kom (5) van het eerste prothesedeel (11) aanbrengen van een bevestigingsmoer (4).

9. Gewrichtsprothese volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat in een vrijwel onbelaste toestand van de gemonteerde prothese, in de staafjes (6) geen wezenlijke trekkracht aanwezig is.

10. Blokkeringsorgaan (7) voor botfixatie, 20 gekenmerkt door een huls, welke een gesloten ring vormt die voorzien is van in een eerste positie evenwijdig aan de lichaamsas van de huls verlopende ankerarmen (8), die verstelbaar zijn naar een tweede positie waarin de ankerarmen (8) in hoofdzaak radiaal van de huls aflopen.

11. Werkwijze voor botfixatie, gekenmerkt door bot te voorzien van ten minste een doorboring, het door de doorboring steken van een trekstaafje (6) dat voorzien is van een verdikt uiteinde (15) en het toepassen van een blokkeringsorgaan (7) dat verhindert dat het trekstaafje (6) 30 uit de doorboring verwijderd wordt.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat het blokkeringsorgaan wordt aangebracht in de doorboring ter verhindering dat het verdikte uiteinde (15) de doorboring passeert.

13. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat het blokkeringsorgaan (7) wordt aangebracht op het trekstaafje (6) waarbij het blokkeringsorgaan (7) is uitgevoerd volgens conclusie 10. 1026925