SE466937B - Foerankringsanordning foer till benvaevnad applicerbara proteser, spec ledmekanismer - Google Patents

Description

466 937 benet med cement. Särskilt vid belastade leder typ fot- och höftleder har det visat sig att denna cementering av protesen ofta gör att förbandet mellan ben och. protes lossnar. Vidare har det kunnat konstateras att bencementet när detta används som fogmedel före härdningen lätt flyter ut i angränsande benvävnad, vilket på kort sikt ger en viss mekanisk stabilitet. Hos yngre, tyngre och mera aktiva individer bryts dock slutligen förbandet mellan ben och cement, vilket ger mikrorörelser med invâxt av ett mellan- liggande bindvävsskikt med lossning på sikt.

Den andra idag använda metoden är den s k cementfria metoden som strävar efter en biologisk fixering, d v s man önskar erhålla en direkt kontakt mellan protesdelen och bevävnaden utan något mellanliggande bindvävsskikt eller limskikt, för att här erhålla god förankringsstabilitet har man provat olika protesmaterial och ytstrukturer och för att hålla protesen pà plats efter insättandet har man använt en teknik som benämns press-fit. Nyligen publicerade undersökningar (jämför härtill Schimmel et Huiskes, "Primary fit of the Lord cementless total hip" Acta Orthop Scand 1988: 59(6): 638-642) visar dock att denna teknik egentligen ej över- ensstämmer med verkligheten, där man har visat att man erhåller en trepunktsbelastning med stresskoncentrationer, vilket är synnerligen ogynnsamt (jämför härtill EP 176 711).

Emellertid torde inte det föreliggande problemet vara så enkelt att lösa som att välja "rätt yta eller material" utan även en rad andra faktorer måste ha en avgörande betydelse.

På senare tid har man därför också försökt att använda titanfixturer, som förankrats i benets märgrum med avsikt att osseointegreras enligt Hagert et al "Metacarpohalageal Joint Replacement with Osse-integrated Endoprostheses" Scan J Plast Reconstr. Surg 20: 207-218, 1986. 4sev9s7' Det är förut känt att permanent förankra orala och extra- orala proteser i benvänvnad. Denna för dentalbruk avsedda osseointegrationsteknik- har under 25 år utvecklats av professor Brànemark och medarbetare med goda resultat när det gäller att applicera fixturer i käkbenet för upptagande av tänder eller brofästen. De av Hagert genomförda försöken att överföra denna teknik för rekonstruktion av fingerleder har dock såsom långtidsresultat visats icke vara i över- ensstämmelse med förväntade resultat. De sålunda erhållna, icke godtagbara resultaten synes bero på att helt andra förutsättningar föreligger vid användning av denna kända "dentalteknik" till rekonstruktion av fingerledsproteser.

Dessa problem:måste naturligtvis öka för exempelvis fotleds- och höftledsproteser, eftersom här helt andra belastnings- spel uppkommer.

Idag är fortfarande det dominerande problemet, när det gäller ortopedisk proteskirurgi lossning av benförankrings- enheten. Med en långtidsprognos, som vid dentala implantat ger åtminstone 20 års livslängd i 90%, uppstår en rad andra problem som man idag ännu ej behövt ta hänsyn till. Ett sådant problem är ökat slitage av ledmekaniken. Genom att försöka tillämpa osseointegrationsmetoden.krävs en annan typ av proteskonstruktion än man tidigare har använt. För att på ett enkelt sätt ha möjlighet att byta ut ledmekaniken utan att störa benförankringen måste protessystemet vara uppdelat i komponenter, där det finns möjligheter att sär- skilja ledmeknikelementet från själva benförankringsele- menten. Om man tillämpar tvàstegsförfarandet är det också nödvändigt, om inte patienten eller åtminstone patientens rekonstruerade led skall hållas immobiliserad, att man i det andra steget kan ansluta ledmekaniken. Här föreligger så- ledes två situationer, den ena är slitage, som framtvingar att systemet tillåter ledmekanikbyten, det andra är att man - om man vill använda sig av ett tvástegsförfarande - också är tvungen att ha en utbytbar ledmekanik.

Det har nu överraskande visat sig, att ovannämnda problem och olägenheter med kända lösningar kan elimineras genom den enligt föreliggande uppfinning föreslagna tekniken och huvudsakligen kännetecknande för den enligt uppfinningen föreslagna inledningsvis beskrivna förankringsanordningen ar a. en för applicering i ett förpreparerat utrymme i benvävnaden avsedd implantatkropp omfattande en centre- rings- och styrhylsa med i ett stycke med denna ut- bildade lägesfixeringsorgan och organ för lösbar lägesfixering av nämnda protesdel eller ledmekanik i centrerings- och styrhylsan. b. skruvformigt utbildade förankringsorgan anordnade att vid transcortical applicering i benvävnaden till ett i huvudsak intraosseöst läge bringas att passera nämnda lâgesfixeringsorgan i. den i. benvävnaden applicerade implantatkroppen. c. en i centrerings- och styrhylsans lednära ände appli- cerbar insats.

Enligt en lämplig utföringsform av uppfinningen utskjutes hylsan från en frontplatta som är avsedd att anordnas trans- och intraosseöst i benvävnaden, så att hylsan i implantat- kroppens applicerade tillstånd sträcker sig tvärs över benvävnaden och att hylsan är försedd med en slits för upptagning av insatsen.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är åtminstone en, företrädesvis tvâ genomgångar anordnade i frontplattan på vardera sidan om hylsan för upptagande av tvärs benets längdriktning orienterade fixeringsskruvar. 466_9s7' Lämpligen kan skruvarna uppvisa en yttergänga med i princip samma längd som hylsan. ' Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen ut- skjuter åtminstone en, i huvudsak plan, plattformig vinge från hylsan.

Vingen kan härvid lämpligen uppvisa längsgående räfflor i införingsriktningen jämte ett antal hål, vilkas kanter är åtminstone delvis utförda som skärande eggar och pá sin från hylsan vända ände vara utbildad med lägesfixeringsorgan för passage av en förankringsskruv.

Lämpligen kunna förankringsskruvarna uppvisa två olika diametrar för lägesfixering vid ínskruvningen mot plattan.

Uppfinningen skall i det följande närmare förklaras till några pá bifogade ritningar visade utföringsformer, där fig. 1 är en sprängskiss av en första utföringsform av en förankringsanordning, fig. 2 är en sprângskiss av en andra utföringsform av en förankringsanordning, fig. 3 visar en perspektivvy av första steget av en fotledsrekonstruktion med hjälp av förankrings- anordningen enligt fig. 1 och 2, fig. 4 visar en perspektivvy av den färdiga fotledens rekonstruktion i utförandet enligt fig. 3 och fig. 5 visar en perspektivvy av en höftledsrekonstruktion med hjälp av en förankringsanordning enligt en tredje utföringsform av uppfinningen. 466 937 Det i fig. 1 visade förankringselementet betecknas med 6.

Förankringselementet 6 innefattar en frontplatta 1 med en från dess bakre sida 7 centralt utskjutande styr- och upptagningshylsa 8. Hylsan 8 har i huvudsak cirkulär form och är utmed sin mantelyta försedd med längsgående räfflor och. hylsans 8 från frontplattan 1 'vända ände 9 är invändigt lämpligen gängad för upptagande av en med en motsvarande yttergänga försedd bult 11. Hylsan 8 är i sin mot leden vända sida uppslitsad och uppvisar i övrigt ett ihâligt utrymme 12, som är avsett att i första steget - vilket nedan kommer att förklaras närmare - lösbart upptaga en insats 13. Insatsen 13 uppvisar i sin bakre ände en styrtapp 18, som i insatsens 13 inskjutna läge är avsedd att lägesfixeras i en motsvarande uttagning i bulten ll. Insat- sen 13 uppvisar i sin främre ände i huvudsak vinkelrätt utskjutande vingar 14, 15, som i insatsens 13 inskjutna läge är anordnade att bringas till anliggning mot på vardera sidan av slitsen eller urtagningen 12 i frontplattan ned- sänkta plana ytor 16, 17, varvid vingarnas 14, 15 främre kanter 19, 20 bringas till anliggning mot i frontplattan 1 bildade klackar 21, 22 när den i slitsen 12 inskjutna insatsen 13 slutligen lägesfixeras medelst en skruv 23, som samverkar med ett hål 25 i insatsens 13 främre del. Insatsen 13 uppvisar dessutom en främre förlängning 24.

I det i fig. 1 visade utförandet utskjuter från hylsan 8 en central, vingformig platta 26, som i sin från hylsan 8 vända övre ände är utformad med en styrhylsa 27 för styrning av en skruv 28. Plattan 26 och även styrhylsan 27, uppvisar längsgående räfflor 28, som på samma sätt som på hylsans 8 räfflor 10 sträcker sig i förankringselementets 6 införings- riktning - vilket kommer att förklaras närmare. I plattan 26 är dessutom ett antal häl 29 anordnade, varvid hålens 29 kanter är utbildade såsom skärande eggar. 466.957' Slutligen är frontplattan 1 försedd med två på vardera sidan om hylsan belägna hål för upptagande av fästskruvar 31.

Det i fig. 2 visade förankringselementet överensstämmer med undantag för den vid förankringselementet enligt fig. 1 utskjutande vingliknande plattan 26 helt med baskonstruktio- nen enligt fig. 1, varför samma hänvisningsbeteckningar som i fig. 1 har använts. I fig. 2 visas dock förankringselemen- tet 6 spegelvänt i förhållande till fig. 1 De i fig. 1 och 2 visade förankringselementen är företrä- desvis framställda av titan till alla delar. Insatsen 13 och även frontplattan 1 har icke utförts med en inväxtbefrämjan- de - exempelvis räfflad yta, som övriga detaljer - detta beror pá att insatsen 13 efter inläkningen av förankringsor- ganen i benvävnaden kommer att bytas ut och ersättas med en permanent insats som uppbär den konstgjorda ledmekanismen.

En fotledsrekonstruktion kan åstadkommas medelst de i fig. 1 och 2 visade förankringsorganen och detta framgår närmare av fig. 3 och 4.

Genom föreliggande uppfinning är det möjligt att hålla den ursprungliga leden intakt tills en inväxt av förankringsele- menten 6 har skett - jämför härtill fig. 3. Först därefter ersättes den gamla defekta leden med en konstgjord led, som lägesfixeras mellan de båda förankringsorganen såsom framgår närmare av fig. 4.

Den härvid använda tekniken är följande.

Först öppnas huden i den fotledsnära delen av tibia 31 och i den fotledsnära delen av talus 32 och därefter uttages lämpliga mittpunkter för centrering av förankringselementen 6. Därefter borras försiktigt fyra hål i skenbenet, d v s tibia 31 och tre motsvarande hål i fotledsbenet, d v s talus 466 9 37 32, varvid hålen i skenbenet resp fotledsbenet förbinds med slitsar. Därefter följer en noggrann preparering, varefter förankringslementen 6 själva gör den sista prepareringen vid inskruvning av skruvarna 30 och skruven 28 och sedan kvar- lämnas de så insatta förankringselementen för osseointegre- ring. Vid inskruvning av skruvarna 31 resp skruven 28 tjänstgör urtagningarna i frontplattan 1 respektive hylsan 27 som styrhylsor och dessa skruvar är närmast avsedda att ytterligare stabilisera och lâgesfixera de inskjutna förankringslementen. När förankringselementet sålunda har lägesfixerats införas slutligen de blankpolerade insatserna 13 i resp hylsa 8 i förankringselemten 6. Inläkningstiden för sålunda anordnade förankringselement i lednära ben i och för åstadkommande av en fotledsrekonstruktion uppgår till mellan 3 och 6 veckor. Här skall observeras att leden under inläkningen av de båda förankringselementen är helt intakt.

Efter inläkningsperioden borttages den destruerade eller skadade leden - jämför härtill A i fig. 3 - och ersättes med en konstgjord led - jämför härtill B i fig 4. som fixeras pá lämpligt sätt - antingen via mot varandra vända insatser 13 i respektive förankringselement eller' också har den konstgjorda leden B förpreparerats på två liknande insatser, varvid de under inläkningsperioden förefintliga insatserna i resp styrhylsor 8 utbytes mot de nya insatserna.

Givetvis kan man istället för det ovan beskrivna tvástegs- förfarandet också åstadkomma den aktuella fotledsrekonstruk- tionen i ett enstegsförfarande, varvid man dock måste beakta förekommande belastningsproblem innan den nödvändiga inläk- ningen och lägesfixeringen av resp förankringselement har uppnåtts.

Det är naturligtvis också möjligt att använda förankrings- element 6 utan speciella förankringsskruvar 31 resp 28 och då nöja sig med den automatiska inväxten av förankringsele- '1 I), 466.957' menten i benvävnaden - emellertid är det vid särskilt belas- tade leder, såsom exempelvis fotleder - en fördel både för lastfördelningen och även för en noggrann lâgesfixering av förankringselementen om dessa skruvar 31 resp 28 användes.

I den i fig. 1 - 4 visade fotledsrekonstruktionen appliceras således de lednära förankringsorganen 6 tvärs mot benets längdaxel. Samtidigt har två förankringselement använts som i huvudsak uppvisar samma basprincip men när det gäller det för skenbenet använda förankringselementet har detta en speciell stabilerings- och förankringsvinge eller -platta 26, som på grund av utrymmesskäl naturligtvis icke går att använda i fotledsbenet. Den i fig. 1 visade utformningen av basenheten med stödvingen 26 är dock icke nödvändig i sig utan man skulle kunna åstadkomma den nödvädniga ledrekon- struktionen genom användning av två förankringselement enligt fig. 2.

Den enligt uppfinningen föreslagna lösningen, som ger en stabil osseointegrering av förankringselementen i benväv- naden är baserad på en omfattande experimentell biologisk analys av ledens struktur och funktion vid sjukdomsförlopp och defekttillstánd efter förslítning eller inflammatorisk nedbrytning av benvävnad samt efter omfattande studier av kärlförsörjningen till benmärg. Härvid har konstaterats att en syntetisk ersättning av destruerat ledbrosk och ligament måste baseras på grundprincipen, att ben- och märgvävnad utgör en strukturell och funktionell enhet, där en samverkan mellan de båda komponenterna i varje fall i ett längre tidsperspektiv utgör en obligatorisk förutsättning för hàrdvävnadens funktion som stödelement.

Den enligt uppfinningen föreslagna principen bygger således på den insikten, att förankringen av protetisk ersättning för ledyta och ligament till lednära skelettdelar måste respektera samspelet mellan benmärg och benvävnad. Härtill 466 957 enligt uppfinningen använda fästelement är således utformade av ett vävnadsvänligt material och också försedda med sådan ytstruktur att en inväxt på ett biologiskt riktigt sätt uppnås i märg- och benvävnad. Särskilt inväxtbefrämjande är naturligtvis de i vingplattan 26 anordnade hålen 29, som vid införandet av förankringselementet genom sin skärande funktion sörjer för en god anpassning av basplattan till omgivande vävnad och också redan vid tillsättningen dirige- rar en del av vävnaden genom hålen för en adekvat fast- läkning av förankringselementet i den aktuella miljön.

I fig. 5 visas en användning av det enligt uppfinningen föreslagna förankringselementet för höftledsrekonstruktio- ner. Vid den här visade utföringsformen användes ett förankringselement 33 uppvisande en central styrnings- och upptagningshylsa. 8 med i införingsriktningen förlöpande längsgående räfflor 10. Till skillnad från tidigare visade förankringselement är det här använda förankringselementet 33 p g a föreliggande utrymmen försedd med tvâ ut från hylsan 8 utskjutande vingliknande plattor 26, som pà samma sätt som tidigare visade baskonstruktioner är försedda med genomgående hål 29, som lämpligen är utbildade med skärande kanter. I nämnda plattor 26 förefinnes genomgångshål för skruvar 31, som i det här speciella fallet uppvisar tvâ olika diametrar, så att de vid inskruvning i hålen bildar ett anslag mot plattan 26 och därigenom också förhindras att med sin andra ände skada det aktuella benet. Plattorna 26 år för övrigt också utförda med i införingsriktningen förlöpande räfflor för att underlätta en god inväxt av förankringselementet i ben- och märgvävnaden. Styrhylsans 8 från leden vända ände är avsedd att tillslutas medelst en tappliknande skruv 11 som med en yttergänga 34 på mot leden vända nedre ände kan fastskruvas i hylsans ytterände, hyl- sans lednära ände 35 är sedan försedd med anordningar för upptagande av en artificiell led 36. Vid det i fig. 5 visade förankringselementet är samtliga delar utförda i titan.

W 4ee.9a7i 11 Appliceringen av förankringselementet sker exempelvis på följande sätt.

Man öppnar lateralt och går igenom laterala cortex med en Kirschner-tråd och upp i collum och under samtidig genom- lysning kan man härvid orientera sig i två plan. Därefter upptages ett relativt stort hål för upptagning av själva hylsan 8 samt slitsar för upptagande av sidcvingarna 29 samt därefter ytterligare hål för de vinkelrätt förlöpande skruvarna 31 - varvid dessa hål även uppvisar två diametrar precis som nämnda skruvar. Därefter kan leden växa fast varefter man sedan applicerar den konstgjorda ledmekanismen efter inläkningsperiodens slut eller också kan allt prepare- ras i ett enda steg.

Uppfinningen är givetvis icke begränsad till de ovan beskrivna speciella utföringsexemplen utan kan på många sätt varieras inom ramen för efterföljande patentkrav.

De enligt uppfinningen förankringsorganen fungerar under insättning i vävnaden som ett prepareringsín- strument eller också kan speciella prepareringsinstrument användas för att få optimala förhållanden för inläkning i benen och kvarlämnas som ett ytterligare stöd varigenom en ytterligare optimering av stabiliteten uppnås. Inläknings- möjligheterna beror bl a på förankringsorganens skärande eggar, som ger en perfekt kongluens till omgivande vävnad. föreslagna Grundprincipen för föreliggande uppfinning är således upptäckten av att ben- och märgvävnaden utgör en strukturell och funktionell enhet och det mellan dessa föreliggande samspelet därför måste respekteras vid rekonstruktiv kirurgi. Detta innebär att man så långt tekniskt möjligt skall tillåta kommunikation mellan märg- och benvävnad.

Claims (8)

466 937 10 15 20 25 30 35 iz t e a v

1. Förankringsanordning för till benvävnad applicerbara proteser, speciellt för uppbärande av vid ledrekonstruktio- ner, för exempelvis fot- och höftleder, använda ledmekanis- mer, k ä n n e t e c k n-a d av a. en för applicering i ett förpreparerat utrymme i benvävnaden avsedd implantatkropp (6) omfattande en centrerings- och styrhylsa (8) med i ett stycke med denna utbildade lägesfixeringsorgan (1, 27) och organ (12) för lösbar lâgesfixering av nämnda protesdel eller ledmekanik i centrerings- och styrhylsan (8). b. skruvformigt utbildade förankringsorgan (3, 31) anord- nade att vid transcortical applicering i benvävnaden till ett i huvudsak intraosseöst läge bringas att passera nämnda lägesfixeringsorgan (1, 27) i den i benvävnaden applicerade implantatkroppen (6). c. en. i centrerings- och. styrhylsans (8) lednära ände applicerbar insats (13).

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att hylsan (8) utskjuter från en frontplatta (1) som är avsedd att anordnas trans- och intraosseöst i benvävnaden, så att hylsan (8) i implantatkroppens applicerade tillstånd sträcker sig tvärs över benvâvnaden och att hylsan (8) är försedd med en slits för upptagning av insatsen (13).

3. Anordning enligt krav 1 - 2, k ä n n e t e c k n a d av' att åtminstone en, företrädesvis två genomgångar är anordnade i frontplattan på vardera sidan om hylsan (8) för upptagande av tvärs benets längdriktning orienterade fixeringsskruvar (31). 'd 10 15 20 4ee_9s7' 13

4. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att skruvarna (31 uppvisar en yttergänga med i princip samma längd som hylsan (8).

5. Anordning enligt krav l - 4, k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone en, i huvudsak plan, plattformig vinge (26) utskjuter från hylsan (8).

6. Anordning enligt krav 1-5, att Vingen (26) uppvisar längsgående räfflor i införings- riktningen jämte ett antal hål (29), vilkas kanter är åtminstone delvis utförda som skärande eggar. k ä n n e t e c k n a d av

7. Anordning enligt krav 1-6, k ä'n n e t e c k n a d av att vingen (26) à sin från hylsan (8) vända ände är utbildad med lägesfixeringsorgan (27) för passage av en förankrings- skruv (28, 31).

8. Anordning enligt krav 1-7, k ä n n e t e c k n a d av att förankringsskruvarna (31) uppvisar två olika diametrar för lägesfixering vid inskruvningen mot plattan (26).