DE3340767A1

DE3340767A1 - Bausatz fuer eine resektionsprothese

Info

Publication number: DE3340767A1
Application number: DE19833340767
Authority: DE
Inventors: Emmanuel Anapliotis; Curt Dipl.-Ing. 1000 Berlin Kranz
Original assignee: Mecron Medizinische Produkte GmbH
Current assignee: Mecron Medizinische Produkte GmbH
Priority date: 1983-11-08
Filing date: 1983-11-08
Publication date: 1985-05-15
Also published as: ATE29834T1; US4676797A; DE3466350D1; EP0145641B1; EP0145641A1

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Bausatz der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Ein solcher Bausatz ist bekannt aus der DE-OS 32 05 577. Die dort beschriebenen Teilstücke, die zu einer Femurprothese gewünschter Länge zusammensteckbar sind, ergeben zusammengesetzt einen relativ starren, gerade verlaufenden Femurersatz. Nachteilig ist dabei, daß eine Demontage, welche im Falle einer Reoperation notwendig werden kann, nur unter Schwierigkeiten möglich ist.

Der mit der bekannten Prothese verbundene Nachteil, daß sich die einzelnen Teile nachträglich nur schlecht voneinander lösen lassen, führt gerade bei Reoperationen und einer im Zusammenhang damit notwendig werdenden Veränderung der Prothese zu Schwierigkeiten. Dabei ist es nämlich wünschenswert, daß die Prothesenteile durch eine einfache Handhabung wieder voneinander getrennt werden können, um gegebenenfalls durch Einsetzen anderer Teile eine veränderte Zusammenstellung zu ermöglichen.

Der in Anspruch 1 angegebene Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Prothesenbausatz der eingangs genannten Gattung anzugeben, welcher es gestattet, die Prothesenteile ohne besonderen Kraftaufwand unter Benutzung eines einfachen Werkzeugs wieder voneinander zu lösen.

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Besonders vorteilhaft bei der Erfindung ist die Tatsache, daß die Prothese beim Lösen der Teile nicht für Schraubbewegungen oder dergleichen verdreht werden muß, so daß die Demontage einzelner Teile auch bei noch teilweise implantiertem Prothesenschaft erfolgen kann.

Bei bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung ist der zum Trennen vorgesehene Keil gabelförmig ausgestaltet, so daß der erforderliche Kraftangriff im Randbereich der Prothesenteile erfolgen kann und keine zum Inneren führenden Öffnungen erforderlich sind, welche durch Eindringen vom Körperflüssigkeit das Lösen der Prothesenteile voneinander erschweren könnten. Gleichzeitig ist damit auch die Führung erleichtert und der rückwärtige Bereich des Keils läßt sich breiter ausgestalten, so daß er auch unter erschwerten Bedingungen leicht mit einem entsprechenden Schlagwerkzeug getroffen werden kann.

Günstig bei der Erfindung ist weiterhin, daß sich bei gabelförmiger Gestaltung des Keils die Ausnehmungen mit den Flächen, welche durch Wechselwirkung mit dem Keil ein Trennen benachbarter Elemente ermöglichen, derart in die Außenkontur der einfügen lassen, daß sie kaum störend in Erscheinung treten und vor allem die Funktionsfähigkeit der Prothese nicht beeinträchtigen. Wenn die Ausnehmungen durch Anfasungen gebildet werden, können diese bei einer entsprechend ausgebildeten Form des Nachbarteils derart übergriffen werden, daß gleichzeitig eine Sicherung gegen Verdrehen gegeben ist.

Einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugunde, einen Bausatz für

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eine Resektionsprothese insbesondere als Femurersatz zu schaffen, welcher im zusammengesetzten Zustand eine der Krümmung des natürlichen Oberschenkelknochens angenäherte Gestaltung und damit auch eine entsprechendes physiologisches Verhalten unter statischer und dynamischer Belastung zeigt. Dabei sollen möglichst viele Einzelteile des Bausatzes sowohl für den linken Femur als auch für den rechten geeignet sein, um die Lagerhaltung zu vereinfachen.

Diese weitere Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Längsachse des Zwischenteiles ähnlich dem Femur gekrümmt ist und die Ausformungen derart gestaltet sind, daß sie in zwei Stellungen ineinanderpassen, in welchen die anein-

15' anderstoßenden Teile um einen Winkel um ihre Längsachse verdreht sind, der 180" beträgt oder dem natürlichen Winkel nahekommt, der zwischen den lokalen Krümmungsebenen der Längsachsen des Femur gelegen ist.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in . den übrigen Unteransprüchen angegeben.

Anhand von in den' Zeichnungen wiedergegebenen Ausführungsbeispielen wird das Prinzip der Erfindung und ihrer Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines ersten Bausatzes einschließlich eines die Gelenkkugel tragenden Kopfteils,

Figuren la bis If Einzelheiten des Bausatzes gemäß Figur 1,

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Figur 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bausatzes, entsprechend Figur 1 sowie

Figuren 2a bis 2d Einzelheiten des Bausatzes gemäß Figur 2.

In Figur 1 ist für ein Kopfteil 1 einer Femurprothese eine aufsteckbare Gelenkkugel 2 vorgesehen. Am unteren Ende weist das Kopfteil 1 eine konische Bohrung 3 auf, in welche ein Zapfen 4 eines Zwischenteiles 5 mit kreiszylindrischem Rumpf 6 und einer konischen Bohrung 7 einsetzbar ist.

In die konische Bohrung 7 wiederum paßt ein Zapfen 8 eines weiteren Zwischenteiles 9, daß im wesentlichen wie das Zwischenteil 5 aufgebaut ist, jedoch eine abweichende Länge aufweist. Mehrere solcher Zwischenteile 5, 9 können zu einem Schaft entsprechend der in Figur 1 gezeigten Resektionsprothese zusammengefügt werden. In das untere Ende des Schafts - nämlich in eine entsprechende konische Bohrung 10 des letzten Zwischenteiles 9 - ist ein konischer Zapfen 11 eines Endstückes 12 steckbar. Das Endstück 12 weist einen konischen Zapfen und einen zylindrischen Schaft mit gegenüber dem Zwischenteil verringertem Durchmesser auf, der dazu bestimmt ist, in den Markraum einzementiert zu werden.

Die Längsachse 13 der dargestellten Resektionsprothese ist ähnlich dem natürlichen Verlauf des Femur leicht gekrümmt. Bevorzugt ist diese Krümmung auf den Bereich der Zwischenteile 5, 9 konzentriert, während das Kopfteil 1 und das

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Endstück 12 im Schaftbereich im wesentlichen gerade verläuft. Durch die leichte Krümmung ergibt sich zusätzlich eine gewisse Elastizität, die der physiologischen besser entspricht. Auch ist die Krafteinleitung in den Feiner verbessert.

Zur vereinfachten Darstellung sei hier angenommen, daß die Krümmungsebene der Längsachse 13 in der Zeichenebene gelegen ist. Bei längeren Prothesen kann die Krümmungsebene durchaus auch lokal unterschiedlich angeordnet sein - beispielsweise bei höher gelegenen Zwischenstücken in einer Ebene, wie sie der Zeichenebene entspricht. Bei anderen Ausführungen kann die Krümmung sebene auch mehr oder weniger zur Zeichenebene geneigt sein bzw. in unterschiedlichen Höhenabschnitten eine Unterschiedliche Richtung aufweisen.

Da sich die geringe Krümmung über die gesamte Prothesenlänge von ca. 3 bis 4 Winkelgraden in ihrer Aus-Wirkung auf die einzelnen Teile an diesen vielfach nur schwer erkennen läßt, muß sichergestellt sein, daß diese Zwischenteile in der Weise korrekt zusammengesetzt werden, daß sich der gewünschte Gesamtkrümmungsverlauf ergibt. Um auch eine Sicherung bezügliche der korrekten Richtung der Schaftkrümmung im Halsbereich zu bewirken, sind aufeinander abgestimmte (ineinander fügbare) Ausformungen als Sicherungen gegen Verdrehen um die Achse 13 vorgesehen, und zwar in Gestalt jeweils einer Feder 14 an den Zapfen 4, 8 und 11 und von Nuten 15 in den Bohrungen 3, 7 und 10. Die Federn und Nuten greifen im zusammengesetzten Zustand der Prothese ineinander.

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Um das Zusammensetzen zu erleichtern, weisen diese Ausformungen gegeneinander ein geringes Spiel auf. Statt Federn und Nuten als Ausformungen können auch zwei Nasen mit zugehörigen -Ausnehmungen oder dergl. vorgesehen sein. Diese Ausformungen können sowohl am Ende der Zapfen bzw. am Grund der Bohrungen, als auch an den aneinanderstoßenden Flächen 16 bzw. 17 vorgesehen sein.

Zu Figur 1 zeigt die Detaildarstellung gemäß Figur la eine Aufsicht auf das Zwischenteil 5, und zwar auf das Ende des Zapfens 4, der mit der Feder 14 versehen ist. In Figur Ib ist eine Aufsicht auf die andere Seite des Zwischenteiles 5 mit der Fläche 17 der konischen Bohrung 7 und der Nut 15 dargestellt. Wenn die Zeichnung um die Achse 18 gefaltet wird, ist ersichtlich, daß ein Zapfen 14 gemäß Figur la in eine Nut 15 gemäß Figur Ib paßt. Es ist ebenfalls ersichtlich, daß der Zapfen 14 auch dann in die Nut paßt, wenn das Zwischenteil 5 in Figur la um 180° um seine Längsachse gedreht ist. Hieraus folgt, daß die gekrümmten Zwischenteile 5, 9 nicht nur zum Aufbau einer linksseitigen Femurprothese geeignet sind, sondern in entsprechender Weise auch für den Aufbau einer rechtsseitigen Prothese verwendbar sind. Voraussetzung dabei ist, daß die Krümmungsebene einer rechtsseitigen Prothese um 180° gegenüber der Krümmungsebene für eine linksseitige Prothese um die Körpermittelachse geschwenkt ist.

Diese vereinfachende Voraussetzung trifft aber nicht über die ganze Länge eines Oberschenkelknochens zu. Vielmehr gibt es Bereiche im Verlaufe des Femur, wo zwischen der linksseitigen Krümmungsebene und der rechtsseitigen ein

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Winkel "beta" von weniger als 180° liegt. Hierfür sind die Ausführungsbeispiele geeignet, die in den Figuren Ic und Id (in Anlehnung an die Figuren la und Ib) dargestellt sind. Die Be^ugszeichen sind gegenüber den Figuren la und Ib mit einem Apostroph versehen. Aus Figur Ic geht hervor, daß die Feder 14' in dem stumpfen Winkel "beta" geknickt verläuft. Der Differenzwinkel zwischen 180° und "beta" ist mit "alpha" bezeichnet. Um das Doppelte dieses Winkels ist in Figur Id die Nut 15 einseitig keilförmig erweitert.

Wenn die Zeichnung wiederum um die Linie 18 gefaltet gedacht wird, ist ersichtlich, daß die Feder 14' in die Nut 15' paßt. Weiterhin ist erkennbar, daß nach Drehung des Zwischenteils 5 (ausgehend von Figur Ic) um den Winkel "beta" die Stellung nach Figur Ie erhalten wird und das nunmehr die Feder 14 * in ihrer neuen Stellung nach Figur Ie ebenfalls in die Nut 15' nach Figur Id hineinpaßt.

In Figur 1 ist weiterhin eine Möglichkeit zum Lösen der Konusverbindungen angegenben. Hierzu ist bei dem Zwischenteil 9 durch eine Bohrung 18 dafür gesorgt, daß nach dem Einsetzen des Endstückes 12 zwischen dessen Feder 14 und dem Zwischenteil 9 (genauer gesagt: dem oberen Wandungsteil der Bohrung 18) ein Zwischenraum bleibt. Dieser Zwischenraum ist von außen durch die Bohrung 18 für einen Keil 19 zugänglich, der in Richtung eines Pfeiles 20 eingetrieben werden kann, um den konischen Zapfen 11 wieder aus der Bohrung 10 hinauszudrücken. Der Keil 19 stützt sich dabei auf der Feder 14 ab, so daß beim Auseinandertreiben der Teile 9 und 12 die Konusflächen geschont werden.

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Nicht in der Zeichnung dargestellt ist eine praktische Ergänzungsmöglichkeit, die darin besteht, daß die Prothesenteile mit einem Längskanal für einen vom Kopfteil 1 -bis zum Endstück 12 reichenden Zuganker versehen sind. Dabei kann es sich um eine dünne durchgehende Schraube oder bevorzugt um eine biegsame Gewindestange handeln, welche die einzelnen Prothesenteile zusammenhält. Bei Verwendung einer Gewindestange kann diese mit einem Schneidwerkzeug, beispielsweise einer Zange, nach Bedarf auf die erforderliche Länge gekürzt werden. Ein solcher Zuganker ist an sich entbehrlich, da die Konusverbindungen sich bei Belastung setzen; er ist aber gleichfalls für die Handhabung während der Operation und zur Fixierung vor dem Beginn der eigentlichen Belastung durch das Körpergewicht des Patienten nützlich.

In den Figuren 2 bis 2c ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Resektionsprothese dargetellt. Ein gekrümmter Schaftteil 21 nimmt über einen Konus den Gelenkkopf 22 auf, wobei in der perspektivischen Darstellung der Konus - entsprechend bei den nachfolgenden Verbindungen - jeweils gestrichelt dargestellt ist.

An den gekrümmten Schaftteil 21 schließen sich zwei Bauteile unterschiedlicher Länge 22 und 23 an, welche in den Figuren 2a und 2b jeweils noch einmal separat dargestellt sind. Durch die Variation der Länge der Bauelemente lassen sich unterschiedliche Prothesenlängen realisieren. Bei dem in Figur 2a wiedergegebenen Element 22 ist eine Konus 24 erkennbar, welcher bezüglich seiner Abmessungen an die entsprechende, gestrichelt dargestellte, konusförmige

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Ausnehmung 25 angepaßt ist, welche in ihren Abmessungen einheitlich für das gesamte System verwendet wird. Das Element 22 weist an seiner dem Konus 24 zugewandten Seite zwei ebene -Anfasungen auf, von denen nur die in der Zeichnung vorn liegende Anfasung 26 sichtbar ist. Die beiden Anfasungen liegen parallel zueinander und entsprechen in ihrem Abstand dem Abstand der Innenflächen von zwei keilförmigen Zinken 27 und 28 einer Gabel 29.

Diese Gabel 29 wird von der Seite her zwischen der Elemente getrieben, wie es in Figur 2 dargestellt ist. Der gabelförmige Keil 29 läßt sich somit leicht einsetzen und wird durch die beiden Anfasungen verkantungsfrei geführt. Ein Eindringen von Körperflüssigkeit in Innenbereiche der

15. Prothese ist dabei nicht möglich, so daß sich die Prothesenteile später in jedem Falle leicht voneinander lösen lassen. Die keilförmigen Flächen des Teils 29 wirken dabei auf unteren Begrenzungen der Anfasungen bzw. auf die Unterkante des jeweils obengelegenen Teils 1.

Der untere Bereich der eine konusförmige Aussparung aufweisenden Teile enthält eine zusätzliche Ausnehmung 30 auf, welche so beschaffen ist, daß die neben der Ausnehmung verbleibenden Teile die Einzelteile der Prothese an ihren den Konus 24 aufweisenden Seite im Bereich der Anfasungen 26 übergreifen und somit gegen ein Verdrehen sichern.

Falls eine Schaftkrümmung entsprechend der Ausführung als Links- bzw. Rechtsprothese erwünscht ist, sind die Flächen der Anfasung bzw. der diese übergreifenen Ausnehmungen

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entsprechend dem in Figuren Ic bis Ie dargestellten Ausführungsbeispiel auszugestalten.

Bei einem weiteren - in der Zeichnung nicht dargestellten - Ausführungsbeispiel ist der Endbereich des Schafts 31 derart ausgebildet, daß er in seinem unteren Bereich eine Aufnahme für eine künstliches Kniegelenk bildet oder er ist bereits selbst in einer Weise geformt, daß an diesem Teil die entsprechenden Abrollflächen vorgesehen sind. Ein derartige Ausführung einer Totalprothese ergibt eine hohe Stabilität und läßt einen erweiterten Anwendungsbereich für die erfindungsgemäße Prothese zu. Ein entsprechendes Element ist in der Zeichnung in Figur 2d dargestellt und bildet eine alternative Ausführung des Schaftendes 31 (hier mit 31* bezeichnet), wobei bei dieser Ausführung mit dem Schaftende 31' die Abrollflächen 32 eines künstlichen Kniegelenks fest verbunden sind.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene Beispiel. Vielmehr sind eine Vielzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen.

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Claims

MECRON 3. November 1983

medizinische Produkte GmbH

D-IOOQ Berlin
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Bausatz für eine Resektionsprothese

Ansprüche

Bausatz für eine Resektionsprothese mit einem Kopfteil und einem Endteil, von denen das eine Teil einen konischen Zapfen und das andere Teil eine konische Bohrung aufweist, wobei zwischen diesen beiden Teilen mindestens

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ein an Zapfen und/oder Bohrung angepaßtes Zwischenteil vorgesehen ist, und die beim Zusammensetzen aneinander stoßenden Flächen unterschiedlicher Teile durch aneinander angepaßte Ausformungen gegen Verdrehen sicherbar sind,
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dadurch gekennzeichnet,

daß sich in aneinandergrenzenden Bereichen benachbarter Teile mindestens eine, in die im übrigen ebenmäßige Außenkontur mindestens eines der Teile eingelassene Ausnehmung (15, 26, 30) befindet, welche in zur Implantation ausgerichtetet Position insgesamt einen Keil (16, 28) zum Trennen der beiden Teile aufnimmt, wobei an den beiden Teilen einander gegenüberliegend jeweils im wesentlichen quer verlaufende Anschlagflächen vorgesehen sind, welche jeweils die mittels des Keils ausgeübte, die beiden Teile trennende Kraft aufnehmen.
2. Bausatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (28) gabelförmig und die beiden Zinken (27 und 28) der Gabel jeweils für sich keilförmig ausgebildet sind, wobei die Ausnehmungen an einander gegenüberliegenden äußeren Bereichen der Prothesenteile vorgesehen sind und der Abstand der beiden Gabelzinken an die Entfernung der beiden Ausnehmungen angepaßt ist.
3. Bausatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vertikale äußere Führungsflächen

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(Anfasungen 26) vorgesehen sind, welche dem inneren Abstand von entsprechenden Flächen an der Innenseite der Gabelzinken (27, 28) entsprechen.
4. Bausatz nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse (13) des Zwischenteiles (5, 9) ähnlich dem natürlichen Femur gekrümmt ist und die Ausformungen (14, 15) derart gestaltet sind, daß sie in zwei Stellungen (Figur Ic und Ie) ineinander passen, in welchen die aneinanderstoßenden Teile um einen Winkel (beta) um ihre Längsachse (13) gedreht sind, der 180° beträgt oder dem natürlichen Winkel nahekommt, der zwischen den lokalen Krümmungseben der Längsachsen der beiden natürlichen langgestreckten Teile der Oberschenkelknochen eines Menschen liegt.
5. Bausatz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausformungen mit geringem Spiel ineinandergreifen.
6. Bausatz nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß gekennzeichnet, daß die Ausformungen als Nase und Ausnehmung auf beim Zusammensetzen einander gegenüberliegenden Flächen (16, 17) ausgebildet sind.

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7. Bausatz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausformungen als Feder (14) und Nut (15) ausgebildet sind.
8. Bausatz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (14') in einem stumpfen Winkel (beta) geknickt verläuft und die Nut (15¹) an einem ihrer Enden sich keilförmig erweitert.
9. Bausatz nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Teile mit konischem Zapfen (11) bzw. konischer Bohrung

(10) derart gestaltet sind, daß beim Zusammensetzen in der Konusachse (13) ein von außen für einen Keil (19) zugänglicher Zwischenraum verbleibt.
10. Bausatz nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenteil (5) einen Längskanal für einen vom Kopfteil (1) zum Endteil (12) verlaufenden Zuganker aufweist.
11. Bausatz nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein unteres Schaftelement (31¹) ein Anschlußteil bzw. eine Abrollfläche (32) für ein künstliches Kniegelenk aufweist.