SE537752C2 - Förbindningsanordning - Google Patents

Abstract

SAMMANDRAG EN FORBINDNINGSANORDNING Uppfinningen hanfor sig till en forbindningsanordning for att forbinda ett i ben f6rankrat implantatsystem med en yttre proteskomponent, sa som en extremitetsprotes, kna-, armbags- eller fingerprotes. FOrbindningsanordningen inkluderar ett huvudhus, ett forsta, for infastning vid implantatsystemet anordnat infastningsparti och ett andra, fOr infastning vid proteskomponenten anordnat infastningsparti. Vidare inkluderar den en sakerhetsmekanism f6r att skydda implantatsystemet fran stora mekaniska krafter, inkluderande rotationskrafter och/eller b6jkrafter. Enligt en aspekt av uppfinningen inkluderar sakerhetsmekanismen en rotationskraftsutlosningsmekanism. Denna inkluderar en forsta komponent som inkluderar en ringenhet uppvisande en inneryta med atminstone en fordjupning och en andra komponent inkluderar atminstone en kolvenhet som drivs i kontakt med nannnda fordjupning genonn nannnda fjadernnedel. Enligt en ytterligare aspekt inkluderar sakerhetsmekanismen en bojkraftsutlosningsmekanism dar det andra infastningspartiet är ledbart och har en fjaderbelastad kamenhet som verkar pa en kamyta hos huvudhuset. Enligt en ytterligare aspekt är sakerhetsmekanismen anordnad att begransa roterande krafter saval som bojkrafter.

Description

FORBINDNINGSANORDNING Uppfinningens omrade FOreliggande uppfinning hanfor sig till en anordning for att fOrbinda ett osseointegrerat implantatsystem med en yttre proteskomponent, sa som en extremitetsprotes eller knaprotes. FOrbindningsanordningen är utformad fOr att skydda implantatsystemet Than stora mekaniska krafter och f6r att undvika eventuell skelettfraktur till foljd av en olyckssituation. Fun ktionen är att begransa rotationskrafter i implantatets nnittlinje och/eller böjkrafter nar proteskomponenten (till exempel knaprotes eller armbagsprotes) !As naturligt till sitt maxinnala lage.

Bakgrund till uppfinningen Osseointegrerade proteser for rehabilitering av amputerade personer (OPRA- system) har utvecklats och kommersialiserats av Integrum AB, Molndal, Sverige. OPRA-systemet anvands for narvarande for att forankra extremitetsproteser med hjalp av ett titaninnplantat som är kirurgiskt infogat i benet. I allnnanhet bestar OPRAsystemet av en titanskruv som är implanterad inuti benet och som fungerar som en fixtur f6r kopplingen, en koppling som är delvis inford inne i fixturen och delvis kommer ut ur benet och stumpen sa att infastningen av den artificiella extremiteten kan anordnas vid ovre anden av kopplingen, och en kopplingskruv f6r att fasta kopplingen vid fixturen och salunda tillhandahalla den mekaniska anslutningen mellan fixturen och kopplingen.

FOrbindningsanordningen är anordnad vid den Oversta delen av protesen och bildar infastningen mellan kopplingen och protesen. Narmare bestamt mojliggor den infastning av proteskomponenten distalt om kopplingen. FOrbindningsenheten har aven en inbyggd sakerhetsmekanism for att forhindra benskada i handelse av alltfor stora belastningar sa som vid ett fall eller annan overbelastning. Emellanat utsatts alla amputerade personer sannolikt f6r overbelastningar eller fall och en komplikation som foljer av osseointeg ration är risken att boja kopplingen. Om kopplingen bojs eller deformeras efter ett fall sa maste den bytas ut. Och om f6rankringen av fixturen rubbas sa finns en risk att fixturen slapper och ett nytt kirurgiskt ingrepp maste till. 1 I handelse av att ogynnsamma rotationsbelastningar pafors innplantatsystennet är det tidigare kant (se OPRA ROTASAFE-system som ocksa är utvecklat och kommersialiserat av Integrum AB, Molndal, Sverige) att utforma den inbyggda sakerhetsmekanismen med tva separata momentskivor som är anordnade att rotera i forhallande till varandra nar rotationsbelastningen Overstiger en utlOsningsniva.

Storleken pa det vridmoment som kravs for att aktivera fOrbindningsenhetsanordningen kan justeras och graderas enligt patientens status. Forbindningsenhetsanordningens vridutlosningsniva ska stallas in f6r att skydda implantatsystemet fran betydande rotationsOverbelastning men anda nnedge vardagsaktiviteter utan frekventa utlosningsepisoder som kommer att stora patienten och skulle kunna Oka forslitningen av anordningen. Exempelvis skulle f6rbindningsenhetsanordningens utlosningsniva kunna andras mellan 10 Nm och 30 Nm, exempelvis med hjalp av ett antal presskruvar.

Dock finns ett behov av att red ucera de yttre dimensionerna av forbindningsenhetsanordningen och aven Ora det enklare att stalla in utlosningsnivan istallet for att anvanda sa mycket som atta presskruvar for att styra utlosningsnivan.

Det finns aven ett behov av att omhanderta alltfor stora bojkrafter, darfor att i handelse av ett olycksfall kan inte bara rotationsoverbelastning utan aven sadana ogynnsamma bojkrafter tankas upptrada. Aven om utformning av en fOrbindningsenhetsanordning med en utlosningsfunktion for sadana alltfOr stora bOjmoment har fOreslagits, har det hittills inte lett till flagon framgang.

Sammanfattning av uppfinningen Det ar ett syfte med foreliggande uppfinning att tillhandahalla en f6rbindningsenhetsanordning som har en inbyggd mekanism f6r att begransa rotationsmoment saval som bojkrafter och vilken bade kan vara inbyggd i en f6rbindningsenhetsanordning och har en kompaktare utformning jamfort med tidigare losningar. 2 Det är aven ett syfte med uppfinningen att tillhandahalla en forbindningsenhetsanordning som har ett enklare system for att styra utlosningsnivan.

Det är ett ytterligare syfte med uppfinningen att tillhandahalla en f6rbindningsenhetsanordning som har en snabbf6rbindning till kopplingen och som är lattare att hantera.

Enligt uppfinningen har en fOredragen utformning av fOrbindningsenhetsanordningen for att forbinda ett i ben forankrat implantatsystem med en yttre proteskomponent, sa som en extremitetsprotes, kna-, armbags- eller fingerprotes, ett huvudhus, ett forsta, f6r infastning vid implantatsystemet anordnat infastningsparti och ett andra, for infastning vid proteskonnponenten anordnat infastningsparti. Vidare inkluderar f6rbindningsenhetsanordningen en sakerhetsmekanism f6r att skydda implantatsystemet fran stora mekaniska krafter, inkluderande bojkrafter, vilken sakerhetsmekanism inkluderar en bojkraftsutlosningsmekanism. Bojkraftsutlosningsmekanismen inkluderar en i namnda huvudhus anordnad ledtapp, vilken ledtapp definierar en geonnetrisk ledaxel, varigenonn det andra infastningspartiet är ledbart monterat kring namnda geometriska ledaxel och darav att det andra infastningspartiet vidare inkluderar en fjaderbelastad kamenhet som verkar pa en kamyta pa huvudhuset, varigenonn den fjaderbelastade kamenheten är ledbar kring namnda geometriska ledaxel, och varigenom bOjkraftsutlosningsmekanismen uteslutande verkar med avseende pa b6jkrafter kring namnda geometriska ledaxel.

Sakerhetsmekanism undviker eventuell skelettfraktur till fOljd av en overbelastningssituation och varvid den inbyggda sakerhetsmekanismen är anordnad att begransa roterande krafter saval som bojkrafter.

Den inbyggda sakerhetsmekanismen kan innefatta en rotationskraftsutlosningsmekanism for att forhindra att roterande krafter overfors Than protetiken in i sjalva benet liksom den bojkraftsutlosningsmekanism for att begransa bojkrafter nar knaprotesen bojs naturligt till sitt maximala lage, exem pelvis ifall 3 patienten faller bakat och hannnar sittande pa protetiken, och konnnner da att skydda implantatet eller sjalva benet fran att skadas.

Enligt en ytterligare utforingsform har forbindningsenhetsanordningen en excenterarm fOr snabbforbindning och -lasning av forbindningsenhetsanordningen till kopplingen hos implantatsystemet.

Ytterligare f6redragna utf6ringsformer av uppfinningen finns angivna i patentkraven. Det ska fOrstas att an ytterligare foredragna utfOringsformer kan utgoras av godtycklig kombination av sardragen i patentkraven, de ovan namnda sardragen och av sardrag som hanfor sig till beskrivningen av ett exempel.

Med termen rotationskraft i foreliggande ansokning avses en momentkraft kring en geometrisk axel som definieras av den geometriska axeln f6r en forankringsskruv hos implantatsystemet eller kring en geometrisk axel som är parallell darmed eller nagot vinklad daremot. Med termen bojkraft avses en kraft som är vinkelrat mot denna geometriska axel.

Kort beskrivning av fig urerna I det foljande kommer ett exempel av uppfinningen att beskrivas narmare med hanvisning till atfoljande ritningar, pa vilka Figur 1 är en oversikt av en osseointegrerad protes enligt teknikens standpunkt fOr rehabilitering av amputerade personer, Figur 2 är en schematisk vy av en f6rbindningsanordning enligt uppfinningen, Figur 3 är en sidovy av f6rbindningsanordningen, Figur 4 är ett snitt igenom forbindningsanordningen utmed A—A i figur 3, Figur 5 illustrerar de huvudsakliga delarna av utlosningsmekanismen for rotationsoverbelastning, 4 Figur 6 illustrerar huvudfastet som samverkar med den roterande utlosningsmekanismen, och Figur 7 illustrerar utlosningsmekanismen for alltfOr stora bojmoment i tippet utlost lage.

Beskrivning av exempel I figur 1 illustreras de olika komponenterna av ett osseointegrerat implantatsystem for rehabilitering av amputerade personer. I detta fall innefattar den yttre protetiken en f6rbindningsanordning 1, adaptrar av distans och valfri typ 2, knaprotes 3, ytterligare adaptrar av distans och valfri typ 4 och en fotprotes 5. Den yttre protesanordningen ar forankrad vid benstumpen 6 med hjalp av ett titanimplantat som kirurgiskt är infogat i benet. Det är fullstandigt implanterat inuti benet och osseointegrerat och tjanar sasom en fixtur f6r en hudpenetrerande f6rbindning, kopplingen. Kopplingskomponenten är fast vid fixturen och kommer delvis ut ur benet och stunnpen. Den artificiella extremiteten, dvs den yttre protesanordningen, fastes darefter vid den ovre anden av kopplingen.

Benforankrade proteser av denna typ som ar baserade pa osseointegration medger en direktforbindning av en artificiell extremitetsprotes till patientens skelett, och salunda undviks anvandningen av en hylsa. Osseointegrerade proteser for rehabilitering av amputerade personer (OPRA-system) har utvecklats och kommersialiserats av Integrum AB, Molndal, Sverige, och kommer inte att beskrivas i ytterligare detalj har.

Sasom namnts i introduktionsdelen av specifikationen ar det sannolikt att alla amputerade personer emellanat ramlar och en komplikation som foljer av osseointegration ar risken att boja kopplingen eller aventyra forankringen av den osseointegrerade fixturen beroende pa stora mekaniska krafter. Om kopplingen b6js eller deformeras efter ett fall maste den bytas ut. Om forankringen av fixturen rubbas finns en risk att fixturen slapper och ett nytt kirurgiskt ingrepp kan vara nodvandigt.

I handelse av att ogynnsamma rotationsbelastningar pafors implantatsystemet är det tidigare kant att utforma forbindningsanordningen 1 med en inbyggd sakerhetsmekanism som är utformad for att skydda implantatsystemet fran stora mekaniska krafter, narmare bestamt rotationsbelastningar, for att undvika eventuell skelettfraktur till foljd av en olyckssituation. Den inbyggda sakerhetsmekanismen har en utlosningsfunktion som aktiveras nar en rotationsbelastning overstiger en fOrinstalld utlOsningsniva.

Sasom illustreras i figur 1 bildar fOrbindningsanordningen 1 granssnittet mellan implantatsystemet och protesanordningen. Forbindningsanordningen är anordnad vid den oversta delen av protesen och bildar infastningen mellan kopplingen och protesen. Narmare bestamt mojliggor den infastning av proteskomponenten distalt om kopplingen. Enligt uppfinningen har forbindningsanordningen en ny inbyggd sakerhetsmekanism for att reducera tillfalliga stora mekaniska krafter pa implantatsystemet, i handelse av exempelvis ett fall. Sasom illustreras i figur 2 har f6rbindningsanordningen ett huvudhus 7 med h6ger- och vanstersidopartier 8, 9 och ett andparti 10. Huvudhuset 7 inkluderar sakerhetsmekanismen som kommer att beskrivas narnnare nedan. Forbindningsanordningen har aven en ovre utstickande del 11 for forbindning med ett kopplingsparti av implantatsystemet och ett undre protesinfastningsparti 12 for forbindning med proteskomponenten. Den ovre utstickande delen har en icke-cirkular oppning eller urtagning 13 for att sakra kopplingspartiet och en excenteraxelmekanism med ett pressmedel som manovreras med ett mekaniskt havorgan 14 f6r en snabb lasning och losgoring av kopplingen i urtagningshalet 13.

Figur 3 är en framre andvy av fOrbindningsanordningen som illustrerar utsidan av huvudhuset 7 och owe utstickande del 11 for kopplingsforbindningen.

Figur 4 är ett snitt igenom linjen A—A i figur 3 som illustrerar den inbyggda sakerhetsmekanismen. Den inbyggda sakerhetsmekanismen innefattar en rotationskraftsutlosningsmekanism 15 for att forhindra att roterande krafter overfors fran protetiken in i sjalva benet. Denna rotationskraftsutlosningsmekanism ar anordnad i den ovre delen av huvudhuset. Den inbyggda sakerhetsmekanismen innefattar aven en bojkraftsutlosningsmekanism 16 for att begransa bojkrafter nar 6 knaprotesen bojs naturligt till sitt nnaxinnala lage, exennpelvis ifall patienten faller bakat och hamnar sittande pa protetiken, och kommer da att skydda innplantatet eller sjalva benet fran att skadas. Denna bOjkraftsutlosningsmekanism är anordnad i den undre delen av huvudhuset.

Funktionen for rotationskraftsutlosningsmekanismen 15 är att begransa rotationskrafter i implantatets nnittlinje. I handelse av att alltfOr stora vridmoment pafors systemet, är de komponenter som bildar forbindningsanordningens kropp anordnade att rotera i fOrhallande till varandra. Storleken pa det vridmoment som kravs for att losa ut mekanismen kan justeras och graderas enligt patientens status.

Forbindningsanordningens vridutlosningsniva ska stallas in for att skydda implantatsystemet fran betydande rotationsoverbelastning men anda nnedge vardagsaktiviteter utan frekventa utlosningsepisoder som kommer att stora patienten och skulle kunna 6ka forslitningen av anordningen De komponenter som bildar rotationskraftsutlosningsmekanismen 15 inkluderar narmare bestamt eft huvudfaste 17 sasom illustreras i figur 6 a (vy ovanifran) och figur 6 b (vy underifran). Huvudfastet har en fyrbent geometri som samverkar med ett inre ringarrangemang for att tillhandahalla en inbordes rorelse mellan huvudfastet 17 och den inre ringen 18, vilket illustreras i figurerna 5 a och 5 b. Vid normal anvandning är de tva delarna i ett fixt rotationslage i forhallande till varandra med hjalp av tva fjaderpaverkade momentstampar 19, 20 som samverkar med tva diametralt motsatta rundade inskarningar 21, 22 i innervaggen av den inre ringen 18. Ett antal brickfjadrar 23 är anordnade kring ett langsgaende stift 24 fOr att tillhandahalla en onskad momentutlosningsniva. Forbindningsenhetsanordningens utlOsningsniva skulle exempelvis kunna andras mellan 10 Nm och 30 Nm genom att andra antalet brickfjadrar vid fabrik. Exempelvis skulle fabriksinstallningen av momentutlosningsnivan kunna vara 15 Nm. Nar den loses ut kan protesbenett-foten roteras fritt kring implantatets geometriska axel. Vridmomentet aterstalls automatiskt nar foten gar till sift normala lage. Stampparet 19, 20 med dess fjaderpaket är lokaliserat i mellanrumnnet mellan benpar 30 for att overfora vridmoment till huvudfastet 17 hos infastningspartiet som är forbundet med implantatsystennet. 7 De tva rorliga delarna stalls inledningsvis in i ett fixt rotationslage i forhallande till varandra med hjalp av atminstone en rotationsjusteringsskruv 31 for att lasa protesfoten i dess naturliga lage i forhallande till implantatsystemet. Efter att f6rbindningsanordningen har f6rbundits med implantatkopplingen och excenterarmen 14 har lasts, oppnas rotationsjusteringsskruvarna 31. Protesfoten justeras enligt kopplingslaget och rotationsjusteringsskruvarna dras at f6r att lasa protesfotens lage.

Funktionen for bojkraftsutlosningsmekanisnnen 16 är att begransa bojkrafter nar knaprotesen bOjs naturligt. Denna funktion astadkoms genom att det undre protesinfastningspartiet 12 är anordnat att pendla fra'n ett stangt, ej utlost och naturligt lage sasom i figurerna 2 och 4 till ett tippet utlost lage sasom illustreras i figur 7. Infastningspartiet är narmare bestamt ledbart anordnat pa en ledspindel 25 som är lagrad i ett pa ena sidan 29 av den undre delen av huvudhuset anordnat bockjarn 26. Infastningspartiet inkluderar ett fjaderpaverkat stamporgan 27 som bildar en kannenhet 27 som samverkar med ett rundat spar 28 som är utformat pa innervaggen av andpartiet 10 av huvudhuset mitt emot den sida dar ledtappen 25 är monterad. Sparet 28 bildar en kamyta som har en bojd profil neat i figuren. Kamenheten 27 har en langsgaende utstrackning sonn är parallell med ledspindeln 25 sasom visas i figur 7 nar mekanismen har lost ut. En mattlig nedatriktad bojkraft pa infastningsenheten kommer inte vara tillracklig for att fora kamenheten ur kontakt med sparet 28. For en storre bojkraft kommer denna kraft att vara tillracklig for att pressa kamenheten 27 till vanster i figuren medan den forflyttas nedat utmed kamytan och medge att infastningsanordningen losgors till laget i figur 7. Fabriksinstallningen av bOjutlOsningen skulle kunna stallas in pa 70 Nm. Efter utlosning aterstalls enkelt nnekanismen genom att stanga infastningspartiet 12 igen, bara genom att trycka med handen pa den.

Det ska forstas att bojkraftsutlosningsmekanismen är anordnad att begransa bojkrafter i samma plan som den naturliga bojningen av knaprotesen. Detta astadkoms genom orienteringen av bojtappen 25 som lases i sitt lage med hjalp av namnda rotationsjusteringsskruvar. 8

Claims (11)

PATENTKRAV

1. F6rbindningsanordning (1) f6r att f6rbinda ett i ben f6rankrat implantatsystem med en yttre proteskomponent (3), sá som en extremitetsprotes, kna-, armbags- eller fingerprotes, vilken fOrbindningsanordning (1) inkluderar ett huvudhus (7), ett forsta, for infastning vid implantatsystemet anordnat infastningsparti 11. och ett andra, fOr infastning vid proteskomponenten (3) anordnat infastningsparti 12. och vidare inkluderar en sakerhetsmekanism for att skydda implantatsystemet fran stora mekaniska krafter, inkluderande bojkrafter, vilken sakerhetsmekanism inkluderar en bojkraftsutlosningsmekanism kannetecknad darav bojkraftsutlosningsmekanismen (16) inkluderar en i namnda huvudhus (7) anordnad ledtapp (25), vilken ledtapp (25) definierar en geometrisk ledaxel, varigenom det andra infastningspartiet (12) är ledbart monterat kring namnda geometriska ledaxel och darav att det andra infastningspartiet (12) vidare inkluderar en fjaderbelastad kamenhet (27) som verkar pa en kamyta (28) pa huvudhuset (7), varigenom den fjaderbelastade kamenheten (27) är ledbar kring namnda geometriska ledaxel, och varigenom bojkraftsutlosningsmekanismen (16) uteslutande verkar med avseende pa bOjkrafter kring nannnda geometriska ledaxel.

2. Forbindningsanordning enligt krav 1, kannetecknad darav att proteskomponenten (3) är for en kroppsled, sa som ett kna eller en armbage, och darav att orienteringen av ledtappen (25) är sadan att den är parallell med kroppsledens geometriska axel.

3. F6rbindningsanordning enligt krav 1 eller 2, kannetecknad darav att det forsta infastningspartiet (11) inkluderar ett icke-cirkulart hal (13) for att motta en del av implantatsystemet, vilket hal (13) definierar en centrumaxel, varvid namnda centrunnaxel är vasentligen vinkelrat mot namnda geometriska ledaxel och är lokaliserad pa ett visst avstand fran den geometriska ledaxeln, varigenom namnda vissa avstand bestams for en viss bojkraft. 9

4. Forbindningsanordning enligt nagot av kraven 1-3, kannetecknad darav att sakerhetsmekanismen är anordnad att beg ransa roterande krafter saval som bOjkrafter, och innefattar en rotationskraftsutlOsningsmekanism (15) for att fOrhindra att roterande krafter overfors fran protesen in i sjalva benet.

5. FOrbindningsanordning enligt krav 4, kannetecknad darav att rotationskraftsutlosningsmekanismen (15) innefattar komponenter (17, 18, 19, 20, 23, 24) som är anordnade att rotera i fOrhallande till varandra i handelse av att alltfOr 10 stora vridmoment pafors systemet.

6. F6rbindningsanordning enligt krav 5, kannetecknad darav att rotationskraftsutlosningsmekanismen (15) inkluderar en forsta komponent som är f6rbunden med det ena av namnda f6rsta infastningsparti (11) och namnda huvudhus (7), en andra komponent som ar forbunden med det andra av namnda forsta infastningsparti (11) och huvudhus (7), varvid den forsta komponenten inkluderar en ringenhet (18) uppvisande en inneryta med atminstone en fordjupning (21, 22), varvid den andra konnponenten inkluderar kolvnnedel (19, 20) och fjadermedel (23), vilket kolvmedel (19, 20) har atminstone en kolvenhet (19, 20), vilken atminstone en kolvenhet (19, 20) drivs i kontakt med namnda atminstone en fordjupning (21, 22) genom namnda fjadernnedel (23).

7. F6rbindningsanordning enligt krav 6, kannetecknad darav att namnda fOrsta komponent är fOrbunden med namnda huvudhus (7), och namnda andra komponent är forbunden med namnda forsta infastningsparti (11).

8. F6rbindningsanordning enligt krav 6 eller 7, kannetecknad darav att innerytan pa ringenheten (18) har tva fordjupningar (21, 22) diametralt mitt emot varandra och kolvmedlet (19, 20) har tva motsatt riktade kolvar (19, 20) som kommer i kontakt med en varsin av namnda fordjupning (21, 22) och fjadermedlet (23) är anordnat att driva kolvarna (19, 20) bort fran varandra.

9. F6rbindningsanordning enligt nagot av kraven 1-8, kannetecknad darav att anordningen inkluderar en kopplingsanslutningsdel innefattande en excenterarnn (14) for snabbforbindning och lasning av forbindningsanordningen till en koppling hos implantatsystemet.

10. Forbindningsanordning enligt nagot av kraven 6-9, kannetecknad darav att rotationskraftsutlosningsmekanismen (15) är anordnad i anslutning till det forsta infastningspartiet (11).

11. Forbindningsanordning enligt nagot av kraven 1-10, kannetecknad darav att bqkraftsutlosningsmekanismen (16) är anordnad i anslutning till det andra 10 infastningspartiet. 11 1/2 13 Fig. I Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4 21 19 18 2/2 (b) (a) (b) 11 7 Fig 7 17 22 (a) •