DE2445758A1 - METACARPUS PHALANX OR INTERPHALANX JOINT PROSTHESIS - Google Patents
METACARPUS PHALANX OR INTERPHALANX JOINT PROSTHESISInfo
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Description
Die Anpassungsfähigkeit der Lebensfunktion der menschlichen Hand hängt von * Daumen ab. Ohne schmerzfreie, dauerhafte Daumenbeueglichkeit sind selbst die routinemäßigsten Aufgaben nicht durchführbar. In der Tat läßt sich grob geschätzt sagen, daß etwa vierzig Prozent der Handfunktion vom Daumen ausgeführt werden.The adaptability of the vital function of the human hand depends on * Thumbs off. Even they are without pain-free, permanent thumb flexion most routine tasks not feasible. In fact, it can be roughly estimated say that about forty percent of the hand function is performed by the thumb.
Liegen des weiten Beuegungsbereiches, der zwischen dem Metacarpal und dem Trapezius möglich ist, insbesondere uiegen der Fähigkeit, den Daumen zu den Fingern hin zu richten, meist die menschliche Hand eine weit größere Geschicklichkeit als die Vorderpfote irgendeines Tieres auf, was die Möglichkeit genauerer Handhabung mit sich bringt. The wide range of flexion between the metacarpal and the Trapezius is possible, especially less the ability to use the thumb Pointing fingers, usually the human hand, a far greater skill than the front paw of any animal, which offers the possibility of more precise handling.
Ein Verlust der Daumenfunktion kann durch eine Krankheit, uie z.B. rheumatische Gelenkentzündung oder Knochenarthritis. oder durch eine Verletzung auftreten. Ein solcher Verlust äußert sich in der Unfähigkeit, den Daumen korrekt für genaue Tätigkeit, uie die Handhabung kleiner Gegenstände, in Stellung zu bringen, oder in mangelnder Kraft .gegenüber den Fingern. Loss of thumb function can be caused by an illness such as rheumatic Inflammation of the joints or bone arthritis. or caused by an injury. Such a loss manifests itself in the inability to use the thumb correctly for accurate Activity, such as handling small objects, to bring them into position, or with insufficient strength against the fingers.
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Bislang resultierte dieses Problem in künstlicher Versteifung des betroffenen Gelenks. Bei dieser Handlungsweise uiird ein Draht durch das Gelenk geführt und nach einigen biochen verschmilzt das Gelenkstück, d.h. es wird durch Knochenmaterial erneuert und der Draht wird dann entfernt. Jedoch bringt das Anbringen des Gelenkstücks unter einem vergebenen Winkel ernstliche Einschränkungen der Funktion und der Verwendungsfähigkeit des Daumens mit sich. Die Fähigkeit des Daumens als Stütze oder Halt gegenüber den Fingern uird durch die Arthrodese vergrößert, die genaue Handhabungsfähigkeit wird aber nur geringfügig verbessert. Eine gesamte Gelenkprothese kann jedoch die Funktion in einem größeren oder geringeren Ausmaß wiederherstellen. Das Ausmaß der Verbesserung hängt natürlich davon ab, wie weit die Entartung des Gelenkstücks vorangeschritten und inwieweit benachbarte Gelenkstücke einbezogen worden waren. So far this problem has resulted in artificial stiffening of the affected person Joint. With this procedure, a wire is passed through the joint and after a few seconds the joint piece fuses, i.e. it is through Bone material is renewed and the wire is then removed. However, that brings Attaching the articulation piece at a given angle serious restrictions the function and usability of the thumb. The ability of the thumb to act as a support or hold against the fingers is demonstrated the arthrodesis increases, but the precise maneuverability is only slightly improved. However, an entire prosthetic joint can restore function to a greater or lesser extent. The degree of improvement depends, of course, on how far the degeneracy of the joint has progressed and the extent to which neighboring joints were included.
Galankarsatztaile für Fingergelenkstücke sind erhältlich. Als am erfolgreichsten hat sich die sogenannte "Swanson-Prathese" erwiesen, die von einem flexiblen, aus Siliziumgummi zusammengesetzten Gelenkstück gebildet wird. Diese Vorrichtung ist aber bloß ein« Lückenfüllkurper und sorgt für die notwendige Flexibilität in den Fingern, gewährleistet jedoch nicht die seitliche Stabilität, die für den Daumen erforderlich ist. Eine weitere Vorrichtung ist als "Flatt-Protheaa" bekannt, die von einem Metallscharniergelepkstück gebildet wird und in Fingern Anwendung gefunden hat. Diese Vorrichtung birgt jedoch viele Probleme in sich, wie z.B. die Gefahr von Knochenbrand infolge scharfer Enden und infolge des Reibens von Metall auf Knochen. Seitliche Instabilität wie auch Verdrängung des Gelenks treten bei Gebrauch dieser Vorrichtung auf.Galankar tail pieces for finger joints are available. As the most successful the so-called "Swanson Prathesis" has proven to be based on a flexible, joint piece composed of silicon rubber is formed. However, this device is only a “gap filler” and provides the necessary Flexibility in the fingers, but does not guarantee lateral stability, which is required for the thumb. Another device is known as the "Flatt-Protheaa", which is formed by a metal hinge joint and has found application in fingers. However, this device harbors many problems in itself, such as the risk of bone burn from sharp ends and from rubbing metal on bone. Lateral instability as well as displacement of the joint will occur with the use of this device.
Die Erfindung betrifft eine Metacarpusphalanx- oder Interphalanx-Gelenkprotheae für den menschlichen Finger mit zwei zu einem Gelenkaufbau zusammengefügten Gliedern, der einen Gabelkopf an dem rumpfnäheren der beiden Glieder, einen Drehzapfen an dem rumpfentfernteren dar beiden Glieder mit einer ein dichtes Einpassen in den Gabelkopf gewährleistenden Größe und einen aich durch den Gabelkopf und den Drehzapfen erstreckenden Gelankstift aufweist, wobei ein erstes Widerlager an der Rückaeite jedes Gliedes die Dehnung dea Gelenkatückes auf ungefähr 1o° und ein zweites bilderlager an der Handflächenaeite eines jeden Gliedes die Biegung des Gelenkatückes auf ungefähr 9o° beschränken. The invention relates to a metacarpus or interphalanx joint prostheses for the human finger with two joined together to form a joint structure Links, the one clevis on the one closest to the body of the two links, a pivot on the farther from the hull of the two links with one a size that ensures tight fit in the clevis and a gel pin extending through the clevis and pivot pin, wherein a first abutment on the back of each limb the stretching of the joint piece to about 10 ° and a second picture bearing on the palm side of each limb, restrict the bend of the joint to about 90 °.
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Uon Zeit zu Zeit können Situationen auftreten, in denen ein rumpfnäheres oder rumpfentfernteres Fingergliedgelenk oder ein Mittelflngeriuurzelgelenk eines menschlichen Fingers anders als ein Daumen zu ersetzen sind und ujobei seitliche Stabilität erforderlich und erwünscht ist. In solchen Fällen kann die vorliegende Prothese zwecke Auswechslung der Gelenkstücke eingepflanzt werden, obgleich sie in erster Linie für Daumengelenke ausgelegt ist.From time to time, situations may arise in which a body is closer or closer to the torso phalanx joint distant from the trunk or a median root joint of a human fingers other than a thumb are to replace and ujobei lateral Stability is required and desired. In such cases the present Prosthesis can be implanted for the purpose of replacing the joint pieces, although it is primarily designed for thumb joints.
Die Prothese ist aus einem gegen Hörperflüssigkeiten korrosionsbeständigen Material hergestellt und weist große Festigkeit auf. Vorzugsweise wird die Prothese aus einem Material namens "Witallium" von der Firma Houmedica, U.S.A., hergestellt.The prosthesis is made of a corrosion-resistant against body fluids Material made and has great strength. Preferably the Prosthesis made from a material called "Witallium" from Houmedica, U.S.A., manufactured.
Weitere V/orteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der Zeich-' nung. In letzterer sind:Further advantages of the invention emerge from the description of the drawing tion. In the latter are:
Fig. 1 eine Aufrißansicht des rumpfnäheren Arms der Prothese, wobei der Gabelkopf teilweise im Schnitt dargestellt ist,Fig. 1 is an elevational view of the arm of the prosthesis closer to the trunk, with the clevis is partially shown in section,
Fig. k eine Endansicht vom Boden des Gegenstandes nach Figur 1 aus gesehen,Fig. K an end view seen from the bottom of the article of Figure 1,
Fig. 11 eine Aufrißansicht der Prothese, teilweise im Querschnitt, wobei eine Klemmeinrichtung zum Sicken des Gelenkstifts in Stellung gezeigt ist,11 is an elevational view of the prosthesis, partially in cross-section, with one Clamping device for beading the hinge pin is shown in position,
B0 9815/0377B0 9815/0377
2U57582U5758
Fig. 13 eine Endansicht des Gelenkstiftes gesehen von links in der Fig. 12.FIG. 13 is an end view of the hinge pin viewed from the left in FIG. 12.
In Figur 1a sind schematisch die Knochen des menschlichen Daumens dargestellt, und zwar der Trapezius 1o, der Metakarpalknochen 11, das rumpfnMhere Fingerglied 12 Bowie das rumpfentferntere Fingerglied 13. Das Zujischenfingergliedgelenk 1% wird allgemein als IP-Gelenk, das Metacarpusfingerglied 15 als MP-Gelenk und das Karpometakarpalgelenk 16 als CMC-Gelenk bezeichnet. Die erfindungsgemMBe Prothese ist für das CMC-Gelenk nicht verwendbar und in erster Linie für das MP-Gelenk gedacht, kann jedoch auch in einer kleineren Ausführung für das IP-Gelenk verwendet werden.In Figure 1a, the bones of the human thumb are shown schematically, namely the trapezius 10, the metacarpal bone 11, the lower phalanx 12 Bowie the phalanx further away from the trunk 13. The Zujischen phalanx joint 1% is commonly referred to as the IP joint, the metacarpus phalanx 15 as the MP joint and the carpometacarpal joint 16 as the CMC joint designated. The prosthesis according to the invention is not for the CMC joint usable and primarily intended for the MP joint, but can also can be used in a smaller version for the IP joint.
Ulie eben dargelegt ist, weist die Prothese zusei ZwiBchenmarkarme auf, die gelenkig verbunden sind. Wie aus Figur 1 hervorgeht, uieist der rumpfnähere Arm 2o einen Schaft 21 auf, der einen im allgemeinen rechteckigen Querschnitt (Figur k) aufweist und sich vom Belenkbereich ausgehend zu seinem Ende hin nach unten verjüngt.As just stated, the prosthesis has two medullary arms which are articulated. As can be seen from FIG. 1, the arm 20 closer to the torso has a shaft 21 which has a generally rectangular cross section (FIG. K) and tapers downwards from the articulation area towards its end.
Vorzugsweise ist der Schaft 21 mit einer oder mehreren Einkerbungen 22 an seinen einander enger gegenüberliegenden Seiten versehen, um den Berührungsbereich mit dem Zement bsi Einpflanzung der Prothese zu vergrößern. The shaft 21 is preferably provided with one or more notches 22 its more closely opposite sides provided in order to enlarge the contact area with the cement for implantation of the prosthesis.
Am oberen Ende des Schaftes 21 ist ein Gabelkopf mit zwei Schenkeln 23 und Zk vorgesehen. Der Gabelkopf weiat auch einen Flansch'25 am oberen Ende des Schaftee 21 auf, um den beim Einpflanzen der Prothese in den Hnochenhohlraum verwendeten Zement einzuschnüren, so daß letzterer nicht in das Gelenklager gelangt.At the upper end of the shaft 21 a fork head with two legs 23 and Zk is provided. The fork head also has a flange 25 at the upper end of the shank 21 in order to constrict the cement used when implanting the prosthesis into the bone cavity so that the latter does not get into the joint bearing.
Die Schenkel 23 und 2k des Gabelkapfes weisen koaxiale Bohrungen zur Aufnahme des Gelenkstiftes auf. Der Schnekel 23 weist an seiner Außenfläche eine Nut oder einen Schlitz 2B auf, der im wesentlichen von gleicher Breite wie der Durchmesser der Bohrung 26 ist und letztere* überschneidet, wie aus Figur Z hervorgeht. Das Außenende der Bohrung 27 ist mit einer kegeligen Senkbohrung versehen·The legs 23 and 2k of the fork cap have coaxial bores for receiving the hinge pin. On its outer surface, the screw 23 has a groove or a slot 2B which is essentially of the same width as the diameter of the bore 26 and which overlaps the latter, as can be seen from FIG. The outer end of the bore 27 is provided with a conical countersunk bore
Die Irmenseitenflochen 23a und 24a der Arme 23 und 2k weisen annähernd den doppelten Durchmesser des Gelenketiftee oder der Bohrungen 26 und 27 auf, wie aus Figur 3 hervorgeht.The inner side flaps 23a and 24a of the arms 23 and 2k have approximately twice the diameter of the hinge pin or the bores 26 and 27, as can be seen from FIG.
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Wie weiterhin aus den Figuren 2 und 3 hervorgeht, sind Widerlager 3o und 31 vorgesehen, die dazu dienen, den Grad der Dehnung sowie der Biegung des Gelenkstückes in seinem zusammengesetzten Zustand zu begrenzen. As can also be seen from FIGS. 2 and 3, there are abutments 3o and 31 provided, which serve to limit the degree of stretching and bending of the joint piece in its assembled state.
Der rumpfentferntere Teil 4o der Prothese, der in den Figuren 5 bis 7 dargestellt ist, meist ebenfalls einen Schaft 41 auf, der sich uie der Schaft 21 nach unten hin verjüngt und einen im allgemeinen rechteckigen Querschnitt (Fig. 7) aufweist. Der Schaft 41 weist, ähnlich wie der Schaft 21, eine oder mehrere Einkerbungen 22 auf. In gleicher Weise ist am Oberteil des Schaftes 41 ein Flansch 45 vorgesehen, um eine Begrenzung des Zements auf die Knochenhöhle zu erzielen und seinen Eintritt in das Gelenklager zu verhindern.The part 40 of the prosthesis that is further away from the trunk, which is shown in FIGS. 5 to 7 is, usually also on a shaft 41, which is uie the shaft 21 tapers downwards and has a generally rectangular cross-section (Fig. 7). The shaft 41 has, similar to the shaft 21, one or several notches 22. In the same way, a flange 45 is provided on the upper part of the shaft 41 in order to limit the cement to the bone cavity to achieve and to prevent its entry into the spherical bearing.
Das Glied 4d weist einen Drehzapfen 43 mit einer den gleichen Durchmesser wie die Bahrungen 26 und 27 aufweisenden Bohrung zur Aufnahme des Gelenkstiftes auf. Wiederum weisen die Innenflächen 43a einen Durchmesser auf, der annähernd dem doppelten Durchmesser der Bahrung 46 und des Gelenkstiftes entspricht. In gleicher Weise ist das Glied 4o mit einem Widerlager 5o entsprechend dem Widerlager 3o am rumpfnäheren Arm und mit einem Widerlager 51 entsprechend dem Widerlager 31 am rumpfnäheren Arm versehen.The link 4d has a pivot 43 of the same diameter as the holes 26 and 27 having bore for receiving the hinge pin on. Again, the inner surfaces 43a have a diameter that is approximately corresponds to twice the diameter of the brace 46 and the hinge pin. In the same way, the member 4o is with an abutment 5o corresponding to that Abutment 3o on the arm closer to the body and with an abutment 51 accordingly the abutment 31 is provided on the arm closer to the body.
Der Gelenkstift 6o ist in den Figuren 12 und 13 dargestellt, weist einen für ein dichtes Einpassen in die fluchtenden Bohrungen 26, 46 und 27 geeigneten Durchmesser auf und ist mit einem T-förmigen Hopf 61 einer solchen Dicke und Breite versehen, daß er nichtrutschend in die Nut oder den Schlitz 28 dee rumpfnäheren Arms eingepaßt werden kann.The hinge pin 6o is shown in Figures 12 and 13, has one for a tight fit in the aligned bores 26, 46 and 27 suitable diameter and is with a T-shaped Hopf 61 of such a thickness and Width provided that it does not slip into the groove or slot 28 dee arm closer to the trunk can be fitted.
Das entgegengesetzte Ende dea Gelenkstiftes weist eine zylindrische Senkbohrung 62 auf, um den Gelenkstift nach Einpflanzung und Zusammenbau dta Gelenke in seiner Stellung zu befestigen.The opposite end of the hinge pin has a cylindrical countersunk bore 62, around the hinge pin after implantation and assembly of the joints to fasten in its position.
Wenn das kranke oder verletzte Gelenk durch chirurgischen Eingriff entfernt j und die Zwischenmarkräume der Knochenenden zur Aufnahme der Ame 21 und 41 ' vorbereitet worden sind, werden letztere in ihrer Stellung einzementiert, und zwar das rumpfnähere Glied in das rumpfnähere Knochenende und das rumpfentferntere Glied in das rumpfentferntere Knochenende· Als Zement wird vorzugsweise basisches Polymethylmethacrylat, wie Simplex P, verwendet. Derartiger When the diseased or injured joint is removed by surgery j and the inter-medullary spaces at the ends of the bones to accommodate arms 21 and 41 ' have been prepared, the latter are cemented in their position, namely the limb closer to the trunk into the bone end closer to the trunk and the limb further away into the bone end further away from the trunk. Basic polymethyl methacrylate, such as Simplex P, is preferably used as the cement. Such
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Zement uiird bekanntermaßen bei Prothesen, die die gesamte Hüfte in Stellung halten, verwendet. Die Flansche 25 bzw. 45 sitzen auf den Knochenenden und verhindern ein Eindringen des Zements in den Gelenkbereich. Der Drehzapfen 43 wird dann in Stellung zwischen die Arme 23 und 24 des Gabelkopfes gebracht und der Gelenkatift 6o uiird eingesetzt, so daß sein Kopf 61 in der Nut oder dem Schlitz 28 eingepaßt uiird. Das mit der zylindrischen Senkbohrung versehene Ende des Gelenkstiftes 6o uiird dann, uiie in Figur 11 dargestellt ist, mittels eines Sickerwerkzeuges 7o gepreßt, so daß der Teil 62a des Gelenkstiftes in die kegelige Benkbohrung 29 eingequetscht uiird. Dies schließt den Einbau der Prothese ab.Cement is known to be used in prostheses that place the entire hip in place keep, used. The flanges 25 and 45 sit on the ends of the bones and prevent the cement from penetrating into the joint area. The pivot 43 is then brought into position between the arms 23 and 24 of the fork head and the hinge pin 6o uiird inserted so that its head 61 in the groove or the slot 28 is fitted. The end of the hinge pin 6o provided with the cylindrical countersunk bore is then, uiie shown in Figure 11, by means of a seepage tool 7o so that the part 62a of the hinge pin is squeezed into the conical Benkbohrung 29. This concludes the installation the prosthesis.
Das zusammengebaute Gelenkstück ist in Figur 8 in der Stellung seiner maximalen Dehnung dargestellt, wobei zu sehen ist, daß die bilderlager 25 und 45 die Dehnung auf ungefähr 1o° begrenzen. In Figur 8 stellen die linke Seite die RUckenflMchenseite und die rechte Seite die Handflächenseite des Gelenkes dar.The assembled joint is in Figure 8 in the position of its maximum Stretching shown, it can be seen that the picture bearings 25 and 45 the Limit stretching to about 10 °. In Figure 8, the left side represent the The back of the wrist and the right side the palm side of the joint.
Die Figur 9 gibt das zusammengebaute Gelenk in der Stellung seiner maximalen Biegung wieder, unbei wiederum die linke Seite der Figur die Handflächeneeite des Gelenks darstellt und wobei entnehmbar ist, daß die maximale Biegung durch die Anschläge 3o und 5o auf ungefähr 9o° begrenzt wird.Figure 9 shows the assembled joint in the position of its maximum Bend again, again with the palm of the hand on the left side of the figure of the joint and it can be seen that the maximum bending is limited by the stops 3o and 5o to approximately 9o °.
Die Bedeutung der großen Innenflächen 43a und 23a sowie 24a am Gabelkopf und Drehzapfen liegt darin, daß sie für große Lagerflächen sargen, die für eine große, seitliche Stabilität an der Gelenkverbindung sorgen. Hervorzuheben ist weiterhin, daß das Ineingriffkommen des Kopfes 61 des Gelenkstiftea mit der Nut 28 des Gabelkopfea den Gelenkstift an einer Drehung in Bezug auf den Gabelkopf hindert. Die einzige Reibung zwischen den Gelenkstiften und anderen Elementen besteht in einer Reibung zwischen dem Gelenkstift und der Bohrung 46. Dies erhöht die Verschleißfestigkeit.The importance of the large inner surfaces 43a and 23a and 24a on the clevis and Trunnions are due to the fact that they coffin for large bearing surfaces that provide great lateral stability at the joint. It should be emphasized further that the engagement of the head 61 of the hinge pin a with the Nut 28 of the clevis a the pivot pin on rotation with respect to the clevis hinders. The only friction between the hinge pins and others Elements consists in friction between the hinge pin and the bore 46. This increases the wear resistance.
Das.natürliche W-Gelenk weist annähernd eine Dehnbarkeit von 5° und eine Biegbarkeit von 45° auf. Das Gelenk nach der Erfindung sorgt daher für einen Bewegungeepielraum der größer ale erforderlich iat. Feststehende Anschläge, die eine Dehnung über 1o° hinaus verhindern, eind wichtig, de das Gelenk stabil Min muß, wenn es wie ein Auflager gedrückt wird. Ea muß an einem Biegen nach rückwärts gehindert werden, wie ee bei Verwendung einer flexiblen SiIi-The natural W-joint has approximately an extensibility of 5 ° and a Bendability of 45 °. The joint of the invention therefore provides for one The greater ale required of movement. Fixed stops, which prevent stretching beyond 10 °, and it is important that the joint must be stable when it is pressed like a support. Ea must on a bend be prevented backwards, as ee when using a flexible SiIi-
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- 7 ziumgummiprothese der Fall sein würde.- 7 zium rubber prosthesis would be the case.
Di« Prothese muß widerstandsfähig sein und ausreichende Verschleißfestigkeit aufweisen, so daß ein Scheuern nicht auftritt· Das Gelenklager sollte sich nicht übermäßig abnutzen, da Abnutzungsteilchen Reaktionen des Körpers hervorrufen können. The prosthesis must be strong and have sufficient wear resistance so that chafing does not occur · The pivot bearing should be do not wear excessively, as wear particles can cause the body to react.
Da die Prothese viele Jahre im Körper verbleiben muß, ist es erforderlich, daß sie korrosionsbeständig gegen Körperflüssigkeiten ist, die einer einem Prozent voll sauerstoffangereicherten Salzlösung nahekommt. Eine Legierung, die diesen Anforderungen genügt, stellt das genannte Material "Vitallium" dar. Diese Legierung wird vorzugsweise für beide Zwischenmarkarme und den Gelenkstift verwendet, wodurch eine galvanische Wirkung verhindert wird. Andere Metalle, wie z.B. rostfreier Stahl, Titanium oder eine Legierung, die aus Titanium mit sechs Prozent Aluminium,und vier Prozent Vanadium besteht, können ebenfalls verwendet werden.Since the prosthesis must remain in the body for many years, it is necessary to that it is corrosion resistant to body fluids approaching one percent fully oxygenated saline solution. An alloy which meets these requirements is represented by the named material "Vitallium". This alloy is preferred for both medullary arms and the hinge pin used, whereby a galvanic effect is prevented. Other metals, such as stainless steel, titanium, or an alloy made from titanium with six percent aluminum, and four percent vanadium, can can also be used.
Die Einkerbungen in dem Schaft verbessern die Adhäsien dea Zemente an dem Metall durch Vergrößerung der KantaktflMche. Eine eingekerbte Form des Schaftes ist jedoch nicht unbedingt notwendig. Das Zementieren der Prothese an den ■ Knochen gewährleistet, daß eine Bewegung zwischen der Prothese und dem Knochen nicht auftritt. Selbst wenn die Prothese sich an der Grenzfläche Metall-Zement lockert, wird die Prothese eher auf dem Zement als auf dem Knochen reiben.The notches in the stem improve the adhesiveness of the cement to the Metal by enlarging the contact area. A notched shape of the shaft however, it is not absolutely necessary. Cementing the prosthesis to the ■ Bone ensures movement between the prosthesis and the bone does not occur. Even if the prosthesis is at the metal-cement interface loosens, the denture will rub against the cement rather than the bone.
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