DE69917391T2

DE69917391T2 - Prothese mit Greifsystem im Knochen

Info

Publication number: DE69917391T2
Application number: DE69917391T
Authority: DE
Inventors: Alfred F. Decarlo; Hugh U. Toronto Cameron
Original assignee: DePuy Products Inc
Current assignee: DePuy Products Inc
Priority date: 1998-08-20
Filing date: 1999-08-19
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2019-08-20
Also published as: EP0982011B1; US20020049502A1; JP2000093439A; DE69917391D1; US6613093B2; JP4233700B2; EP0982011A1; US6355069B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft das Gebiet von implantierbaren Gegenständen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Prothesesystem, welches einen expandierbaren Schaftbereich aufweist, um das Prothesesystem innerhalb eines langen Knochens zu befestigen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Gelenkersatzchirurgie ist ziemlich weit verbreitet und ermöglicht es vielen Individuen, normal zu fungieren, während dies ansonsten nicht möglich wäre. Künstliche Gelenke sind normalerweise aus metallischen und/oder keramischen Komponenten zusammengesetzt, die an vorhandenem Knochen befestigt werden, der zu dem zu ersetzenden Gelenk am nächsten ist.
Künstliche Hüftgelenke schließen beispielsweise mehrere Komponenten ein. Eine Oberschenkelkomponente einer künstlichen Hüfte schließt einen länglichen Schaft oder Stiel an ihrem distalen Ende ein, der innerhalb des Markkanals des Oberschenkelknochens angebracht ist. Ein proximales Ende des Schafts weist einen Halsbereich auf, der einen Drehzapfen einschließt, an dem der Oberschenkelkopf angefügt ist. Die Hüftgelenksschale ist eine getrennte Komponente eines künstlichen Hüftgelenks, die innerhalb eines vorhandenen Knochens, wie der Hüftgelenkpfanne, angebracht ist. Die Hüftgelenksschale schließt häufig eine kelchartige Auskleidung ein, die den Oberschenkelkopf aufnimmt.
Typischerweise wird für ein Hüftgelenk der längliche Schaft- oder Stielbereich der Prothese in den Markkanal des Oberschenkelknochens implantiert. Jedoch kann in vielen Fällen der Oberschenkelknochen oder ein anderer langer Knochen, wo der Schaftbereich zu befestigen ist, in einem beschädigten oder geschwächten Zustand sein, der unzureichend ist, um die Prothese zu tragen. In solchen Fällen kann es notwendig sein, einen Schaft mit einer Länge zu verwenden, der sich hinter den Isthmus oder einen engen Bereich des Knochens erstreckt.
Jedoch stellt ein Erstrecken der Prothese hinter den Isthmus ein zwiespältiges Problem dar, da der tragende Knochen hinter dem Isthmus sich sowohl weitet als auch in mehr als einer Ebene divergieren kann. Ein Protheseschaft, der eng genug ist, um durch den Isthmus zu führen, kann nicht ausreichende Abmessungen aufweisen, um eine feste Passung hinter dem Isthmusbereich bereitzustellen, wo sich der tragende Rindenknochen weitet oder in mehr als einer Ebene divergiert.
EP-A-0385930 offenbart eine Prothese mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, stellt eine Knochenprothese bereit, welche einen implantierbaren länglichen Schaftteil mit einer sich dort hindurch erstreckenden Bohrung einschließt. Das Schaftteil weist ein proximales Ende und ein distales Ende mit mindestens einem im distalen Ende in Längsrichtung ausgerichteten Schlitz auf. Der Schlitz ist in wenigstens einem Abschnitt des Schaftteils in Längsrichtung ausgebildet und erstreckt sich vom distalen Ende in Richtung auf das proximale Ende, um mindestens zwei Zinken am distalen Ende des Schafts zu bilden.
Die Prothese schließt ebenfalls ein Bolzenteil ein, das innerhalb der Bohrung des Schaftteils anordbar ist. Das Bolzenteil weist ein proximales Ende und ein distales Ende auf, von dem wenigstens ein Abschnitt mit einem Gewinde versehen ist.
Eine Spreizmutter ist zwischen den Zinken der Prothese angeordnet und ist mit dem distalen Ende des Bolzenteils in Schraubverbindung bringbar. Die Drehung des Bolzenteils in einer ersten Richtung bewirkt, daß die Spreizmutter in Richtung auf das proximale Ende des Schaftteils gezogen wird, um die Zinken zu trennen, wodurch das distale Ende des Schaftteils gedehnt wird. Die Spreizmutter kann mehr als einen Durchmesser aufweisen, um die Zinken zu unterschiedlichen Durchmessern zu spreizen und alternativ können die Zinken mit variierenden Dicken bereitgestellt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Gelenkprothese der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Gelenkprothese aus 1.
3 ist eine Seitenschnittansicht der Gelenkprothese aus 1 in einem gedehnten Zustand.
4A ist eine detaillierte Schnittansicht des distalen Abschnitts der Gelenkprothese der vorliegenden Erfindung in einem nicht gedehnten Zustand.
4B ist eine detaillierte Schnittansicht des distalen Abschnitts der Gelenkprothese der vorliegenden Erfindung in einem gedehnten Zustand.
5A ist eine Unteransicht der Gelenkprothese aus 4A in einem nicht gedehnten Zustand.
5B ist eine Unteransicht der Gelenkprothese aus 4B in einem gedehnten Zustand.
6A ist eine Unteransicht einer weiteren Ausführungsform der Gelenkprothese in einem nicht gedehnten Zustand.
6B ist eine Unteransicht einer weiteren Ausführungsform der Gelenkprothese in einem gedehnten Zustand.
7 ist eine Unteransicht einer weiteren Ausführungsform einer Gelenkprothese mit expandierbaren Zinkenteilen mit variierenden Dicken.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Unter Bezugnahme auf 1 bis 3 wird ein Gelenkprothesekomponentensystem 10 bereitgestellt. Das System 10 schließt eine Prothese 11 mit einem Kragenbereich 12, einem länglichen Schaftbereich 16, einem Bolzenteil 18 und einer Spreizmutter 20 ein. In der hier veranschaulichten und beschriebenen Ausführungsform sind die Gelenkprothesekomponenten als Oberschenkelknochenkomponenten eines Hüftgelenkprothesesystems gezeigt. Es wird jedoch verstanden, daß die Erfindung auf Komponenten von anderen Prothesesystemen anwendbar ist, welche das Montieren einer Prothese in einem langen Knochen erfordern.
Der Kragenbereich 12 weist einen Hauptkörper 22 auf, welcher eine Oberfläche 24 und eine Unterfläche 26 aufweist. Eine ausgenommene Montieraushöhlung 30, welche mit Bohrung 34 kommuniziert, ist an der Oberfläche 24 des Kragens 12 bereitgestellt. Die Aushöhlung 30 schließt eine Halteschulter 32 ein, die einen Bolzenkopf 50 von einem Weitergleiten in den Schaftteil 16 abhält. Sich erstreckend von der Oberfläche 24 ist eine Gelenkbewegungsfläche 14 mit einem Halsbereich 15, welcher eine standardartige Morse-artige Verjüngung aufweist, um ein Fixieren eines kugelförmigen Balls, nicht gezeigt, an der Prothese zu ermöglichen. Der kugelförmige Ball kann entweder in einem Hüftgelenkskelch, nicht gezeigt, in der gesamten Hüftprothese oder unmittelbar in der Hüftgelenkspfanne angeordnet sein, um eine Endoprothese zu bilden.
Sich distal von der inneren Montierfläche 26 des Kragens 12 erstreckend ist ein länglicher Schaftbereich 16 mit einer Längsachse 48. Wie veranschaulicht weist das Schaftteil 16 einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf, kann jedoch ebenfalls elliptisch, oval, kugelförmig oder von jeder anderen geeigneten Form sein, um mit dem Knochen konform zu sein, in den die Prothese zu implantieren ist. Das Schaftteil 16 weist ein proximales Ende 40 und ein distales Ende 42 mit wenigstens einem Längsschlitz 44 auf, der in dem distalen Ende 42 gebildet ist. Der Schlitz 44 erstreckt sich in einer Richtung von dem distalen Ende 42 in Richtung auf das proximale Ende 40 des Schaftteils 16, um wenigstens zwei dehnbare Zinkenteile 46 zu bilden. Bevorzugt weist der mindestens eine Schlitz 44 eine Länge in dem Bereich von 4 bis 10 cm auf. Es wird darüber nachgedacht, daß mehr als ein Schlitz verwendet werden kann, um mehr als zwei Zinkenteile zu bilden.
Die Prothese schließt ferner eine zentrale Bohrung 34 ein, die mit Längsachse 48 koaxial ist, welche proximale und distale Enden 34, 36 aufweist. Die Bohrung 34 erstreckt sich in Längsrichtung von innerhalb der Montieraushöhlung 30 und geht in eine verjüngte offene Zinkenaushöhlung 38 über. Bevorzugt bewahrt die Bohrung 34 einen einheitlichen Durchmesser in dem Bereich von 4 bis 9 mm, welcher kleiner sein sollte als der Durchmesser der offenen Zinkenaushöhlung 38. In einer beispielhaften Ausführungsform weist die Zinkenaushöhlung 38 eine konische Verjüngung mit einem Durchmesser auf, welcher von 6 bis 14 mm an einem Ende benachbart dem distalen Ende 36 der Bohrung 34 und von 8 bis 18 mm benachbart dem distalen Ende 42 de Schaftteils 16 reicht. Die konische Bohrung 34 weist im allgemeinen einen anfänglichen Durchmesser auf, welcher kleiner ist als ein kleinerer Durchmesser der Spreizmutter 20, und einen Durchmesser an dem distalen Ende 42, der größer ist oder gleich einem größeren Durchmesser der Spreizmutter 20, wie hierin in größerem Detail später diskutiert wird.
Unter Bezugnahme auf 2 bis 4B schließt das System 10 ferner ein längliches Bolzenteil 18 mit einem proximalen Ende 52 und einem distalen Ende 54 ein. Das Bolzenteil 18 schließt einen Kopfabschnitt 50 und einen Schaftabschnitt 55 ein, der sich distal von dem Kopfbereich 50 erstreckt. Der Schaftabschnitt 55 schließt bevorzugt sowohl einen Schaftabschnitt 56 ohne Gewinde, angeordnet benachbart an dem Kopfabschnitt 50, und einen unteren Gewindeabschnitt 58, angeordnet benachbart dem Abschnitt 56 ohne Gewinde, ein. Der Schaftabschnitt 56 ohne Gewinde weist bevorzugt einen äußeren Durchmesser auf, der kleiner ist als der äußere Durchmesser des Kopfbereichs 50. Der untere Gewindeabschnitt 58 weist bevorzugt einen Durchmesser auf, der kleiner ist oder gleich dem Durchmesser des Abschnitts 56 ohne Gewinde. Das Bolzenteil 18 ist innerhalb Bohrung 34 des Schaftteils 16 in der unten diskutierten Art und Weise anordbar.
Das Bolzenteil 18 ist mit einer Bolzenkopföffnung 51 mit sechs abgeflachten Seiten veranschaulicht, die zum Eingriff eines Allen-artigen Sechskantschraubschlüssels geeignet sind. Jedoch kann der Bolzenkopf 50 mit anderen Konfigurationen bereitgestellt werden, die Fachleuten auf dem Gebiet bekannt sind, um es dem Bolzenteil 18 zu ermöglichen, mit einem Werkzeug oder per Hand gespannt oder gelockert zu werden, wenn es an der Spreizmutter 20 gekoppelt ist.
Unter Bezugnahme auf 2–5B schließt die Spreizmutter 20 eine Oberfläche 60 und eine Unterfläche 62 mit einer zentralen Gewindebohrung 64 ein, die sich von der Oberfläche 60 zu der Unterfläche 62 erstreckt. Wenn sie richtig in der Prothese angeordnet ist, ist die zentrale Gewindebohrung 64 mit der Längsachse 48 des Schaftteils 16 koaxial. Die Spreizmutter 20 schließt ferner wenigstens ein Drehschutzmittel oder einen Drehschutzvorsprung 66 und wenigstens ein Paar von gegenüberliegenden Zinkeneingreifseitenwänden 68, benachbart dem wenigstens einen Drehschutzvorsprung 66, ein. Die Zinkeneingreifseitenwände 68 sind angepaßt, um mit einer inneren Kuppelfläche 47 der Zinkenteile 46 kuppelnd in Eingriff zu sein, wenn die Spreizmutter 20 auf das Bolzenteil 18 schraubgekuppett wird. In einer Ausführungsform können die Zinkeneingreifseitenwände 68 leicht in der Längsrichtung gewölbt sein, um einen glatten Kontakt mit der inneren Kuppelfläche 47 der Zinkenteile 46 zu fördern. Bei Betrieb kooperieren die Zinkeneingreifseitenwände 68 mit dem Drehschutzvorsprung 66, um die Zinkenteile 46 zu dehnen, wenn das Bolzenteil 18 gedreht wird.
In einer beispielhaften Ausführungsform können die Komponenten des Prothesesystems auf die folgende Art und Weise zusammengebaut werden. Das Bolzenteil 18 wird zuerst positioniert, distales Ende zuerst, in der Montieraushöhlung 30 und wird so positioniert, daß der Kopfabschnitt 50 innerhalb der Aushöhlung 30 aufgenommen ist und sich der Bolzenschaft 55 in die Bohrung 34 erstreckt. Die Spreizmutter 20 wird dann benachbart dem distalen Ende 42 des Schaftteils 16 angeordnet und die Drehschutzvorsprünge 66 werden mit den Schlitzen 44 auf dem Schaftteil 16 ausgerichtet. Die Spreizmutter 20 und das Bolzenteil 18 werden dann durch mechanische Wechselwirkung der Gewinde des Bolzenschafts 55 mit der zentralen Bohrung 64 der Spreizmutter 20 verbunden, um einen festen Prothesezusammenbau zu bilden. Wenn es zusammengebaut ist, kann das Prothesesystem nun in einen Patienten implantiert und zu einer gewünschten Konfiguration expandiert werden.
Unter Bezugnahme auf 4A, 4B, 5A und 5B bewirkt die Drehung des Bolzenteils 18 in einer ersten Richtung, typischerweise im Uhrzeigersinn, daß die Spreizmutter 20 in Richtung auf das proximate Ende 40 des Schaftteils 16 gezogen oder gedrängt wird. Wenn das Bolzenteil 18 gedreht wird, werden die Zinkeneingreifseitenwände 68 in Kontakt mit der inneren Kuppelfläche 47 der Zinkenteile 46 gebracht. Wenn die Spreizmutter 20 nach oben in die verjüngte Zinkenaushöhlung 38 gedrängt wird, drücken Eingreifseitenwände 68 gegen die inneren Kuppelflächen 47, was bewirkt, daß die Zinkenteile 46 nach außen in einer Richtung im allgemeinen quer zu der Längsachse 48 des Schaftteils 16 geschoben werden. Die Prothese kann ferner entweder durch Spannen oder Lockern des Bolzenteils 18 eingestellt werden, wodurch es der Spreizmutter 20 ermöglicht wird, sich längs in einer Richtung auf oder weg von dem proximalen Ende 40 des Schaftteils 16 zu bewegen.
In einem nicht gedehnten Zustand, wie er in 4A und 5A gezeigt ist, kann die Prothese zunächst durch einen engen Abschnitt des Knochens geführt werden, wie dem Isthmus eines Oberschenkelknochens. Sobald die Prothese hinter dem Isthmus eingesetzt ist, kann das Bolzenteil gedreht werden, um die Zinkenteile zu dehnen, um den Knochenbereich auszufüllen, wo der tragende Rindenknochen divergiert. Sobald die gewünschte Dehnung der Prothese erreicht ist, wird die Prothese an Ort und Stelle in dem langen Knochen befestigt.
In der Ausführungsform, die in 5A und 5B gezeigt ist, schließt die Prothese eine Spreizmutter 20 mit mehr als einen Durchmesser ein, die bewirkt, daß sich die benachbarten Zinkenteile in einer nicht einheitlichen Weise in Bezug zueinander spreizen. Die Spreizmutter 20 schließt einen kleineren Durchmesser 74 ein, gemessen in einer ersten Richtung, welcher bevorzugt in dem Bereich von etwa 8 bis 16 mm liegt. Die Spreizmutter 20 schließt ebenfalls einen größeren Durchmesser 76, gemessen in einer zweiten Richtung im wesentlichen quer zu dem kleineren Durchmesser 74, der bevorzugt in dem Bereich von etwa 10 bis 18 mm liegt. Wenn sie so konfiguriert sind, können die Zinkenteile, welche um den größeren Durchmesser 76 positioniert sind, in einem größeren Relativabstand als die Zinkenteile gedehnt werden, welche um den kleineren Durchmesser 74 positioniert sind.
Eine alternative Ausführungsform des Prothesesystems 10 ist in 6A und 6B gezeigt. Bei dieser Ausführungsform schließt die Spreizmutter 80 gegenüberliegende Paare von Drehschutzvorsprüngen 82 und Zinkeneingreifseitenwänden 84 ein. Die Drehschutzvorsprünge 82 sind angepaßt, um mit Längsschlitzen in Eingriff zu sein, die an dem Schaftteil bereitgestellt sind, um eine nicht gewünschte Drehung der Spreizmutter zu verhindern. Die Spreizmutter 80 schließt ferner eine zentrale Gewindebohrung 88 zum Kuppeln mit einem Bolzenteil ein, was bewirkt, daß die Spreizmutter in Richtung auf das proximale Ende der Prothese gezogen wird. In der in 6A und 6B gezeigten Ausführungsform werden, wenn das Bolzenteil gedreht wird, die Zinkenteile 90 in einer einheitlichen Weise in Bezug zueinander gedehnt.
Alternativ, wie in 7 gezeigt ist, kann die Prothese mit Zinkenteilen bereitgestellt werden, die variierende Dicken aufweisen. In dieser Ausführungsform schließt die Prothese eine Spreizmutter 98 und Zinkenteile 100, 102, 104 und 106 von variierenden Dicken ein. Wie veranschaulicht, werden die Zinkenteile 100 und 102 mit dickeren Querschnitten relativ zu Zinkenteilen 104 und 106 bereitgestellt, ausbildend eine Prothese mit mehr als einem wirksamen Durchmesser. Die Prothese schließt einen ersten kleineren Durchmesser 112, gemessen in einer ersten Richtung um Zinkenteile 104 und 106, ein. Der erste kleinere Durchmesser liegt bevorzugt in dem Bereich von etwa 10 bis 18 mm. Ein zweiter größerer Durchmesser 114 wird in einer zweiten Richtung im wesentlichen quer zu dem ersten Durchmesser 112 um Zinkenteile 100 und 102 gemessen. Der zweite größere Durchmesser liegt bevorzugt in dem Bereich von 13 bis 23 mm. In dieser Konfiguration werden Zinkenteile 100 und 102 beim Drehen eines Bolzenteils, gekoppelt an der zentrale Bohrung 110, zu einem größeren Durchmesser relativ zu Zinkenteilen 104 und 106 gedehnt. Die Dicke der einzelnen Zinkenteile in dem kleineren Durchmesser kann von 1 bis 3 mm reichen. Die Dicke der einzelnen Zinkenteile in dem größeren Durchmesser kann von etwa 2 bis 6 mm reichen.

Claims

Knochenprothese mit: einem länglichen Schaftteil (16) mit einer sich dort hindurch erstreckenden Bohrung (34), wobei der Schaftteil ein proximales Ende (40) und ein distales Ende (42) mit mindestens einem im distalen Ende ausgebildeten Schlitz (44) aufweist, wobei sich der mindestens eine Schlitz entlang mindestens eines Abschnittes des Schaftteils in einer Längsrichtung vom distalen Ende in Richtung auf das proximale Ende erstreckt, um mindestens zwei Zinken (46) am distalen Ende des Schaftes zu bilden; einem in der Bohrung des Schaftteils (16) anordbaren Bolzenteil (18), wobei der Bolzenteil ein proximales Ende (52) und ein distales Ende (54) aufweist, wobei zumindest ein Abschnitt (58) des Bolzenteils benachbart zum distalen Ende mit einem Gewinde versehen ist; und einer Spreizmutter (20), die zwischen dem Zinken (46) angeordnet und mit dem distalen Ende (54) des Bolzenteils (18) in Schraubverbindung bringbar ist, so daß eine Drehung des Bolzenteils in einer ersten Richtung bewirkt, daß die Spreizmutter in Richtung auf das proximale Ende (40) des Schaftteils gezogen wird, um die Zinken am distalen Ende (42) des Schaftteils (16) zu trennen, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizmutter (20) Zinkeneingreifseitenwände (68) aufweist, die in der Längsrichtung gewölbt sind.
Knochenprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizmutter (20) eine zentrale Gewindebohrung (64) enthält, die kooxial zu einer Längsachse des Schaftes (16) verläuft.
Knochenprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das proximale Ende des Kohlenschaftteils (16) eine Gelenkbewegungsfläche (14) enthält.
Knochenprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizmutter (20) ein Drehschutzmittel (66) zum Eingreifen des Schaftteils (16) enthält, um eine Drehung der Spreizmutter zu verhindern, wenn sie mit dem Bolzenteil (18) verbunden ist.
Knochenprothese nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehschutzmittel (66) einen oder mehrere Seitenwandvorsprung/vorsprünge enthält, der/die dimensioniert ist/sind, um in den mindestens einen Schlitz (44) am Schaftteil (16) zu passen.
Knochenprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizmutter (20) mehr als einen Außendurchmesser enthält.
Knochenprothese nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizmutter (20) einen kleineren Durchmesser (74), gemessen in einer ersten Richtung, im Bereich von 8 bis 16 mm enthält.
Knochenprothese nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizmutter (20) einen größeren Durchmesser (76), gemessen in einer zum kleineren Durchmesser (74) im wesentlich quer verlaufenden zweiten Richtung, im Bereich von 10 bis 18 mm enthält.
Knochenprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am distalen Ende (42) des Schaftteils (16) ausgebildeten Schlitze (44) vier spreizbare Zinken (46) bilden.
Knochenprothese nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinken (46) unterschiedliche Dicken aufweisen.
Knochenprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzenteil (18) einen Kopfabschnitt (50) und einen Schaft (55) enthält, der sich distal vom Kopfabschnitt erstreckt.
Knochenprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (34) von einem distalen Ende zu einem proximalen Ende verjüngt ist.