DE69734606T2

DE69734606T2 - Vorrichtung zur befestigung von körpereigenen oder künstlichen sehnentransplantaten in knochen

Info

Publication number: DE69734606T2
Application number: DE69734606T
Authority: DE
Inventors: D. Rickey HART
Original assignee: Ethicon Inc
Current assignee: Ethicon Inc
Priority date: 1996-11-21
Filing date: 1997-11-21
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2017-11-22
Also published as: EP1419747A2; US8100969B2; EP1006948A1; JP2001505107A; EP1419747B1; US20040097943A1; ES2252800T3; EP1006948B1; EP2913028A1; DE69734606D1; JP4083813B2; US7637949B2; CA2272251C; US20100121450A1; EP1419747A3; WO1998022048A1; EP1006948A4; AU7297298A; AU738044B2; US6616694B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft chirurgische Systeme und insbesondere Apparate und Verfahren zum Befestigen autologer oder künstlicher Sehnentransplantate am Knochen. Die Erfindung findet beispielsweise bei der Wiederherstellung des anterioren Kreuzbands (VKB) des Knies Anwendung. Sie kann beispielsweise auch für die Wiederherstellung anderer Bänder, etwa des Ellbogens oder des Fußgelenks, zum Einsatz kommen.
Nicht unüblich ist es, Bänder oder anderes Weichgewebe vom Knochen abzuziehen oder zu lösen. Sportler beispielsweise erleiden häufig eine Ruptur oder andere Verletzungen am anterioren Kreuzband, eines der Bänder, die den Femur (Oberschenkelknochen) und die Tibia (Schienbein) in der Mitte des Kniegelenks verbinden. Das VKB, das die Hyperextension des Knies begrenzt und das Rückwärtsgleiten des Femurs am Tibiakopf verhindert, kann verletzt werden, wenn das Knie über den normalen Bewegungsbereich hinaus verdreht wird, z.B. wenn das Knie beim Beugen und Wedeln beim Skifahren oder bei der Ausübung anderer Sportarten verdreht wird. VKB-Verletzungen können vollständige oder Teilrupturen sein.
Die Wiederherstellung ist häufigste medizinische Eingriff bei Verletzungen am VKB und beinhaltet das Ersetzen des VKB durch ein Transplantat aus autologer oder künstlicher Sehne. Ein autologes Sehnentransplantat kann aus der Patellarsehne des Patienten „entnommen" werden, die Teil der gemeinsamen Sehne des Quadriceps femoris ist, der die Patella und die Tibia verbindet. Ein anderes autologes Sehnentransplantat kann aus der Semitendinosussehne entnommen werden, die posterior und medial am Oberschenkel verläuft und den oberen Femur und die Tibia verbindet.
Üblicherweise werden Patellartransplantate mit anhängenden Knochenblöcken entnommen, die fest an den Enden eines Knochenkanals befestigt werden können, der mit einer Metall-Interferenzschraube, einer Metallschraube mit Unterlegscheibe oder Knöpfen durch die Tibia und den Femur gebohrt wird. Nachteile dieser Anwendung einer Patellarsehne sind Probleme beim Entnehmen der Sehne sowie postoperative Komplikationen.
Erfolge in jüngerer Zeit wurden durch Verwendung einer oder mehrerer Fasern aus dem dreifachen Musculus semitendinosus erzielt, die mit minimalen postoperativen Komplikationen entnommen werden können. Die Fasern können allein oder in Verbindung mit der Gracilissehne verwendet werden, die anatomisch parallel am Femur entlang zur Semitendinosussehne läuft. Obwohl Semitendinosussehnen zunehmend zur VKB-Wiederherstellung eingesetzt werden, sind sie schwierig am Knochen zu befestigen, was teilweise auf nicht vorhandene anhängende Knochenblöcke zurückzuführen ist.
Nach dem Stand der Technik stehen mehrere Verfahren zum Befestigen der Semitendinosussehne am Knochen für die VKB-Wiederherstellung zur Verfügung. Ein solches Verfahren beinhaltet das Annähen der Sehne an einen Knopf oder eine Öse an der Knochenaußenseite. Mit diesem Verfahren verbundene Nachteile sind das Längen oder ein Riß des Fadens, der Zugkräften von 30 bis 50 Pfund ausgesetzt sein kann.
Ein anderes Verfahren beinhaltet das Befestigen eines Sehnentransplantats mit Hilfe von Metallschrauben. Obwohl solche Metallschrauben eine stabile Fixation und eine hohe Zugfestigkeit aufweisen, sind sie mit einer Reihe von Nachteilen verbunden. Zu diesen gehören die Verzerrung postoperativer radiologischer Untersuchungen, eine allergische oder Abstoßungsreaktion ausgelöst durch eine Metallüberempfindlichkeit einhergehend mit dauerhaft implantierten Metallschrauben, sowie die potentielle Notwendigkeit weiterer Operationen zum Entfernen oder Ersetzen.
Ein anderes Verfahren beinhaltet das Befestigen eines Sehnentransplantats an einem Anker, der in einem in den Knochen hineingebohrten Tunnel befestigt ist. Ein für diese Verwendung vorgesehener Anker ist der Mitek-Anker von der Firma Mitek Surgical Products Inc.. Dieser Anker enthält Gabeln, die im Knochen lagern, nachdem der Anker durch einen Faden in seine Position gezogen wurde. Ein Nachteil dieses Ankers besteht darin, daß er in der Kortikalschicht in der Nähe der Oberfläche des Femurs angeordnet werden muß und somit die Verwendung langer Sehnensegmente erforderlich macht. Ferner muß der Anker aus Metall gefertigt sein, um eine ausreichende Haltekraft zu gewährleisten.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, verbesserte chirurgische Systeme und, genauer noch, verbesserte Verfahren und Apparate zum Befestigen autologer oder künstlicher Sehnentransplantate am Knochen bereitzustellen.
Eine andere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, verbesserte Verfahren und Apparate zum Befestigen autologer oder künstlicher Sehnentransplantate (z.B. für eine VKB-Wiederherstellung) bereitzustellen, bei denen die Befestigungsmittel aus Polymeren oder biologisch abbaubaren Materialien hergestellt werden können, ohne Metalle zu verwenden.
Eine verwandte Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, Verfahren und Apparate zum Befestigen autologer und künstlicher Sehnen bereitzustellen, die das Risiko des Herausreißens des Transplantats minimieren oder ganz beseitigen, das normalerweise mit VKB- oder anderen wiederherstellenden orthopädischen Eingriffen verbunden ist.
Die Schrift WO-A-95/15726 offenbart eine Anordnung mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die vorliegende Erfindung ist durch die Merkmale des kennzeichnenden Abschnitts in Anspruch 1 gekennzeichnet. Weitere optionale Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen genannt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorhergehend beschriebenen Aufgaben werden von der Erfindung gelöst, die bei Verfahren zum Befestigen autologer oder künstlicher Sehnentransplantate am Knochen, z.B. während eines Bänder- oder eines anderen wiederherstellenden Eingriffs, einschließlich der Kreuzband-Wiederherstellung verwendet werden können. Diese erlauben ein Verankern des Sehnentransplantats im Knochen ohne Metall und ohne das Aufbringen übermäßiger Belastung auf die Fäden.
Das Stabilisierungselement kann mit einer äußeren Fläche ausgestattet sein, die sich im Reibschluß im Knochenloch befindet. Das Einsatzelement enthält eine Öffnung, durch die ein Transplantat geführt oder befestigt werden kann, und einen Schaft, der in einen Hohlraum in dem Stabilisierungselement eingesetzt und im Reibschluß gehalten werden kann. Zusätzlich kann das Einsatzelement eine Öffnung, einen Schlitz oder Widerhaken vorzugsweise an seinem distalen Ende umfassen, um sein Einsetzen in das Stabilisierungselement zu erleichtern.
Das Stabilisierungselement kann mit einer äußeren Schraubengangfläche ausgestattet sein, die sicher in den Knochen hineingedreht werden kann. Weiter kann das Stabilisierungselement mit einer Innenbohrung ausgestattet sein, die kleiner ist als der Außendurchmesser des Einsatzelements, so daß sich durch das Einsetzen des Letzteren in den Vorhergehenden das Stabilisierungselement deformierend ausdehnt oder auf eine andere Weise einen noch stärkeren Reibschluß mit dem Knochenloch hält.
Ein Stabilisierungselement kann bereitgestellt sein, das mit einem Flanschkopf ausgestattet ist, der auf der Knochenfläche außerhalb des Knochenlochs ruht und der verhindert, daß das Element über einen bestimmten Punkt hinaus in das Knochenloch eintritt.
Die Einsatz- und Stabilisierungselemente können biokompatible Materialien umfassen. Diese verhindern negative biologische Reaktionen auf die Elemente sowie einen zweiten chirurgischen Eingriff zum Entfernen der Elemente.
Ein verwandter Aspekt der Erfindung umfaßt ein System, das zwei oder mehr Verankerungsanordnungen in der vorhergehend beschriebenen Weise umfaßt. Ein solches System kann mit einem oder mit mehreren natürlichen oder künstlichen Transplantaten zum Wiederherstellen oder Stärken eines Skelettknochens oder eines Gelenks verwendet werden. Bei der VKB-Wiederherstellung beispielsweise kann ein Stabilisierungselement an einem Ende eines in den Femur gebohrten Knochenlochs eingesetzt werden, und das andere Stabilisierungselement kann in einem ausgerichteten in die Tibia gebohrten Tunnel eingesetzt werden. Die ersten und die zweiten Einsatzelemente können dann durch das Transplantat verbunden und in ihre jeweiligen Stabilisierungselemente eingesetzt werden. Das in den Femur eingesetzte Stabilisierungselement kann mit einer Außenfläche mit Schraubengang ausgeführt sein, während das, das in der Tibia eingesetzt ist, mit einem Flanschkopf ausgeführt sein kann. Eine solche Anordnung nutzt die Festigkeit der Spongiosa im Femur, die sehr gut zum Halten der Schraubengänge geeignet ist, und beruht auf der Fläche der Tibia, um einen Halt darin zu sichern.
Die der Erfindung zugrundeliegende Anordnung kann als ein Verfahren (nicht erfindungsgemäß) zum Verankern eines Transplantats im Knochen, beispielsweise für den Ersatz eines gerissenen Bandes, eingesetzt werden. Bei diesem Verfahren wird ein Tunnel oder eine Öffnung in den Knochen gebohrt, und ein Stabilisierungselement der vorhergehend beschriebenen Art wird darin eingesetzt. Ein Transplantat wird durch den Kopf eines Einsatzelements geschlungen, das wiederum in das Stabilisierungselement eingesetzt wird. Die Einsatz- und Stabilisierungselemente können verschiedene Strukturen aufweisen, die so aufgebaut sind, daß sie sie wirksa mer in dem Knochentunnel anordnen und/oder befestigen, wie es vorhergehend beschrieben ist. Beispielsweise kann das Stabilisierungselement einen Flanschkopf umfassen, der verhindert, daß er in den Knochentunnel hineingezogen wird, wenn Spannung nach dem Einsetzen des Einsatzelements auf das Gewebetransplantat aufgebracht wird.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Vorrichtungen überwinden die Einschränkungen von Systemen nach dem Stand der Technik zum Befestigen von Transplantaten in Knochen. Durch den zweiteiligen, mit Öffnungen versehenen Aufbau kann die Konstruktion einer Ankeranordnung autologe oder künstliche Sehnentransplantate sicher im Knochen befestigen, ohne Metall zu verwenden und ohne die hohen Belastungen auf die Fäden aufzubringen, die mit dem Nähen oder Anbinden von Transplantaten direkt an den Knochen verbunden sind.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Anordnung ist hilfreich für die Wiederherstellung eines Bandes, wobei verschiedene Transplantatkonfigurationen verwendet werden, um Knochenanker der vorhergehend beschriebenen Art oder andere Anker, die Öffnungen enthalten, die zum Hindurchführen von Transplantaten geeignet sind, zu verbinden. Die Verfahren verwenden mindestens ein Transplantat, das mit einem Filament ausgestattet ist, das sich mindestens von einem seiner Enden erstreckt. Beispielsweise kann dieses Filament ein Faden sein, der an das Ende eines Sehnentransplantats angenäht wurde.
Das Transplantat, das mit Hilfe der der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Anordnung einsetzt wird, kann die Knochenanker mit zwei- oder vierlagigem Transplantatmaterial verbinden. Bei einer zweilagigen Konfiguration wird ein einzelnes Transplantat verwendet. Das Transplantat wird durch die Öffnung eines Knochenankers gefädelt und umgelegt, um seine Enden zueinander zu führen. Die beiden Enden werden dann an dem anderen Knochenanker befestigt, vorzugsweise durch Zusammennähen mit dem/n befestigten Filament/en. Die Anker können im Knochen befestigt werden, bevor oder nachdem die Transplantate eingefädelt wurden.
Ein verwandtes Verfahren verwendet ein einziges Transplantat. Das Transplantat wird durch die Öffnungen in beiden Knochenankern gefädelt, und mit dem/n befestigten Filament/en werden beide Enden des Transplantats miteinander verbunden. Dieses erfolgt vorzugsweise durch Annähen der Filamente an jedem Ende des Transplantats an dem anderen Ende des Transplantats.
Ein anderes Verfahren verwendet ein einziges Transplantat zum Verbinden von zwei Knochenankern durch vierlagiges Transplantatmaterial, und weniger durch zweilagiges, wie es in den vorhergehenden beiden Verfahren beschrieben ist. In diesem Verfahren wird das Transplantat (mit mindestens einem befestigten Filament) durch eine Öffnung eines ersten Knochenankers gefädelt und so umgelegt, daß seine Enden in der vorhergehend beschriebenen Weise zueinander gebracht werden. Die beiden Enden werden dann durch eine Öffnung eines zweiten Knochenankers gefädelt, und das Transplantat wird wieder umgelegt, um seine Enden mit dem ersten Anker in Kontakt zu bringen. Die/das befestigte/n Filament/e werden verwendet, um die Enden vorzugsweise durch Annähen mit dem ersten Anker zu verbinden.
Andere Verfahren zum Befestigen der Transplantate am Knochenanker mit Hilfe der vorliegenden Erfindung verwenden Mehrfachtransplantate. Diese Verfahren können dem wiederhergestellten Kreuzband eine zusätzliche Stärke verleihen. In einem solchen Verfahren wird ein Transplantat mit befestigtem Filament/en durch eine Öffnung eines Ankers gefädelt, und seine Enden werden an eine Öffnung eines anderen Ankers genäht, wie es vorhergehend beschrieben ist. Zusätzlich wird ein zweites Transplantat durch die Öffnung des Ankers gefädelt, an den das erste Transplantat genäht ist, und an der Öffnung des Ankers angenäht, durch den das erste Transplantat gefädelt wurde.
In einem anderen Mehrfachtransplantatverfahren zum Befestigen werden zwei Transplantate (jeweils mit mindestens einem befestigten Filament) durch die Öffnung eines Knochenankers gefädelt. Die beiden Transplantate werden gefaltet und ihre Enden an der Öffnung eines zweiten Knochenankers durch die Filamente befestigt. In jedem dieser Mehrfachtransplantat-Verfahren werden die Anker durch vierlagiges Transplantatmaterial verbunden.
Diese oder andere Gedanken der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der folgenden Beschreibung deutlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein besseres Verständnis der Erfindung ist anhand der Zeichnungen vermittelbar.
1a zeigt eine Frontansicht der Knochen des Knies und eine Teil-Ruptur des vorderen Kreuzbandes (VKB).
1b zeigt eine Seitenansicht eines Verfahrens zum Erzeugen eines gestuften Tunnels durch die Tibia und teilweise durch den Femur zum Einsetzen einer der Erfindung zugrundeliegenden Ankeranordnung.
2 zeigt eine Frontansicht eines Verfahrens zum Befestigen eines Sehnentransplantats in dem Tunnel in 1b mit Hilfe einer der Erfindung zugrundeliegenden Anordnung.
3 zeigt eine vergrößerte Seitenansicht einer eingebetteten Ankeranordnung der vorliegenden Erfindung.
4a–d zeigen vergrößerte Ansichten einer der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Ankeranordnung.
5a–5c zeigen vergrößerte Ansichten des Einsatzelements einer Ankeranordnung in einer veränderten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Einsetzens einer Anordnung einer wiederum veränderten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei diese Ausführungsform die zwei Stabilisierungselemente und zwei Einsatzelemente umfaßt.
7 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Stabilisierungselements, das einen Flansch umfaßt.
8 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Transplantats, das für die Befestigung an einem oder an mehreren Knochenankern vorbereitet ist.
9a–9f zeigen vergrößerte Ansichten von Transplantaten, die mit Hilfe von der Erfindung zugrundliegenden Anordnungen zwei Knochenanker verbinden.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
1a zeigt ein teilweise gerissenes Kreuzband des Knies, z.B. das vordere Kreuzband (VKB) 3. In der Zeichnung ist das VKB an einer Vertiefung im anterioren interkondylären Bereich (nicht gezeigt) an der Oberfläche des tibialen Plateaus 5 befestigt. Diese tibiale Befestigung liegt vor dem anterioren interkondylären Tuberkel und fügt sich in die anteriore Extremität des seitlichen Meniskus (nicht gezeigt) ein. Sie verläuft nach oben, nach hinten und seitlich und ist im posterioren Teil der medialen Fläche des seitlichen Kondylus (nicht gezeigt) des Femurs 3 befestigt. Die Tibia 2 und die Patella 4 sind ebenfalls gezeigt.
1b zeigt ein Verfahren zum Herstellen eines abgestuften Tunnels 7 durch die Tibia 2 und teilweise durch den Femur 3 zum Einsetzen einer der Erfindung zugrundeliegenden Ankeranordnung. In der Zeichnung bohrt der Chirurg mit dem Bohrer 6 einen Tunnel beginnend an der anterioren Fläche der Tibia 2 und endend im Spongiosabereich des Femurs 3. Der Bohrtunnel 7 tritt in den Femur 3 vorzugsweise an dem oder in der Nähe des isometrischen Punktes (nicht gezeigt) in der Nähe des anatomischen VKB-Befestigungsgebiets nach dem Stand der Technik. Der Winkel des Bohrtunnels entspricht dem, der nach dem Stand der Technik für die VKB-Wiederherstellung unter Einbeziehung der Semitendinosussehne verwendet wird. Das abgestufte Loch wird mit Hilfe einer Stufenbohrerspitze erzeugt, so daß die Kante, die den Tunnel mit dem größeren und den mit dem engeren Durchmesser trennt, innerhalb des Spongiosabereichs des Femurs 3 liegt, z.B. 10 mm bis 70 mm innerhalb des Femurs des posterioren Teils der medialen Fläche des lateralen Kondyls und vorzugsweise etwa 45 mm innerhalb dieser Fläche. Der Bohrtunnel 7 kann innerhalb des Spongiosabereichs des Femurs 3 enden oder alternativ kann sich der Chirurg zunächst entscheiden, den Femur 3 mit einem Führungsdraht (nicht gezeigt) elektrisch vollständig zu durchdringen, wodurch ein kleines Ausgangsloch 9 an der gegenüberliegenden Fläche des Femurs nach dem Stand der Technik zur VKB-Wiederherstellungschirurgie erhalten wird. Der Durchschnittsfachmann weiß, daß die vorhergehend beschriebene Erfindung nicht auf das Einbetten einer Ankeranordnung in dem Femur 3 begrenzt ist, sondern auch zum Einbetten eines Ankers in der Tibia 2 oder in Knochen anderer Gelenke, z.B. des Fußgelenks oder des Ellbogens, wie auch in einzelnen oder in Gruppen von Knochen eingesetzt werden kann, die eine Wiederherstellung oder Stützung erforderlich machen.
2 zeigt eine der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Transplantatankeranordnung 12, die im Knochen, beispielsweise im Spongiosabereich des Femurs 3 eingebettet ist. Ein Sehnentransplantat 10 wird durch die Öffnung (siehe vergrößerte Zeichnung in 3) in einer Ankeranordnung 12 geschlungen, wobei sich ein oder mehr freie Enden durch den anderen Knochen, beispielsweise durch die Tibia 2, erstrecken.
3 zeigt genauer eine Ankeranordnung 12 in der Betriebsposition in dem abgestuften Knochentunnel eingebettet. Das autologe oder künstliche Sehnentransplantat 10 wird durch die Öffnung 13 in den Kopf des Einsatzelements 14 geführt. Das Stabilisierungselement 15 ist in dem Knochentunnel eingebettet, beispielsweise durch Schrauben in den gestuften Tunnel. In einer anderen Ausführungsform kann das Stabilisierungselement mittels eines Flansches befestigt werden, der dem Sehnentransplantat eine Spannung entgegenbringt, wie in 6 gezeigt ist. Das Einsatzelement 14 wird in dem Stabilisierungselement 15 gehalten, beispielsweise durch Preßpassung, könnte aber auch durch eine andere Reibschlußpassung gehalten werden, z.B. Einschrauben (jedoch vorzugsweise durch einen Gewindegang), das eine Drehung von beispielsweise höchstens 180° erfordert (um ein Verdrehen der Sehne zu vermeiden), oder durch Einrasten oder durch einen anderen Befestigungsmechanismus zum Halten eines Elements in dem anderen ohne übermäßiges Verdrehen.
4a–d zeigen die Ankeranordnung vergrößert. 4a zeigt das Stabilisierungselement 15, das eine längliche Hülse 19 umfaßt, die äußere Vorsprünge 16, beispielsweise Außengewinde, enthält. Das Stabilisierungselement 15 ist mit einem Hohlraum 17 ausgestattet, beispielsweise einem länglichen axialen Tunnel 17, der sich mindestens teilweise von dem proximalen Ende des Stabilisierungselements 15 erstreckt. Beispielsweise kann sich der axiale Tunnel 17 vom proximalen zum distalen Ende des Stabilisierungselements 15 erstrecken. Das Stabilisierungselement ist mit einem Flanschkopf 18 ausgestattet. Das Stabilisierungselement 15 besteht aus einem biokompatiblem Material, beispielsweise aus hochdichtem Implantat-Polyethylen, niedrigdichtem Polyethylen (PE 6010 und PE 2030) und Polypropylen (13R9A und 23M2), alle von Rexene, Dallas, Texas, oder aus einem biologisch abbaubarem Material, beispielsweise aus Poly-L-Laktid oder einer Laktid-Glykolid-Verbindung. Es kann auch aus einem Metall bestehen, etwa einem chirurgischen Implantatstahl.
4a zeigt auch ein Einsatzelement 14. Das Einsatzelement 14 ist mit einer Öffnung 13 ausgestattet, die einen Kopf 21 enthält, um einen Bandersatz zu halten. Der Schaftkopf 21 ist mit einer Öffnung 13 ausgestattet, deren Größe ausreicht, mehrere Fasern autologer und/oder künstlicher Sehnen aufzunehmen, aber optimal zur Aufnahme von zwei oder mehr Fasern der Semitendinosussehne ist. Die Öffnung 13 mißt 0,10 Zoll bis 0,35 Zoll (Höhe) mal 0,05 bis 0,30 Zoll (Breite) und vorzugsweise etwa 0,220 Zoll mal 0,160 Zoll. Das Einsatzelement 14 ist mit einem Schaft 20 ausgestattet, beispielsweise einem länglichen Schaft 20. Der Schaft ist mit Vorsprüngen 22 ausgestattet, die sich nach Außen erstrecken. Die Schaftvorsprünge 22 können starr sein. In der gezeigten Ausführungsform ist der Durchmesser des Schaftes 20 mit einem größeren Außendurchmesser ausgestattet als der Innendurchmesser des axialen Tunnels 17, so daß das Stabilisierungselement 15 das Einsatzelement 14 durch Reibschluß beim Einsetzen des Einsatzelements 14 in den Tunnel 17 des Stabilisierungselements 15 halten kann. Das Einsatzelement 12 kann mit einer Einbettungsvorrichtung (nicht gezeigt) in das Stabilisierungselement 15 geklopft werden. Alternativ kann das Einsatzelement so konfiguriert sein, daß es geschraubt, eingerastet oder durch eine andere Preßpassung in dem Stabilisierungselement eingesetzt werden kann. Das Einsatzelement 12 besteht aus einem biokompatiblen Material, beispielsweise aus hochdichtem Implantat-Polyethylen, niedrigdichtem Polyethylen (PE 6010 und PE 2030) und Polypropylen (13R9A und 23M2, alle von Rexene, Dallas, Texas), oder aus einem biologisch abbaubaren Material, beispielsweise Poly-L-Laktid oder einer Laktid-Glykolid-Verbindung. Es kann auch aus einem Metall, etwa chirurgischem Implantatstahl bestehen.
4b zeigt einen axialen Tunnel 17, der einen nicht zylindrischen Querschnitt (nicht gezeigt), im Idealfall ein Vieleck, etwa ein Sechseck, aufweist. Andere nicht zylindrische Querschnitte, etwa quadratische oder fünfeckige oder sogar ovale Konfigurationen sind ebenfalls möglich. Ein nicht-zylindrischer Querschnitt des axialen Tunnels 17 ist so ausgelegt, daß eine Einbettungsvorrichtung (nicht gezeigt), etwa ein Dreher (nicht gezeigt), mit einem entsprechenden nicht zylindrischen Durchmesser in den axialen Tunnel eingesetzt und gedreht werden kann, so daß die Außengewinde 16 des Stabilisierungselements 15 hineingeschraubt werden und den Knochen fassen. Ein solcher Dreher ist z.B. ein Inbusschlüssel.
4c zeigt das Einsetzen des distalen Endes eines Einsatzelements 12 in den axialen Tunnel 17 am proximalen Ende eines Stabilisierungselements 15. Der Durchmesser des länglichen Schaftes 20 ist leicht größer als der Durchmesser des nicht-zylindrischen axialen Tunnels 17 des Stabilisierungselements. Dadurch, wie es in 4d gezeigt ist, wird ein länglicher Schaft 20 des Einsatzelements 12 fest in dem Stabilisierungselement 15 gehalten, beispielsweise durch Preßpassung im Stabilisierungselement 15, das in einem abgestuften Knochenloch eingebettet ist.
5a zeigt ein Einsatzelement 10, daß in das Stabilisierungselement 15 (4) hineingezogen werden kann. Wie vorhergehend beschrieben, ist das Einsatzelement 10 mit einer Öffnung 12 ausgestattet, die einen Kopf zum Halten eines Bandersatzes und einen Schaft 14 mit sich nach außen erstreckenden Vorsprüngen enthält. Der Durchmesser des Schaftes ist größer als der Durchmesser des axialen Tunnels, so daß das Stabilisierungselement 15 das Einsatzelement durch Preßpassung beim Einsetzen des Einsatzelements in dem Tunnel des Stabilisierungselements halten kann. Ferner enthält das Einsatzelement 10 eine Struktur, z.B. eine Öffnung 16, die geeignet ist, einen Faden, einen Draht oder eine andere Vorrichtung aufzunehmen, die eingesetzt werden kann, um das Element 10 in das Stabilisierungselement 15 zu ziehen, um nicht oder zusätzlich in das Element 15 hineingeklopft werden zu müssen, bzw. zu werden.
Die Öffnung 16 oder eine andere solche Struktur kann an einer beliebigen Stelle an dem Einsatzelement 10 angeordnet sein, befindet sich aber vorzugsweise am distalen Ende des Einsatzelements. Daher ist die Öffnung in einer Ausführungsform, in der der Schaft des Einsatzelements etwa 0,75 Zoll lang ist und einen Durchmesser von 0,16 Zoll aufweist, 0,05 bis 0,20 Zoll von dem Ende des Einsatzelements und vorzugsweise 0,12 Zoll von dem distalen Ende entfernt.
Die Öffnung 16 (oder eine andere solche Struktur) ist ausreichend groß dimensioniert, um einen Faden, einen Draht oder eine andere Zugvorrichtung aufzunehmnen. Der Durchschnittsfachmann weiß, daß anstelle einer Öffnung, ein Schlitz, ein Widerhaken, ein Haken (wie in 5b und 5c gezeigt) oder jede andere Struktur verwendet werden kann, durch die das Einsatzelement gezogen werden kann.
Eine Ankeranordnung, die ein Einsatzelement 10 nach 5a enthält, wird grundsätzlich in der vorhergehend beschriebenen Weise eingesetzt. Bei der VKB-Wiederherstellungschirurgie wird beispielsweise ein Tunnel in die anteriore Fläche der Tibia gebohrt, der im Spongiosabereich des Femurs endet. Der Bohrtunnel tritt vorzugsweise an einem oder in der Nähe eines isometrischen Punkt/es in der Nähe des anatomischen VKB-Befestigungsgebietes nach dem Stand der Technik in den Femur ein. Der Winkel des Bohrtunnels stimmt mit dem überein, der nach dem Stand der Technik bei der Semitendinosussehnen-VKB-Wiederherstellung angewandt wird. Ein abgestuftes Loch wird mit Hilfe einer Stufenbohrerspitze erzeugt, so daß die Kante, die den breiteren und den engeren Durchmessertunnel voneinander trennt, in dem Spongiosabereich des Femurs liegt, z.B. zwischen mindestens 10 mm und 70 mm innerhalb des Femurs des posterioren Teils der medialen Fläche des lateralen Kondyl und vorzugsweise etwa 45 mm innerhalb dieser Fläche.
Obwohl der Bohrtunnel in dem Spongiosabereich des Femurs enden kann, wird vorzugsweise ein Führungs- oder ein K-Draht verwendet, um den Femur vollständig zu durchdringen, wodurch eine kleine Ausgangsöffnung an der gegenüberliegenden Fläche an dem Femur erhalten wird. Das Stabilisierungselement wird dann in den gebohrten Knochentunnel, beispielsweise durch Hineinschrauben in den gestuften Tunnel eingebettet. An diesem Punkt wird der K-Draht (der an seinem Ende vorzugsweise mit einer Öse ausgebildet ist) verwendet, um einen Faden durch Haut, Knochen und durch den Kanal des Stabilisierungselements zu führen. Der Faden wird dann durch die Öffnung, den Haken, den Widerhaken, den Schlitz oder eine andere Vorrichtung des Einsatzelements geschlungen. Das Einsatzelement wird dann mit Hilfe des Fadens in das Stabilisierungselement gezogen. Der Durchschnittsfachmann weiß, daß ein Draht, ein Haken oder eine andere Vorrichtung anstelle des vorher beschriebenen Fadens verwendet werden kann.
6 zeigt wieder eine andere Ausführungsform der Erfindung, in der zwei Stabilisierungselemente und zwei Einsatzelemente eingesetzt werden. In dieser Ausführungsform wird ein abgestufter Tunnel beginnend an der anterioren Fläche der Tibia 2 und endend im Spongiosabereich des Femurs 3, ähnlich dem Tunnel, der in 1b beschrieben wird, in den Knochen gebohrt. Der Chirurg kann sich zunächst entscheiden, den Femur 3 mit einem Führungsdraht 26 vollständig zu durchdringen, wobei eine kleine Ausgangsöffnung 9 an der gegenüberliegenden Fläche des Femurs nach dem Stand der Technik für den VKB-Wiederherstellungseingriff erhalten wird.
Ein erstes Stabilisierungselement 15 wird dann, wie vorhergehend beschrieben, in den Femurtunnel eingeführt. Die Einsatzelemente 12 und 24 werden durch eine Weichgewebelänge 10, etwa ein Sehnentransplantat, verbunden, und das erste Einsatzelement 12 wird in dem Stabilisierungselement 15 eingesetzt, beispielsweise durch Hineinschieben in das Stabilisierungselement 15 oder durch Ziehen mit einem Faden, einem Draht oder einer anderen Vorrichtung 26 an einer kleinen Öffnung, einem Schlitz, einem Widerhaken oder Haken an dem Einsatzelement 12. Das zweite Einsatzelement 24 wird in den Knochentunnel geschoben, und dann wird das zweite Stabilisierungselement 28 in den Knochentunnel eingesetzt. In der bevorzugten in 6 gezeigten Ausführungsform umfaßt das zweite Stabilisierungselement 28 einen Flansch 30, der das Ausmaß begrenzt, in dem das Stabilisierungselement in den Knochentunnel gezogen werden kann, z.B. durch das Sehnentransplantat. Dieses Element ist auch in 2 gezeigt und wird im Folgenden näher beschrieben. In anderen Ausführungsformen kann das zweite Stabilisierungselement mit Schraubengewinden, im Reibschluß oder anderen nach dem Stand der Technik bekannten Verfahren befestigt werden. Schließlich wird das zweite Einsatzelement 24 in das zweite Stabilisierungselement 28 eingesetzt. In der bevorzugten Ausführungsform, in 6 gezeigt, wird das zweite Einsatzelement durch Hineinziehen eines Fadens, eines Drahts oder einer anderen Vorrichtung 32 an einer kleinen Öffnung, einem Schlitz, einem Widerhaken oder einem Haken an dem zweiten Einsatzelement 24 hineingezogen.
In einer Ausführungsform für einen VKB-Ersatz bei einem Erwachsenen weist das erste Stabilisierungselement typischerweise eine Länge von 20 mm auf, einen Außendurchmesser von 8 mm und einen Innendurchmesser von 3,5 mm. Das erste Einsatzelement weist typischerweise eine Länge von 40 mm und einen Durchmesser von 8 mm auf. Wenn das Einsatzelement mit einer Öffnung ausgestattet ist, durch die es in das Stabilisierungselement gezogen werden kann, weist diese Öffnung typischerweise einen Durchmesser von 1 mm auf. Die Öffnung zum Befestigen des Sehnentransplantats mißt typischerweise etwa 5 mm × 8 mm. Die Länge des Sehnentransplantats zwischen den Einsatzelementen beträgt in der Regel etwa 40 mm. Der Durchschnittsfachmann weiß, daß die genannten Abmessungen nur beispielhaft genannt sind und daß auch Stabilisierungselemente und Einsatzelemente mit für andere Knochen, Gelenke und Transplantate geeigneten Größen verwendet werden können.
Der Chirurg kann die Spannung auf das Sehnentransplantat regulieren, indem er steuert, wie weit die Einsatzelemente in die Stabilisierungselemente eingesetzt werden. Die Einsatzelemente sind typischerweise so ausgelegt, daß die vollständige Haltekraft des Einsatzelements in dem Stabilisierungselement erhalten wird, wenn das Einsatzelement mindestens zur Hälfte im Stabilisierungselement eingesetzt ist. Die Tiefe jedes Einsatzelements bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist somit über eine Länge von 10 mm verstellbar.
Das zweite Stabilisierungselement 28 in 6 ist auch in 7 gezeigt. Dieses Element umfaßt einen länglichen Körper 29, der mit einem Kanal 31 ausgestattet ist, um ein Einsatzelement darin aufzunehmen. Das Stabilisierungselement umfaßt auch einen Flansch 30, der verhindert, daß das Element durch die Spannung an einem an dem Einsatzelement befestigten Transplantat, die sich in dem Kanal 31 entwickelt, vollständig in das Knochenloch hineingezogen wird. Der Flansch 30 kann senkrecht zu dem länglichen Körper 29 oder in einem geneigten Winkel zum Körper 29 stehen, wie es in 7 gezeigt ist. Der Flansch 30 kann auch so geformt sein, daß er der Form der Außenfläche des Knochens entspricht, in den er eingesetzt werden soll. Der Chirurg kann sich auch entscheiden, den Knochentunnel auszufräsen, so daß die Außenfläche des eingesetzten Flansches 30 bündig mit der Fläche des umgebenden Knochens abschließt. In dieser Ausführungsform kann es wünschenswert sein, daß der Flansch 30 zugespitzt ist, wobei der Querschnitt an der Schnittstelle des Flansches 30 und des Körpers 29 dicker ist als an der Außenkante des Flansches 30.
Beim Einsatz dieser Ausführungsform bei einer VKB-Wiederherstellung, wie in 6 gezeigt, weist das zweite Stabilisierungselement eine typische Länge von 15 mm, einen Außendurchmesser von 8 mm und einen Innendurchmesser von 3,5 mm auf. Der Flansch weist einen typischen Außendurchmesser von 12 mm und eine typische Dicke von 1 mm auf. Das zweite Einsatzelement weist eine Länge von 40 mm und einen Innendurchmesser von 8 mm auf. Wenn das zweite Einsatzelement mit einer Öffnung ausgestattet ist, durch die es in das Stabilisierungselement gezogen werden kann, hat diese Öffnung typischerweise einen Durchmesser von 1 mm. Die Öffnung zum Befestigen des Sehnentransplantats mißt typischerweise etwa 5 mm × 8 mm. Der Durchschnittsfachmann weiß, daß die genannten Abmessungen nur beispielhaft sind und daß Stabilisierungs- und Einsatzelemente auch mit Größen verwendet werden können, die für andere Knochen, Gelenke und Transplantate geeignet sind.
Ähnlich wie die ersten Elemente, bestehen das zweite Einsatzelement und das zweite Stabilisierungselement aus einem biokompatiblen Material, beispielsweise aus hochdichtem Implantat-Polyethylen, niedrigdichtem Polyethylen (PE 6010 und PE 2030) und Polypropylen (13R9A und 23M2), alle von Rexene, Dallas, Texas, oder aus einem biologisch abbaubarem Material, beispielsweise aus Poly-L-Laktid oder einer Laktid-Glykolid-Verbindung. Diese Elemente können auch aus einem Metall bestehen, etwa einem chirurgischen Implantatstahl.
Der Durchschnittsfachmann weiß, daß die vorhergehend beschriebene Erfindung nicht auf das Verbinden des Femurs und der Tibia bei einem Eingriff zur Wiederherstellung des VKB begrenzt ist, sondern auch zum Stützen oder Wiederherstellen jedes Knochens oder jeder Knochenpaarung mit einer Weichgewebelänge eingesetzt werden kann, z.B. im Fußgelenk oder im Ellbogen.
Die Erfindung ist eine Anordnung zur Verwendung bei Verfahren zum Verbinden von mindestens zwei Knochenankern, wie sie beispielsweise vorhergehend beschriebenen wurden, mit einer oder mehreren Transplantatmateriallängen. 8 zeigt ein Transplantat 10, das mit Hilfe einer bevorzugten Ausführungsform der Anordnung aufbereitet wurde. Das Transplantat 10 kann ein autologes Sehnentransplantat, etwa eine Semitendinosussehnen- oder Gracilissehnenlänge, oder ein künstliches Transplantat sein. Das Transplantat 10 ist mit einem Filament 40 ausgestattet (etwa einem Faden), das an mindestens einem seiner Enden befestigt ist. 8 zeigt, daß ein Faden 40 an jedem Ende des Transplantats angenäht ist.
Die Anker können mit einem oder mit mehreren Mehrfachtransplantaten entweder zweilagig oder vierlagig verbunden werden. Einige Anordnungen sind in 9a–9f gezeigt. 9a zeigt ein einzelnes Transplantat 10, das zum Verbinden von zwei Ankern 42 und 44 in einer zweilagigen Anordnung eingesetzt wird. Ein Transplantat 10, das in der in 8 gezeigten Weise vorbereitet ist, wird durch eine Öffnung in einen Anker 44 gefädelt und dann so gefaltet, daß die beiden Enden des Transplantats 10 an einer Öffnung in dem anderen Anker 42 mit dem Filament 40 angebunden und/oder angenäht werden können.
Eine verwandte Verwendung ist in 9b gezeigt. Bei dieser Verwendung wird das vorbereitete Transplantat 10 durch die Öffnungen in jedem der beiden Anker 42 und 44 gefädelt. Die Fäden 40, die an dem vorbereiteten Transplantat befestigt sind, werden dann angebunden oder, vorzugsweise, angenäht, um die Enden des Transplantats 10 zu verbinden. Hierbei handelt es sich ebenfalls um eine zweilagige Anordnung.
Eine vierlagige Verbindung zwischen den Ankern wird mit Hilfe eines einzigen Transplantats in der in 9c und 9d gezeigten Ausführungsform erhalten. Ein vorbereitetes Transplantat 10 wird zunächst durch einen Anker 42 gefädelt und gefaltet, um die Enden des Transplantats 10 in Kontakt zu bringen. Diese beiden Enden werden dann durch den anderen Knochenanker 44 gefädelt. 9c zeigt die Anordnung des Transplantats an diesem Punkt in seinem eingebetteten Zustand. Das Transplantat 10 wird dann wieder zur Hälfte gefaltet, um die Enden zurück zum ersten Anker 42 zu bringen, und die Enden werden dort an den befestigten Filamenten 40 angenäht und/oder angebunden, wie es in 9d gezeigt ist. Der Schnitt A-A dieser Figur zeigt die vier Lagen des Transplantatmaterials 10, die nun die Knochenanker verbinden.
Eine andere Verwendung, mit der eine vierlagige Verbindung zwischen den Ankern mit Hilfe mehrerer Sehnentransplantate erhalten wird, ist in 9e und 9f gezeigt. In der ersten davon wird ein Transplantat 10, das in der in 8 gezeigten Weise vorbereitet ist, durch eine Öffnung in einem ersten Anker 44 gefädelt, und die Fäden 40 am Ende des Transplantats werden an einer Öffnung in einem zweiten Anker 42 angenäht und/oder angebunden. Ein zweites Transplantat 46 wird dann durch die Öffnung in dem zweiten Anker 42 hindurchgeführt und an der Öffnung in dem ersten Anker 44 mit seinen befestigten Fäden 48 angenäht und/oder angebunden. In dem in 9f gezeigten Verfahren werden zwei Transplantate 10 und 46 durch eine Öffnung in dem ersten Anker 44 gefädelt, und diese beiden Transplantate werden beide an der Öffnung in dem zweiten Anker 42 mit ihren befestigten Fäden 40 und 48 angenäht und/oder angebunden.
Der Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet der Bänderwiederherstellung weiß, daß jedes der in 9a bis 9f gezeigten Verfahren unterschiedliche Stärken aufweist und daß die bevorzugte Anordnung für eine bestimmte Anwendung von dem zu ersetzenden Band, der Lage und der Art der Knochenanker abhängt, sowie davon, ob das Transplantat an den Ankern befestigt ist, bevor oder nachdem sie an dem Knochen befestigt wurden.
Vorhergehend wurden Apparate beschrieben, die die vorhergehend benannten Aufgaben erfüllen. Der Durchschnittsfachmann weiß, daß die gezeigten Ausführungsformen nur beispielhaft gezeigt und beschrieben wurden und daß andere Apparate mit Veränderungen darin im Rahmen der Erfindung enthalten sind. Zusätzlich zur VKB-Wiederherstellung kann die erfindungsgemäße Anordnung vorteilhafterweise in Verbindung mit anderen Weichgewebe-an-Knochen-Befestigungen verwendet werden, in denen Knochentunnel verwendet werden, etwa (als nicht einschränkendes Beispiel) einer Wiederherstellung von Bändern und Sehnen in anderen Gelenken, etwa im Ellbogen und Fußgelenk.

Claims

Anordnung zum Verankern von Weichgewebetransplantaten in Knochen, aufweisend ein Einsatzelement (14) mit einem Schaft (20) und einen eine Öffnung enthaltenden Schaftkopf (21), der proximal zum Schaft (20) angeordnet ist, wobei die Öffnung eine ausreichend große Form aufweist, um ein Weichgewebetransplantat aufzunehmen, und ein Stabilisierungselement (15), das ausgelegt ist, um in den Knochen eingebettet zu werden, aufweisend eine Hülse (19) mit einem Hohlraum (17), wobei der Hohlraum (17) sich längs erstreckt und einen Innendurchmesser aufweist, der etwas geringer ist als der Außendurchmesser des Schafts (20) und die Hülse (19) den Schaft (20) durch Reibschluss in der Betriebsposition halten kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (17) einen axialen Kanal aufweist, dessen Querschnitt nicht kreisförmig ist, wobei sich der axiale Kanal längs zwischen den proximalen und distalen Enden der Hülse (19) erstreckt.
Anordnung nach Anspruch 1, in der entweder a) mindestens der Schaft (20) des Einsatzelements (14) oder die Hülse des Stabilisierungselements länglich sind und Vorsprünge an ihren Außenoberflächen aufweisen und gegebenenfalls die Vorsprünge auf dem Stabilisierungselement (15) einen Schraubgang aufweisen, um in eine Öffnung, die in einen Knochen gebohrt ist, eingeschraubt werden zu können; oder b) das Stabilisierungselement (15) einen Flansch (18) an seinen distalen Ende aufweist, wobei beim Einbetten des Stabilisierungselements (15) in die Knochenöffnung der Flansch (18) zumindest teilweise außerhalb der Knochenöffnung in eine Konfiguration angeordnet ist, bei der er sich jeder weiteren Bewegung des Stabilisierungselements in der Knochenöffnung widersetzt.
Anordnung nach Anspruch 1, bei der das Einsatzelement (14) einen länglichen Schaft (20) aufweist; das Stabilisierungselement (15) in eine Öffnung, die in einen Knochen gebohrt ist, eingesetzt werden kann; die Hülse eine längliche Hülse (19) mit einem axialen Kanal ist und das Stabilisierungselement (15) sich beim Einsetzen des Einsatzelements (14) in den Kanal sich irreversibel erweitert.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stabilisierungselement (15) deformierbar erweitert werden kann, wobei ein Reibschluss innerhalb einer Knochenöffnung beim Einsetzen des Einsatzelements (14) in die nichtzylindrische Öffnung des Stabilisierungselements (15) erhalten wird.
Anordnung nach jedem vorhergehenden Anspruch, bei dem das Einsatzelement (14) und das Stabilisierungselement (15) biokompatibles Material aufweist.