PL186068B1 - Uchwyt mocujący, w szczególności do wprowadzania i kotwiczenia w jamie uformowanej w tkance kostnej - Google Patents

Abstract

1. Uchwyt mocujacy, w szczególnosci do wprowadzania i kot- wiczenia w jamie uformowanej w tkance kostnej, w którego sklad wchodzi element mocujacy, który ma wprowadzajaca powierzchnie koncowa 1 cylindryczna powierzchnie peryferyjna z gwintem, oraz wie-le rozmieszczonych na obwodzie zaglebien skrawajacych, które sa uformowane w przedniej, samogwintujacej czesci konco- wej nagwintowanej powierzchni peryferyjnej w poblizu wprowa- dzajacej powierzchni koncowej 1 które wchodza osiowo w te wpro- wadzajaca powierzchnie koncowa, znamienny tym, ze zawiera wiele rozmieszczonych w odstepach na obwodzie rowków (17) zbiorczych i rozprowadzajacych tkanke, uformowanych w tylnej, nie samogwintujacej czesci (8) nagwintowanej powierzchni peryferyjnej (6), przy czym rowki (17) zbiorcze i rozprowadza- jace wychodza promieniowo na zewnatrz i przebiegaja, co naj- mniej czesciowo w kierunku podluznym elementu mocujacego (2), zas kazdy z nich jest na swoim przednim koncu polaczony z jed- nym z zaglebien skrawajacych (9) zbierajacych z niego wyciety material kostny (B) i wyprowadzajace go promieniowo poza rowki (17) zbiorcze i rozprowadzajace wyciety material kostny (B) obwodowo po wewnetrznej sciance jamy (32) podczas wprowa- dzania uchwytu mocujacego. Fi g. 1 PL PL PL

Description

Uchwyt mocujący, w szczególności do wprowadzania i kotwiczenia w jamie uformowanej w tkance kostnej, zwłaszcza do kotwiczenia w szkielecie człowieka lub w tkance kostnej. Wynalazek dotyczy uchwytu samogwintującego, który nadaje się zwłaszcza do trwałego kotwiczenia protez stawu biodrowego w postaci komór utworzonych w kości udowej.

Znany jest uchwyt mocujący ujawniony w opisie patentowym do zgłoszenia międzynarodowego nr WO 93/16663, w którego skład wchodzi element mocujący, który ma wprowadzającą powierzchnię końcową i cylindryczną powierzchnię peryferyjną z gwintem, oraz wiele rozmieszczonych na obwodzie zagłębień skrawających, które są uformowane w przedniej, samogwintującej części końcowej nagwintowanej powierzchni peryferyjnej w pobliżu wprowadzającej powierzchni końcowej i które wchodzą osiowo w tę wprowadzającą powierzchnię końcową.

W opisie patentowym nr GB 1 291 470 ujawniono uchwyt mocujący do protezy do kotwiczenia w tkance kostnej, zwłaszcza do montowania protez dentystycznych w kości szczękowej. W jego skład wchodzi w zasadzie wydrążona śruba z gwintem zewnętrznym. Gwint ten służy do wkręcania w gwintowany otwór w kości w celu trwałej implantacji. Dalszy koniec śruby, albo jej koniec wkładany, jest zaopatrzony w wiele promieniowych otworów, każdy biegnący od gwintowanej powierzchni zewnętrznej ku ściance wewnętrznej. Zadaniem tych promieniowych otworów jest wspomaganie rozwoju nowo powstającej tkanki kostnej podczas procesu gojenia. Podczas końcowej fazy wrastania powstaje „obrotowa blokada”, która uniemożliwia niepożądane wykręcanie i luzowanie się zamocowania. W dokumencie tym wykazano również, że w procesie zintegrowanego rozwoju w promieniowych otworach może uczestniczyć nie tylko nowo uformowany materiał kostny, ale również luźna tkanka kostna oddzielona w wyniku wkładania uchwytu do jamy. Ścianka środkowa, w której gromadzi się zeskrobana tkanka kostna, biegnie ku dołowi ku powierzchni śruby znajdującej się na jej dalszym końcu.

W europejskim opisie patentowym nr EP-A1-0 237 505 również ujawniono uchwyt do trwałego kotwiczenia w tkance kostnej, zwłaszcza do trwałego kotwiczenia protezy dentystycznej. Dotyczy on modyfikacji wspomnianego powyżej mocowania według opisu patentowego GB 1291470, której celem jest eliminacja wad zeskrobanej tkanki kostnej spadającej ze ścianki środkowej na dno jamy kostnej, a tym samym zakłócającej wrastanie podstawy mocowania w kość. W tym celu w jamę centralną wkłada się uchwyt mocujący o konstrukcji ujawnionej w opisie patentowym nr EP-A1-0 237 505, a promieniowe przelotowe otwory zastępuje się jedną lub większą liczbą jam obwodowych połączonych tylko z zewnętrzną cylindryczną powierzchnią uchwytu mocującego. W rezultacie dalsza powierzchnia końcowa uchwytu nie jest podzielona i zapobiega się opadaniu luźnej tkanki kostnej na dno jamy kostnej. Krawędź każdej jamy obwodowej w cylindrycznej powierzchni tworzy ostrą krawędź skrawającą do samogwintowania podczas wkręcania uchwytu mocującego w tkankę kostną. Główną cechą znanego dotychczas uchwytu jest możliwość wybierania całkowitej objętości zebranej tkanki w jamach obwodowych tak, że znajdują się tam i gromadzą wszystkie kawałki tkanki kostnej zeskrobane przez krawędzie skrawające.

W amerykańskim opisie patentowym nr US 5 129 901 ujawniono samogwintującą, samonawiercaaącą się, mającą założoną kaniulę, śrubę stawową do czasowego kotwiczenia stosowaną w kostnej chirurgii ortopedycznej. Śruba ta jest skonstruowana w taki sposób, żeby minimalizowała martwicę kostną i umożliwiała skuteczne usuwanie zeskrobanej tkanki kostnej (nazywanej „wiórkami”) zarówno podczas wkładania jak i wyjmowania śruby, a tym samym ułatwiała wkładanie śruby, a następnie jej wyjmowanie. W śrubie tej jest centralny otwór, który wychodzi na jej końcowej powierzchni skrawającej i jest przeznaczony na kołek prowadzący podczas wiercenia. Na zewnętrznej obwodowej powierzchni śruby znajduje się stosunkowo krótka część gwintowana sąsiadująca z końcem śruby, który wierci otwór, oraz stosunkowo długa, nie gwintowana część trzonkowa na jej końcu tylnym. Średnica części trzonkowej jest mniejsza niż średnica części gwintowanej. W gwintowanej części sąsiadującej z krawędzią skrawającą znajduje się pierwsza para stosunkowo krótkich, obwodowych i podłużnych jam albo „bruzd”, rozmieszczona na obwodzie. Bruzdy te stanowią samogwintujące krawędzie skrawające biegnące wzdłuż gwintu i wychodzą na przednią powierzchnię

186 068 końcową śruby. Podczas wkręcania śruby w kość bruzdy kierują zeskrobane wiórki kości ku tyłowi do pierścieniowej przestrzeni znajdującej się pomiędzy wewnętrzną ścianką wywierconego kanału w kości a zewnętrzną powierzchnią części trzonkowej o mniejszej średnicy. W nagwintowanej części śruby, w miejscu leżącym w kierunku osiowym w pewnej odległości ku tyłowi od końca, który wierci otwór, znajduje się również para wstecznych bruzd skrawających, wykonanych w ten sposób, że skrawają kość podczas wykręcania z niej śruby.

Podobne bruzdy ujawniono w amerykańskim opisie patentowym nr US 4 537 185, do którego odwołuje się wspomniany powyżej opis patentowy nr US 5 129 901. Samogwintująca, samonawiercająca się śruba mocująca według tego opisu nr US 4 537 185 ma gwint zewnętrzny poprzecinany bruzdami lub rowkami. Rowki te stanowią samogwintujące krawędzie skrawające wzdłuż uchwytu, natomiast w przedniej, nie gwintowanej części końcowej uchwytu mocującego znajdują się ząbki do wiercenia.

W opisie patentowym nr WO 93/16663, o którym wspomniano we wstępnej części opisu, ujawniono protezę stawu biodrowego do trwałego kotwiczenia w kości udowej u ludzi. W skład protezy wchodzi schodkowy uchwyt mocujący zawierający przedni, cylindryczny pierwszy element uchwytowy oraz tylny, podobny do czopa, cylindryczny, drugi element mocujący, sztywno połączony lub zintegrowany z pierwszym elementem mocującym, oraz główka protezy osadzona na tylnym końcu uchwytu. W każdym z dwóch elementów mocujących znajduje się nagwintowana powierzchnia zewnętrzna zaopatrzona w krótkie ostro krawędziowe zagłębienie skrawające na swoich końcach wprowadzanych w tkankę. Pierwszy element mocujący samogwintuje się w stosunkowo wąskim otworze wywierconym w kostnej tkance gąbczastej kości udowej wzdłuż zadanej osi, natomiast drugi element samogwintuje się w szerszej, cylindrycznej jamie wyciętej w gąbczastej tkance kostnej kości tak, że jest współosiowy z otworem o mniejszej średnicy. Rozciągłość osiowa wyciętych jam jest w przybliżeniu mniejsza niż całkowita rozciągłość osiowa części nagwintowanej. W szczególności, wycięte zagłębienia drugiego elementu są ograniczone do stosunkowo krótkiej przedniej części końcowej, która nieco zwęża się stożkowo do wewnątrz, ułatwiając w ten sposób wprowadzanie i centrowanie uchwytu mocującego podczas jego wprowadzania i wkręcania w szerszą jamę. Zatem główna część gwintowanej powierzchni zewnętrznej drugiego elementu nie jest przerwana, tj. nie ma w niej zagłębień, i służy do ustalania docelowego mechanicznego połączenia śrubowego z wewnętrzną ścianką wstępnie uformowanej jamy. W przeciwieństwie do powyższego uchwytu według europejskiego opisu patentowego nr EP-A1-0 237 505, wycięte zagłębienia w drugim elemencie mocującym biegną ku przodowi na całej długości i wychodzą na przedniej powierzchni końcowej tego elementu mocującego. Dzięki takiej konstrukcji, wycięta lub zeskrobana podczas nacinania zagłębienia tkanka kostna przemieszcza się ku przodowi, tj. w kierunku wprowadzania śruby, poza zagłębienia i do jamy.

Jak omówiono w międzynarodowym opisie patentowym nr WO 93/16663, korzystnie, uchwyt ten doprowadza się do sprzężenia z wewnętrzną powierzchnią twardej kości korowej w celu zmniejszenia ryzyka mechanicznego zluzowania uchwytu mocującego. Jednakże styczność mechaniczna pomiędzy drugim elementem mocującym a kością korową ogranicza się do mniejszej części obwodowej nagwintowanej powierzchni. Pozostała, główna część nagwintowanej powierzchni drugiego elementu mocującego nie sprzęga się z kością korową, ale tylko ze znacznie bardziej miękką kością gąbczastą. W rezultacie tylko mniejsza część drugiego elementu mocującego jest sprzężona mechanicznie z „twardą” kością i bierze udział w przenoszeniu obciążenia z główki na kolumnę kości udowej.

Uchwyt mocujący, w szczególności do wprowadzania i kotwiczenia w jamie uformowanej w tkance kostnej, w którego skład wchodzi element mocujący, który ma wprowadzającą powierzchnię końcową i cylindryczną powierzchnię peryferyjną z gwintem, oraz wiele rozmieszczonych na obwodzie zagłębień skrawających, które są uformowane w przedniej, samogwintującej części końcowej nagwintowanej powierzchni peryferyjnej w pobliżu wprowadzającej powierzchni końcowej i które wchodzą osiowo w tę wprowadzającą powierzchnię końcową, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera wiele rozmieszczonych w odstępach na obwodzie rowków zbiorczych i rozprowadzających tkankę, uformowanych w tylnej, nie samogwintującej części nagwintowanej powierzchni peryferyjnej, przy czym

186 068 rowki zbiorcze i rozprowadzające wychodzą promieniowo na zewnątrz i przebiegają, co najmniej częściowo w kierunku podłużnym elementu mocującego, zaś każdy z nich jest na swoim przednim końcu połączony z jednym z zagłębień skrawających zbierających z niego wycięty materiał kostny B i wyprowadzające go promieniowo poza rowki zbiorcze i rozprowadzające wycięty materiał kostny B obwodowo po wewnętrznej ściance jamy podczas wprowadzania uchwytu mocującego.

Korzystnie, łącznią pojemność tkanki w zagłębieniach skrawających oraz w rowkach zbiorczych i rozprowadzających jest mniejsza niż łączną objętość materiału kostnego B wyciętego podczas wprowadzania uchwytu mocującego.

Korzystnie, łączną pojemność tkanki w zagłębieniach skrawających oraz w rowkach zbiorczych i rozprowadzających jest mniejsza niż łączna objętość materiału kostnego B zgromadzonego w tych rowkach zbiorczych i rozprowadzających podczas wprowadzania uchwytu mocującego.

Korzystnie, przekrój poprzeczny rowków zbiorczych i rozprowadzających jest mniejszy niż przekrój poprzeczny zagłębień skrawających.

Korzystnie, szerokość obwodowa rowków zbiorczych i rozprowadzających jest mniejsza niż szerokość obwodowa zagłębień skrawających.

Korzystnie, promieniowa głębokość rowków zbiorczych i rozprowadzających jest mniejsza niż promieniowa głębokość zagłębień skrawających.

Korzystnie, rowki zbiorcze i rozprowadzające biegną tylko w podłużnym kierunku elementu mocującego.

Korzystnie, rowki zbiorcze i rozprowadzające są pochylone względem podłużnego kierunku elementu mocującego, przy czym obrotowy ruch uchwytu mocującego podczas jego wprowadzania w jamę wspomaga skierowany ku tyłowi ruch materiału kostnego B w rowkach zbiorczych i rozprowadzających.

Korzystnie, rowki zbiorcze i rozprowadzające, w kierunku podłużnym elementu mocującego są rozmieszczone na większej części nie samogwintującej części.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest eliminacja, albo co najmniej zmniejszenie problemu związanego ze stosowaniem uchwytu mocującego takiego typu, jaki ujawniono w międzynarodowym opisie patentowym nr WO 93/16663, w szczególności poprawienia połączenia mechanicznego pomiędzy kością a uchwytem protezy, a tym samym uzyskanie silniejszego trwałego zakotwiczenia.

Zalety rozwiązania według wynalazku wynikają z faktu zapewnienia uchwytu mocującego do wprowadzania w jamę w tkance kostnej i trwałego kotwiczenia \yniej, w którego skład wchodzi element mocujący z wprowadzaną powierzchnią końcową i cylindryczną gwintowaną powierzchnią zewnętrzną oraz wiele rozmieszczonych w pewnych odstępach od siebie na obwodzie zagłębień skrawających, uformowanych w przedniej, samogwintującej części końcowej nagwintowanej powierzchni zewnętrznej w pobliżu wspomnianej wprowadzanej powierzchni końcowej i wychodzących osiowo na wspomnianą wprowadzaną powierzchnię końcową. Uchwyt ten cechuje się tym, że w jego skład wchodzi ponadto wiele rozmieszczonych w pewnych odstępach od siebie na obwodzie rowków zbiorczych i rozprowadzających tkankę, uformowanych w tylnej, nie samogwintującej części gwintowanej powierzchni zewnętrznej, które to rowki wychodzą promieniowo na zewnątrz i biegną co najmniej częściowo w kierunku osiowym elementu mocującego, przy czym każdy z tych rowków wychodzi swoim końcem przednim osiowo do jednego ze wspomnianych zagłębień skrawających, w których to zagłębieniach gromadzony jest zebrany wycięty materiał kości i wyprowadzany promieniowo poza rowki, co pozwala na obwodowe rozprowadzenie zebranego wyciętego materiału kości po wewnętrznej ściance jamy podczas wstawiania uchwytu. Stanowi to istotną zaletę rozwiązania według wynalazku.

Uchwyt według wynalazku jest szczególnie korzystnie stosowany jako element protezy, zwłaszcza protezy stawu biodrowego, służąc do kotwiczenia protez w tkance kostnej i zapewniając szczególnie trwałe kotwiczenie.

Zapewnienie samogwintującego uchwytu mocującego według wynalazku z zagłębieniami skrawającymi do formowania wewnętrznego gwintu w ściance wewnętrznej jamy

186 068 uformowanej w tkance kostnej podczas wprowadzania uchwytu mocującego w jamę, oraz mającego gwintowaną zewnętrzną powierzchnię peryferyjną do wkręcania we wspomniany gwint wewnętrzny jamy pozwala na wprowadzanie wspomnianego uchwytu mocującego w utworzoną jamę, w wyniku czego formuje się wspomniany gwint wewnętrzny jamy, przy czym następuje sprzężenie wspomnianej gwintowanej zewnętrznej powierzchni peryferyjnej ze wspomnianym gwintem wewnętrznym, a ponadto podczas wprowadzania uchwytu mocującego w jamę i formowania wspomnianego gwintu wewnętrznego, materiał kostny, odcięty przez wspomniane zagłębienia skrawające, jest gromadzony i rozprowadzany obwodowo po wewnętrznej ściance jamy.

Kolejna zaleta uchwytu mocującego według wynalazku polega na tym, że podczas wprowadzania w jamę w kości, przednia, samogwintująca część elementu mocującego wcina się w wewnętrzną ściankę jamy i formuje w niej gwint, z którym następnie sprzęga się tylna, nie samogwintująca część elementu mocującego. Materiał kości, wycinany podczas wprowadzania uchwytu w jamę i początkowo spadający w zagłębienia wycięte gwintem, przemieszcza się stamtąd ku tyłowi tak, że wchodzi w rowki zbiorcze. To skierowane ku tyłowi przemieszczanie się materiału kostnego wynika z tego, że ścianka jamy działa skierowanymi ku tyłowi siłami tarcia na luźny materiał kostny w wyciętych zagłębieniach i rowkach zbiorczych, oraz z tego, że na zgromadzony w rowkach zbiorczych materiał kostny działa skierowany ku tyłowi nacisk wywierany przez postępujący za nim materiał kostny. Zatem zagłębienia skrawające pełnią podwójną funkcję - wycinają gwint oraz wymuszają przemieszczanie się nowo wyciętego materiału kostnego ku tyłowi, do rowków zbiorczych.

Po wypełnieniu rowków zbiorczych materiałem kostnym w opisany powyżej sposób, dalszy obrót uchwytu mocującego wkręcanego w jamę powoduje promieniowe wypychanie materiału kostnego z rowków zbiorczych na zewnątrz uchwytu mocującego i dociskanie go do wewnętrznej ścianki jamy.

Następna zaleta rozwiązania polega na tym, że zagłębienia skrawające biegną ku przodowi, co sprawia, że część wyciętego materiału kostnego przemieszcza się do przodu i spada do jamy, tj. przed przednią powierzchnię końcową elementu mocującego. Po osiągnięciu przez tę powierzchnię końcową dolnej powierzchni jamy pod koniec procesu wkręcania, materiał kostny, który znajdzie się wjamie, zostaje sprasowany pomiędzy tymi dwiema powierzchniami. Zatem końcowe dokręcanie uchwytu mocującego wywołuje silny, skierowany ku tyłowi nacisk materiału na materiał powstający w procesie skrawania, który to nacisk jest z kolei przenoszony w formie skierowanego ku tyłowi nacisku na materiał kostny w rowkach zbiorczych. W rezultacie następuje końcowe, gwałtowne, promieniowe wypieranie materiału kostnego z rowków zbiorczych podczas końcowej fazy procesu wkręcania. Dzięki temu, że zagłębienia skrawające biegną ku przodowi, zapewniono skuteczne promieniowe wypieranie materiału kostnego na zewnątrz na końcu procesu wkręcania z rowków zbiorczych ku wewnętrznej ściance jamy.

Rowki znajdują się w nie samogwintującej gwintowanej części, więc zewnętrzne ich krawędzie nie działają jak krawędzie skrawające, a tym samym wzdłuż rowków nie następuje żadne odcinanie materiału kostnego, które mogłoby działać na materiał kostny w rowkach skierowanymi promieniowo do wewnątrz siłami ściskającymi, a tym samym przeciwdziałać docelowemu efektowi odprowadzania materiału.

Promieniowy wypływ z uchwytu mocującego luźnego materiału kostnego wytwarzanego podczas wkręcania uchwytu mocującego według wynalazku w jamę, jest, wskutek obrotu uchwytu mocującego, rozprowadzany obwodowo po wewnętrznej ściance jamy. Uzyskany efekt rozwiązuje, albo co najmniej znacząco zmniejsza, problem słabego kotwiczenia w miękkiej kości gąbczastej. Zachodzące zjawisko automatycznego rozprowadzania materiału kostnego można określić mianem „autologicznej transplantacji” materiału kostnego. Rezultatem wcinania się uchwytu mocującego według wynalazku w kość korową zagłębień formowanych podczas gwintowania jest korzystne przemieszczanie lub „transplantacja” twardego korowego materiału kostnego z tej części jamy, gdzie zagłębienia skrawające wcinają się w kość korową, do tej części jamy, w której znajduje się tylko miękka kość gąbczasta. Kość gąbczasta ma strukturę zbliżoną do gąbki z wielu małymi pustymi przestrzeniami, niektórymi

186 068 otwartymi ku jamie, więc twardy materiał kostny odprowadzony z rowków zbiorczych skutecznie wypełnia te puste przestrzenie, formując w ten sposób wokół uchwytu warstwę kości korowej przypominającą rurkę. W rezultacie wzmacnia się mechaniczne sprzężenie z gwintem uchwytu.

Wspomniana powyżej autologiczna transplantacja wyciętego materiału kostnego występuje również w przypadku wkręcania uchwytu mocującego według wynalazku tylko w kość gąbczastą, co stanowi kolejną zaletę wynalazku. W tym przypadku wycięty materiał kości gąbczastej rozprowadza się, według wynalazku, w formie zwartej warstwy po wewnętrznej ściance jamy, umożliwiając w ten sposób lepsze kotwiczenie niż w nietkniętej kości gąbczastej.

Zatem główną zaletą uchwytu mocującego według wynalazku jest to, że funkcją rowków zbiorczych i rozprowadzających jest rozprowadzanie lub „transplantacja” materiału kostnego wokół uchwytu, a tym samym wzmacnianie kotwiczenia uchwytu.

Rowki służą ponadto do zapobiegania groźbie martwicy kości korowej wskutek uszkodzenia lub zablokowania przez uchwyt normalnych kanałów doprowadzających substancje odżywcze w usuniętym szpiku kostnym iokostnej wewnętrznej. Dzięki istnieniu rozmieszczonych w pewnych odstępach od siebie na obwodzie rowków zbiorczych, które co najmniej częściowo biegną osiowo na tylnej części uchwytu, oraz gromadzeniu się w tych rowkach materiału kostnego, który może stanowić podłoże rozrodcze dla rozwoju nowej tkanki kostnej, w rowkach zbiorczych z nowym materiałem kostnym powstają kanały do doprowadzania substancji odżywczych do kości korowej, co zapobiega jej martwicy.

Ponadto rowki zbiorcze pełniąjeszcze jedną funkcję, a mianowicie, występujące w nich wrastanie nowego materiału kostnego przyczynia się do wzmacniania mechanicznego kotwiczenia uchwytu mocującego.

W celu uzyskania skutecznej transplantacji autologicznej, całkowita objętość zagłębień skrawających i rowków jest korzystnie, ograniczona, a zwłaszcza mniejsza niż całkowita objętość materiału kostnego wyciętego przez zagłębienia wycinające gwint, albo co najmniej niniejsza niż całkowita objętość wyciętego materiału kostnego zebranego w zagłębieniach skrawających. Jest to całkowicie odmienne od konstrukcji znanego uchwytu mocującego, w którym promieniowe otwory są skonstruowane w taki sposób, żeby mógł w nie wchodzić ipozostawać w nich cały materiał kostny wycięty podczas wprowadzania uchwytu. Takie ograniczenie ilości gromadzonej kości w uchwycie według wynalazku można osiągnąć zmieniając takie parametry jak głębokość, szerokość i długość wyciętych zagłębień i/lub rowków zbiorczych.

W celu uzyskania bardziej skutecznego przemieszczania się materiału kostnego ku tyłowi do rowków i w rowkach, rowki te mogą mieć, korzystnie, przekrój poprzeczny mniejszy niż przekrój poprzeczny zagłębień skrawających, dzięki czemu na luźny materiał kostny działa „efekt lejka”. Zatem dane, skierowane ku tyłowi ciśnienie, działające na materiał kostny w zagłębieniach skrawających, przekształca się na większe, skierowane ku tyłowi ciśnienie, działające na materiał kostny w rowkach, zwłaszcza podczas końcowej operacji wkręcania, kiedy materiał kostny znajdujący się w jamie jest wyciskany z powrotem do zagłębień skrawających. Taki zmniejszony przekrój poprzeczny rowków można uzyskać nadając rowkom w kierunku obwodowym mniejszą szerokość niż zagłębieniom skrawającym. Rozwiązanie to jest korzystne dzięki „oszczędzaniu” gwintu potrzebnego do mechanicznego sprzężenia ze ścianką jamy. Innym rozwiązaniem, którego skutkiem jest powyższy „efekt lejka”, jest zwiększenie promieniowej głębokości zagłębień skrawających. Oba te rozwiązania można również ze sobą kombinować.

Rowki mogą biec dokładnie w kierunku osiowym wzdłuż długości uchwytu. Rowki te mogą również być pochylone w takim kierunku, żeby obrót uchwytu przyczyniał się do przemieszczania materiału kostnego ku tyłowi w rowkach i poza rowki.

W zalecanym przykładzie wykonania przedni koniec każdego zagłębienia wychodzi do tylnej części, patrząc w kierunku wkręcania, odpowiedniego zagłębienia skrawającego, a tym samym uzyskuje się skuteczne prowadzenie lub przemieszczanie wyciętego materiału kostnego z zagłębień skrawających i do zagłębień.

186 068

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia uchwyt mocujący według wynalazku w pierwszym przykładzie wykonania, przeznaczonym do stosowania w protezie stawu biodrowego, wizucie perspektywicznym z przodu, fig. 2 - uchwyt mocujący z fig. 1 w przekroju wzdłużnym, fig. 3 - uchwyt mocujący z fig. 1 w rzucie bocznym, fig. 4 - zagłębienia skrawające oraz rowki zbiorcze i rozprowadzające uchwytu mocującego, w powiększeniu, fragmentarycznie, w rzucie bocznym, szczegółowo, fig. 5 - trzon ludzkiej kości udowej z uformowaną w nim jamą na uchwyt mocujący z fig. 1, fragmentarycznie, w przekroju, fig. 6 - jamę w kości na uchwyt mocujący, w rzucie perspektywicznym odpowiadającym rzutowi z fig. 5, fragmentarycznie, w przekroju, fig. 7 uchwyt mocujący z fig. Iw przekroju odpowiadającym fig. 5, w tym przypadku wstawiony w jamę w kości, fig. 8 - ilustrację funkcji rowków zbiorczych i rozprowadzających uchwytu mocującego, schematycznie, fragmentarycznie, w przekroju, fig. 9 - uchwyt mocujący w drugim przykładzie wykonania wprowadzony w jamę w kości, w przekroju odpowiadającym przekrojowi z fig. 5, oraz fig. 10 - zagłębienia skrawające oraz rowki zbiorcze i rozprowadzające uchwytu mocującego w drugim przykładzie wykonania widocznym na fig. 9, ilustrujące fhnkcje tego uchwytu w drugim przykładzie wykonania, fragmentarycznie, w pionowym rzucie bocznym.

Uchwyt mocujący według wynalazku przedstawiono na fig. 1 i 2 w pierwszym przykładzie wykonania przeznaczonym do trwałego kotwiczenia protezy stawu biodrowego w trzonie ludzkiej kości udowej. Uchwyt ten zawiera cylindryczny, pierwszy element mocujący 1 oraz podobny do czopa, cylindryczny drugi element mocujący 2. Drugi element mocujący 2 jest zaopatrzony w obwodowy kołnierz 3 ograniczający możliwość jego włożenia dzięki temu, że opiera się o powierzchnię skrawającą 33 na fig. 5, wzdłuż której wyciągnięto główkę kości. Na pierwszym elemencie mocującym 1 znajduje się nagwintowana wprowadzająca powierzchnia końcowa zewnętrzna z licznymi krótkimi, ostro krawędziowymi zagłębieniami skrawającymi 4 na jej wprowadzanym w kość końcu 5, które służą do samogwintowania w wywierconym, stosunkowo wąskim otworze 30 na fig. 5.

W drugim elemencie mocującym 2 również jest zewnętrzna nagwintowana powierzchnia peryferyjna 6, w której osiową długość oznaczono na fig. 2, i która ma przednią, stosunkowo krótką, samogwintującą część powierzchni końcowej 7 i tylną, stosunkowo długą, nie samogwintującą część 8 sprzęgającą. W równych odstępach na obwodzie przedniej części powierzchni końcowej 7 znajduje się osiem ostro krawędziowych zagłębień skrawających 9 do samogwintowania wstępnie wykonanej jamy 32 na fig. 5 w kości, która to jama jest współosiowa z wąskim, wywierconym otworem 30. Zagłębienia skrawające 9 wychodzą osiowo na promieniowej powierzchni końcowej 10 drugiego elementu mocującego 2. Przednia, samogwintująca część powierzchni końcowej 7 jest lekko stożkowa w celu prowadzenia i centrowania uchwytu mocującego podczas jego wprowadzania.

Jak szczegółowo pokazano na fig. 3 i 4, w uchwycie według wynalazku znajduje się osiem zagłębień skrawających 9, każde z promieniową ścianką 11 i prostopadłą do niej denną ścianką 12. Kierunek wkręcania uchwytu mocującego pokazano strzałką 13. Pomiędzy każdą parą łączących zagłębień skrawających 9, taką jak tylne i przednie zagłębienia skrawające 9a i 9b na fig. 4, biegnie powierzchnia dystansowa 14 od tylnego zagłębienia skrawającego 9a, jak widać w kierunku obrotu, przy przedniej krawędzi dennej ścianki 12, do poprzedniego zagłębienia skrawającego 9b z przodu, jak widać w kierunku obrotu, przy krawędzi skrawającej 15 pokrywającej się z promieniowo zewnętrzną krawędzią promieniowej ścianki 11.

Jak dokładniej widać na fig. 4, każda powierzchnia dystansowa 14 tworzy pewien kąt ze styczną 16 do cylindrycznej ścianki zewnętrznej, zapewniając w ten sposób docelową funkcję samogwintowania.

W tylnej, nie samogwintującej części 8 znajduje się osiem rozmieszczonych na obwodzie, wychodzących promieniowo rowków 17 zbiorczych i rozprowadzających, biegnących równolegle do podłużnej osi uchwytu mocującego. Przedni koniec każdego rowka 17 wchodzi do odpowiedniego zagłębienia skrawającego 9. Rowki 17 są odsądzone w kierunku obwodowym względem zagłębień skrawających 9 tak, żeby tylna podłużna krawędź każde186 068 go rowka 17, jak widać w kierunku wkręcania 13, pokrywała się ze wspomnianą powyżej krawędzią skrawającą 15 odpowiedniego zagłębienia skrawającego 9.

W pokazanym przykładzie wykonania, każdy rowek ma w przybliżeniu półcylindryczną ściankę graniczną 18 i jest zwymiarowany względem zagłębień skrawających 9 w taki sposób, że zagłębienia te są szersze w kierunku obwodowym, a także głębsze w kierunku promieniowym niż rowki 17. Zatem promieniowy przekrój poprzeczny zagłębień skrawających 9 jest większy niż rowków 17 zbiorczych i rozprowadzających. Korzystnie, przejście zagłębień skrawających 9 w odpowiednie dla nich rowki 17 jest płynnie zaokrąglone.

W pokazanym przykładzie wykonania rowki 17 biegną wzdłuż w przybliżeniu całej długości nie samogwintującej części 8, ale według wynalazku mogą one również być krótsze. Ponadto można stosować rowki 17 zbiorcze i rozprowadzające o różnych długościach, co dotyczy również zagłębień skrawających 9 z rowkami zbiorczymi i bez nich.

Funkcja rowków 17 zbiorczych i rozprowadzających zostanie omówiona z odwołaniem się do fig. 5-8. Jak uwidoczniono na fig. 5 i 6, wywiercony otwór 30 i wycięta jama 32 są umieszczone i skierowane w taki sposób, że w przypadku zamontowania uchwytu mocującego w sposób pokazany na fig. 7, pomiędzy twardą kością korową w obszarze 34, a tylną nie samogwintującą częścią 8 jest połączenie gwintowe. Przekrój powierzchni tnącej 33 kości nie jest kołowy. Jak widać, zwłaszcza na fig. 6 w powiązaniu z fig. 5, wewnętrzna ścianka jamy 32 składa się z dwóch dolnych części bocznych twardej kości korowej w obszarze 34, z pośrednim, wąskim „pasmem” obszarem 36 z miękkiej kości gąbczastej, jak również znacznie większą częścią górną z obszaru 38 kości gąbczastej.

Podczas wkręcania drugiego elementu mocującego 2 w jamę 32, zagłębienia skrawające 9 wycinają kość korową z obszarów 34, jak również kość gąbczastą z obszarów 36 i 38. Następnie wycięty materiał kostny prawie natychmiast wypełnia bardzo małe zagłębienia skrawające 9 i, w wyniku osiowo skierowanego tarcia o wewnętrzną ściankę jamy 32, jest wyciskany ku tyłowi i gromadzi się w odpowiednich rowkach 17 zbiorczych i rozprowadzających, co przedstawiono schematycznie konturowymi strzałkami na fig. 8. Na rysunku tym wycięty materiał kostny B oznaczono ciemniejszym tłem. Osiowy kierunek wkręcania uchwytu mocującego wskazano strzałką 44.

Po wypełnieniu rowków 17, materiał kostny B doprowadzany następnie z zagłębień skrawających 9 wywiera osiowy, skierowany ku tyłowi nacisk na materiał znajdujący się już w rowkach 17. Po całkowitym wypełnieniu w ten sposób rowków 17 w wyniku kombinowanego efektu skierowanych ku tyłowi sił tarcia i skierowanych ku tyłowi sił ściskających, dalsze wkręcanie i wycinanie materiału powoduje promieniowe wypływanie materiału kostnego z rowków 17 zbiorczych i rozprowadzających i wpływanie do pustych przestrzeni 40 kości gąbczastej w obszarze 38 na fig. 8. W szczególności, materiał kości korowej z obszarów 34 na fig. 6 będzie przemieszczany (transplantacja autologiczna) do gąbczastych obszarów 36 i 38, otaczając w ten sposób uchwyt mocujący kością korową o większej wytrzymałości, a tym samym wzmacniając jego zakotwiczenie.

Korzystnie, całkowita objętość zagłębień skrawających 9 i rowków 17 zbiorczych i rozprowadzających powinna być mniejsza, korzystnie znacznie mniejsza, niż całkowita ilość materiału kostnego wyciętego podczas procesu wkręcania. Ma to na celu zapewnienie szybkiego wypełniania rowków 17 i możliwie szybkiego uruchomienia efektu rozprowadzania.

Zagłębienia skrawające 9 wychodzą osiowo do przodu, w kierunku 46 na fig. 8, więc część wyciętego materiału kostnego B wypada osiowo do przodu do jamy 32. Na końcu procesu wkręcania materiał ten jest ściskany pomiędzy powierzchnią końcową 10 a ścianką denną 50 jamy 32. Zatem końcowe dokręcanie uchwytu mocującego skutecznie ściska zeskrobany materiał kostny, który wskutek tego jest silnie dociskany ku tyłowi w rowki 17 zbiorcze i rozprowadzające i jest rozprowadzany po wewnętrznej ściance jamy 32.

Na fig. 9 i 10 pokazano drugi przykład wykonania uchwytu mocującego według wynalazku. Ten drugi przykład wykonania pokrywa się w dużym stopniu z przykładem opisanym powyżej, w związku z czym pominięto opis tych samych lub podobnych części składowych. Zatem podobnym elementom nadano podobne numery identyfikacyjne. Na fig. 9 przedsta10

186 068 wiono uchwyt mocujący w stanie częściowo zamontowanym, a na fig. 10 wyrwanie ilustrujące tryb działania zespołu.

Różnica pomiędzy uchwytem mocującym w drugim przykładzie wykonania z fig. 9 i 10, a uchwytem mocującym w pierwszym przykładzie wykonania z fig. 1-8, polega na tym, że rowki 17 zbiorcze i rozprowadzające są pochylone w stosunku do podłużnego kierunku uchwytu mocującego w taki sposób, że obrót uchwytu podczas procesu wkręcania wspomaga ruch materiału kostnego w tych rowkach 17 ku tyłowi. Zatem wlotowy koniec rowków 17 znajduje się w przedniej części ich zamkniętego końca tylnego, patrząc w kierunku wkręcania 13. Ponadto, w uchwycie mocującym w drugim przykładne wykonania zastosowano krótsze rowki 17 zbiorcze i rozprowadzające niż w uchwycie mocującym w pierwszym przykładzie wykonania.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Uchwyt mocujący, w szczególności do wprowadzania i kotwiczenia w jamie uformowanej w tkance kostnej, w którego skład wchodzi element mocujący, który ma wprowadzającą powierzchnię końcową i cylindryczną powierzchnię peryferyjną z gwintem, oraz wiele rozmieszczonych na obwodzie zagłębień skrawających, które są uformowane w przedniej, samogwintującej części końcowej nagwintowanej powierzchni peryferyjnej w pobliżu wprowadzającej powierzchni końcowej i które wchodzą osiowo w tę wprowadzającą powierzchnię końcową, znamienny tym, że zawiera wiele rozmieszczonych w odstępach na obwodzie rowków (17) zbiorczych i rozprowadzających tkankę, uformowanych w tylnej, nie samogwintującej części (8) nagwintowanej powierzchni peryferyjnej (6), przy czym rowki (17) zbiorcze i rozprowadzające wychodzą promieniowo na zewnątrz i przebiegają, co najmniej częściowo w kierunku podłużnym elementu mocującego (2), zaś każdy z nich jest na swoim przednim końcu połączony z jednym z zagłębień skrawających (9) zbierających z niego wycięty materiał kostny (B) i wyprowadzające go promieniowo poza rowki (17) zbiorcze i rozprowadzające wycięty materiał kostny (B) obwodowo po wewnętrznej ściance jamy (32) podczas wprowadzania uchwytu mocującego.
2. 2. Uchwyt mocujący według zastrz. 1, znamienny tym, że łączna pojemność tkanki w zagłębieniach skrawających (9) oraz w rowkach (17) zbiorczych i rozprowadzających jest mniejsza niż łączna objętość materiału kostnego (B) wyciętego podczas wprowadzania uchwytu mocującego.
3. 3. Uchwyt mocujący według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że łączna pojemność tkanki w zagłębieniach skrawających (9) oraz w rowkach (17) zbiorczych i rozprowadzających jest mniejsza niż łączna objętość materiału kostnego (B) zgromadzonego w tych rowkach (17) zbiorczych i rozprowadzających podczas wprowadzania uchwytu mocującego.
4. 4. Uchwyt mocujący według zastrz. 3, znamienny tym, że przekrój poprzeczny rowków (17) zbiorczych i rozprowadzających jest mniejszy niż przekrój poprzeczny zagłębień skrawających (9).
5. 5. Uchwyt mocujący według zastrz. 4, znamienny tym, że szerokość obwodowa rowków (17) zbiorczych i rozprowadzających jest mniejsza niż szerokość obwodowa zagłębień skrawających (9).
6. 6. Uchwyt mocujący według zastrz. 4 albo 5, znamienny tym, że promieniowa głębokość rowków (17) zbiorczych i rozprowadzających jest mniejsza niż promieniowa głębokość zagłębień skrawających (9).
7. 7. Uchwyt mocujący według zastrz. 1 albo 2, albo 4, albo 5, znamienny tym, że rowki (17) zbiorcze i rozprowadzające biegną tylko w podłużnym kierunku elementu mocującego (2).
8. 8. Uchwyt mocujący według zastrz. 1 albo 2, albo 4, albo 5, znamienny tym, że rowki (17) zbiorcze i rozprowadzające są pochylone względem podłużnego kierunku elementu mocującego (2), przy czym obrotowy ruch uchwytu mocującego podczas jego wprowadzania w jamę (32) wspomaga skierowany ku tyłowi ruch materiału kostnego (B) w rowkach (17) zbiorczych i rozprowadzających.
9. 9. Uchwyt mocujący według zastrz. 1 albo 2, albo 4, albo 5, znamienny tym, że rowki (17) zbiorcze i rozprowadzające, w kierunku podłużnym elementu mocującego (2), są rozmieszczone na większej części nie samogwintującej części (8).