DE3015669C2 - Einsatzkörper für operativ geschaffene Ausnehmungen von Röhrenknochen - Google Patents

Description

35

Die Erfindung betrifft einen Einsatzkörper für operativ geschaffene Ausnehmungen von Röhrenknochen, in die durch die Operationsöffnung Verankerungsschäfte von Endoprothesen eingesetzt und mit Hilfe von Knochenzement verankert werden, in Form eines aus elastischem Material bestehenden, pfropfenartigen, rotationssymmetrischen, eine Ausnehmung aufweisenden Körpers mit meheren, an der Wandung der Operationsöffnung sich anlegenden Außenwandabschnitten.

Ein derartiger, in Verbindung mit den verschiedensten, operativ einzubringenden Gelenkplastiken als Ersatz für krankhaft oder durch Unfall geschädigte Gelenke zu verwendender Einsatzkörper ist in der DE-AS 28 14 037 beschrieben. Die für Fingergelenke, Ellenbogengelenke, Kniegelenke und Hüftgelenke zu verwendenden Gelenkplastiken weisen einen Schaft auf, der in den Markkanal des an das entfernte Gelenk angrenzenden Knochens eingesetzt und dort mit Hilfe von Knochenzement gehalten wird.

Diese neuen Verfahren zum vollständigen Ersatz von Gelenken konnten erst angewandt werden, als härtbare, polymere Acrylzemente, wie Polymethylmethacrylate, für die Befestigung von Implataten in einem Knochen bekannt wurden.

Derartige Prothesen sind zum Beispiel in den US-Patentschriften 37 44 061, 37 93 650 und 38 66 248 beschrieben.

Bei der Verwendung von Knochenzement zur Befestigung des Schaftes einer Prothese an einem Knochen sind jedoch immer wieder Schwierigkeiten aufgetreten, die dringend einer Lösung bedürfen. Beispielsweise bedarf die Befestigung einer Prothese an einem langen Knochen, wie es bei dem Oberschenkelknochen beim vollständigen Ersatz der Hüfte der Fall ist, dringend der Verbesserung. Wie die Erfahrung gezeigt hat, erweist sich hier als besonders problematisch, den Zement auf den Bereich der Befestigung am Knochen zu begrenzen, denn bei langen Knochen besteht die große Gefahr, daß der Zement aus dem vorgegebenen Bereich herauswandert. Eine sichere Befestigung der Prothese am Knochen ist aber nur erreichbar, wenn eine solche Bewegung des Zements verhindert werden kann.

Man hat bereits versucht, dieses Problem zu lösen, indem eine bestimmte Menge Zement in den Knochen am untersten Befestigungspunkt der einzusetzenden Prothese eingespritzt wurde. Diesen Zement ließ man aushärten, damit er einen Stopfen oder eine Verdichtung bildete, ehe der übrige Zement für die Befestigung des Schaftes des Implantats am Knochen eingebracht wurde. Dieses Verfahren kann nur mit Vorbehalt angewendet werden, da für das Härten des Zements Zeit verlorengeht und weil die Abdichtung durch den Stopfen nur mangelhaft ist und es schwierig ist, die richtige Zementmenge am gewünschten Ort in der richtigen Weise einzubringen. Darüber hinaus ist nicht auszuschließen, daß der Zement vor dem Abbinden im Knochen nach unten wandert oder aus dem Knochen herausgedrückt wird.

Gemäß der eingangs genannten DE-AS 28 14 037 wird der Zement-Stopfen durch einen Pfropfen aus elastischem, für medizinische Zweck verwendbaren Material ersetzt. Dieser Pfropfen weist aber eine dem Einsetzen des Pfropfens in die Ausnehmung im Knochen dienende zentrale axiale Durchgangsbohrung auf, durch die Zement austreten kann, und muß, da die abdichtenden, radial sich erstreckenden, in Achsrichtung nebeneinanderliegend angeordneten Lappen eine Art Labyrinthdichtung bilden, relativ lang ausgebildet werden. Da diese Lappen die Umfangfläche des Knochenkanals nur abschnittsweise berühren, ist die Abdichtung nur unvollkommen, insbesondere ist ein Auswandern des Pfropfens beim Einsetzen der Prothese nicht ausgeschlossen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Einsatzkörper zu schaffen, mit dessen Hilfe bei der Verwendung von Knochenzement für die Befestigung einer Prothese an einem Knochen der Knochenzement auf den Bereich der Befestigung am Knochen begrenzt ist.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß der Körper aus drei die einseitig offene Ausnehmung begrenzenden Außenwand-Abschnitten besteht, von denen der untere Außenwand-Abschnitt eine abgerundete, konvex geformte gekrümmte Spitze, der daran anschließende mittlere Außenwand-Abschnitt eine toroidförmige, als Dichtfläche dienende Wandung und der daran anschließende obere Außenwand-Abschnitt eine die Ausnehmung begrenzende, stirnseitig offene, kegelstumpfförmige Wandung bildet, die durch mehrere V-förmige Einschnitte in blattförmige Elemente unterteilt ist.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist der größte Durchmesser des mittleren Außenwand-Abschnittes größer als der größte Durchmesser der Spitze, aber kleiner als der größte Durchmesser der Wandung des obersten Außenwand-Abschnittes.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Einsatzkörpers wird eine Wanderung des Zements über den Befestigungspunkt der Prothese hinaus verhindert und kann der Zement unter Druck in den Markkanal des Knochens hincingedrückt werden, so daß er auch in kleine Räume im Knochen sicher eindringt. Darüber

hinaus gewährleistet die besondere Ausbildung des Einsatzkörpers, daß dieser im Markkanal weder wandert, noch aus ihm herausgedrückt wird. Darüber hinaus erleichtert der Einsatz eine einfache und exakte Positionierung des Prothesenschaftes im Mnrkkanal des Knochens.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert: Es zeigt

F i g. 1 eine Ansicht eines ein Dichtstück bildenden Einsatzkörper gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine stirnseitige Draufsicht auf den Einsatzkörper,

F i g. 3 eine perspektivische Darstellung des Einsatzkörpers und

Fig.4 eine Ansicht im Schnitt durch einen Oberschenkelknochen, aus der die Befestigung des Schaftes einer Gelenkplastik im Knochen unter Verwendung des er.nndungsgemäßen Einsatzkörpers hervorgeht.

Ein in den Markraum eines Knochens einzubringender, ein Dichtstück bildender Einsatzkörper 10 besteht, wie die F i g. 1 bis 3 zeigen, aus einem einstückig hergestellten, im wesentlichen etwa kegelstumpfförmigen Körpers. Der Einsatzkörper ist in drei Außenwand-Abschnitte unterteilt, ein — bezogen auf die eingesetzte Lage — als Spitze dienender unterer Außenwandabschnitt 12, ein mittlerer Außenwandabschnitt 14 und ein gegenüber dem unteren erweiterten oberer Außenwandabschnitt 16. Die F i g. 3 zeigt, daß der Einsatzkörper 10 innen eine napfförmige Ausnehmung 18 aufweist. Der Boden 20 der Ausnehmung kann weich abgerundet oder flach ausgebildet sein. Die Ausnehmung 18 wird von einer Wandung 22 begrenzt, die den oberen Außenwandabschnitt 16 bildet. Im Zentrum des Bodens 20 ist eine Sackbohrung oder Aussparung 23 vorgesehen, um ein instrument für die Einführung des Einsatzkörpers in den Markkanal des Knochens aufzunehmen.

Aus F i g. 2 geht hervor, daß der untere Außenwandabschnitt 12 des Einsatzkörpers, weich abgerundet, halbkreisförmig oder in anderer Weise stumpf ist. Der mittlere Außenwandabschnitt 14 ist entlang der Linie 24 mit dem Außenwandabschnitt 12 verbunden, es hat die Form eines Toroids und bildet somit an seinem Umfang eine wulstförmige Auswölbung. Die Oberfläche der Wandung 26 des mittleren Außenwandabschnittes 14 dient als Hauptdichtfläche des Einsatzkörpers 10, wie nachstehend noch näher erläutert wird. Der von der Wandung 22 begrenzte obere Außenwandabschnitt 16 ist an einer Verbindungslinie 30 mit dem mittleren Außenwandabschnitt 14 über dessen gesamten Umfang verbunden. Die Wandung 22 ist kegelstumpfförmig ausgebildet, so daß die stirnseitige Kante 32 des oberen Außenwandabschnittes auf der von der Linie 30 abgewandten Seite liegt. Die Wandung 22 weist mehrere, jeweils im gleichen Abstand voneinander vorgesehene, etwa V-förmige Einschnitte oder Kerben 34 auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier solcher Kerben 34 vorgesehen. Infolge der Kerben bilden die dazwischenliegenden Teile der Wandung 22 blattförmige Elemente 35. Aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß der von der offenen Seite abgewandte Teil der Boden 20 tiefer liegt als der Scheitelpunkt 38 der jeweiligen Kerben 34. Die Ausnehmung 18 liegt also tiefer als die blattförmigen Elemente 36.

Der Einsatzkörper 10 ist einstückig aus einem nachgiebigen, für medizinische Zwecke geeigneten Material hergestellt. Derzeit wird hierfür vorzugsweise ein für medzinische Zwecke geeigneter polymerer Silikongummi benutzt

Die spezielle Ausbildung des Einsatzkörpers 10, verbunden mit der Nagiebigkeit des Materials, gewährleisten einen dichten Abschluß zwischen Einsatzkörper und !nnenwandung des Knochens im Markkanal. Aufgrund dieses dichten Sitzes können keine Acrylzementpartikel oder andere Knochenzemente in den offenen Markkanal an einer in den Markkanal eingesetzten Plastik vorbei eindringen, so daß Knochenzement nur im Bereich des Schaftes der Plastik vorhanden ist, vgl. F i g. 4.

Die besondere Ausbildung des Einsatzkörpers verhindert ferner, daß er aus seiner ursprünglichen Lage weggedrückt wird oder sich im Markkanal verlagert Bei der beschriebenen Ausführung sind die Kerben 34 unddamit die blattförmigen Elemente 36 so ausgebildet, daß sie sich zusammendrücken lassen. Wenn sich dabei die Seitenkanten 42, 44 der Kerben berühren, umschließen die blattförmigen Elemente 36 eine im Schnitt im wesentlichen rechteckförmige öffnung. Beim Wegfall der zusammendrückenden Kraft werden die blattförmigen Elemente aufgrund der natürlichen Elastizität des Materials nach außen gedrückt, so daß der Einsatzkörper mit der Innenfläche des Knochens kraftschlüssig verbunden ist

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Einsatzkörpers sind vier blattförmige Elemente 36 vorgesehen und ist der Einsatzkörper rotationssymmetrisch um eine senkrechte Mittleachse ausgebildet. Es beträgt die Höhe L1 des abgerundeten konvex geformten unteren Außenwandabschnittes 12 etwa 5,46 mm, die Höhe L 2 des mittleren Außenwand-Abschnittes 14 etwa 9,53 mm und die Höhe L ₃ des obersten Außenwand-Abschnittes etwa 7,62 mm; die Gesamthöhe beträgt etwa 22,61 mm. Der größte Durchmesser d\ des halbkugelförmigen unteren Außenwandabschnittes 12 beträgt etwa 10,61 mm. Die größten Durchmesser betragen: d\ des unteren 12 etwa 10,92 mm, c/2 des mittleren Außenwand-Abschnittes 14 etwa 17,78 mm, der Durchmesser der Umfangslinie 30 etwa 15,75 mm und d* des oberen Außenwand-Abschnittes 16 etwa 20,32 mm.

Die Anwendung des Einsatzkörpers 10 bei der Befestigung eines femuralen Prothesenteiles 52 an einem Oberschenkelknochen 50 mit einem Markkanal 60 mittels eines Knochenzementes 53 ist in Fig.4 dargestellt. Das Prothesenteil 52 weist gemäß F i g. 4 einen Kopf bzw. eine Kugel 54, ein Auflagestück oder einen Kragen 56 und einen länglichen, sich nach unten verjüngenden Schaft 58 auf.

Für diese Befestigung wird am Oberschenkelknochen das Kopfteil operativ entfernt und der Markkanal zur Aufnahme des Schaftes 58 präpariert. Der Einsatzkörper 10 wird dann mit Hilfe eines nicht dargestellten Instrumentes in den Markkanal 60 bis zu einer bestimmten, jeweils der Länge des einzusetzenden Schaftes 58 entsprechenden Tiefe eingesetzt. Vorzugsweise geschieht dies 1 Bis 1,5 cm vom unteren Endes des Schaftes 58 entfernt. Der dann einzufüllende Knochenzement 53 wird daher das Implantat, hier also das Prothesenteil 52, von allen Seiten umgeben, wodurch sich die Kräfte gleichmäßiger verteilen und ein festerer Sitz erzielt wird. Die kegelstumpfförmige Ausbildung des Einsatzkörpers begünstigt sein Einsetzen im Markkanal. Beim Eindrücken des Einsatzkörpers in den Markkanal verformt sich dieser elastisch und sein mittlerer Außenwandabschnitt 14 dichtet die Fläche 61

des Markkanals 60 gegen den übrigen Kanalteil ab. Hierbei werden die blattförmigen Elemente elastisch gegeneinander gedruckt, wodurch die Kerben ganz oder teilweise geschlossen werden, während die Außenflächen der Wandung 22 kraftschlüssig gegen die Wandung 61 des Markkanals 60 gedrückt werden. Die spezielle Ausbildung der blattförmigen Elemente 36 und ihre Winkelanordnung in bezug auf den mittleren und unteren Außenwandabschnitt 14 bzw. 12 verhindern also, daß sich der Einsatzkörper zum offenen Ende des Markkanals hin bewegen kann. Auf diese Weise wird der Einsatzkörper in seiner Lage gehalten. Die Elemente 36 wirken also als Verankerung.

Der Einsatzkörper 10 muß in verschieden abgestuften Größen vorhanden sein, damit entsprechend der jeweiligen Knochengröße ein exakter Sitz und gute Abdichtung erzielbar ist.

Anhand der vorstehenden Beschreibung ist für jeden Fachmann ohne weiteres erkennbar, daß mit dem erfindungsgemäßen Einsatzkörper die bisher bei der Verwendung von Zement zur Befestigung eines Prothesenschaftes in einem Markkanal bestehenden Probleme wciicstgehend beseiiigi werden, wobei auch eine etwas andere Konfifuration für den Einsatzkörper ίο gewählt werden kann, sofern nicht von der kegelstumpfförmigen Form abgegangen wird und mindestens eine Ausnehmung vorgesehen ist, die ein Zusammendrücken des Einsatzköpers beim Einsetzen in den Markkanal ermöglicht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einsatzkörper für operativ geschaffene Ausnehmungen von Röhrenknochen, in die durch die Operationsöffnung Verankerungsschäfte von Endoprothesen eingesetzt und mit Hilfe von Knochenzement verankert werden, in Form eines aus elastischem Material bestehenden, pfropfenartigen, rotationssymmetrischen, eine Ausnehmung aufweisenden Körpers mit mehreren, an der Wandung der Operationsöffnung sich anlegenden Außenwandabschnitten, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus drei die einseitig offene Ausnehmung (18) begrenzenden Außenwand-Abschnitten (12,14, 16) besteht, von denen der untere Außenwand-Abschnitt (32) eine abgerundete konvex geformte Spitze, der daran anschließende mittlere Außenwand-Abschnitt (14) eine toroidförmige, als Dichtfläche dienende Wandung (26) und der daran anschließende obere Außenwand-Abschnitt (16) eine die Ausnehmung (18) begrenzende, stirnseitig offene, kegelstumpfförmige Wandung (22) bidet, die durch mehrere V-förmige Einschnitte (34) in blattförmige Elemente (36) unterteilt ist.

2. Einsatzkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Durchmesser (d₂) des mittleren Außenwand-Abschnittes (14) größer als der größte Durchmesser {d\) der Spitze (12), aber kleiner als der größte Durchmesser (d₃) der Wandung (22) des obersten Außenwand-Abschnittes jo (16) ist.