DE19503504A1 - Instrumentensatz zum Transplantieren von Osteochondralen Transplantaten mittels Mosaiktechnik - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Instrumenten­ satz zum Transplantieren von osteochondralen Transplantaten mittels Mosaiktechnik mit mindestens einem Bohrer und einem Transplantatabnehmer.

Eines der häufigsten Probleme der täglichen Orthopädie- und Unfallchirurgiepraxis besteht in der Lösung des Problems der Kniegelenkknorpelschä­ digungen. Bei irgendwelcher Beschädigung der Ge­ lenkgleitoberflächen kann die ursprüngliche Knor­ pelfläche mit den bekannten Methoden nur mit ver­ ringertem Wert ersetzt werden. Unter Beachtung des Alters der unter dieser Krankheit am häufigsten leidenden Patienten führen diese Schädigungen zum Herabsetzen der Arbeitsfähigkeit, gegebenenfalls sogar zur Invalidität eines bedeutenden Teiles der Bevölkerung.

Zu Anfang wurde ein derartiger Ersatz durch Transplantieren eines Stückes mit Abmessungen, die der Schädigung entsprechen, gelöst. Diese Vorgangs­ weise hat sich jedoch in der Praxis nicht bewährt. Während der Operation mußten zu große Stücke aus der gesunden Knorpelfläche entfernt werden, was für den Patienten eine bedeutende Belastung darstellte, außerdem war die Anpassung der entfernten gesunden Knorpelfläche und des an der Implantationsstelle ausgebildeten Hohlraums unvollkommen, wodurch sich einerseits die ersetzte und die ursprüngliche Flä­ che nicht entsprechend anpaßten, so daß die Gelenk­ bewegung der früheren nicht gleichwertig war und andererseits zu große Abweichungen den Prozeß des Knochenzusammenwachsens behinderten.

Zur Regenerierung der Gelenkgleitoberflächen mit Hilfe von anderen weniger wichtigen Gelenken des Organismus entnommenen Knochenzylindern wurde eine Vielzahl von Versuchen durchgeführt.

Derartige Lösungen sind in Dr. László Hangody und Dr. Zoltán Kárpáti "Súlyos körülrt t´rdzületi porckárosodás seb´szeti kezel´s´nek új lehetós´ge" (Eine neue Möglichkeit der chirurgischen Behandlung von schwe­ ren begrenzten Knorpelschädigungen des Kniegelenks) (Magyar Traumatológia, Ortop´dia, K´zseb´szet, plasztikai seb´szet, 1994.3. p. 237-243) oder Han­ gody, Kárpáti, Tóth, Diózegi, Kendik und Bay: Osz­ teokondrális autograft átültet´s t´rdzület terhel felszin´n ´s patellofemorális zületben kutyákon (Osteochondrale Autotransplantatumpflanzung auf der Belastungsoberfläche des Kniegelenks und im patel­ lofemoralen Gelenk bei Hunden) (Sportorvosi Szemle, 1994/35/2, p. 117-123). Bei den beschriebenen Ver­ fahren wurde der Ersatz mit Hilfe von von dem Rand der Gliedoberfläche des Kniegelenks des Schenkel­ knochens gewonnenen knorpligen Knochenzylindern (osteochondrale Transplantate) mit gutem Ergebnis durchgeführt.

Anhand der Versuche und der ersten Ergebnis­ se wurde offensichtlich, daß der mit Knochenzylin­ dern durchgeführte Ersatz weitaus besser war, als die früheren Lösungen, wobei jedoch seine Durchfüh­ rung einem speziellen und genauen Instrumentensatz erfordert, welcher bisher noch nicht zur Verfügung stand.

Die vorliegende Erfindung hat sich deshalb das Ziel gestellt, zum Transplantieren von osteo­ chondralen Transplantaten, d. h. knorpligen Knochen­ zylindern mittels Mosaiktechnik einen Instrumenten­ satz auszubilden, welcher folgende Möglichkeiten bietet:

• - eine sichere Herausnahme der Transplantate unter Zurücklassen von kleinstmöglichen Defekten,
• - die Sicherung der Unversehrtheit der ent­ fernten Knochenzylinder,
• - die genaue Ausbildung, gegebenenfalls Standardisierung der Implantationsstelle der Transplantate,
• - Eingriff ohne Freilegen mit verdeckter Technik (Arthroskopie),
• - Sterilisierung auf herkömmliche Weise.

Die gestellte Aufgabe wurde mit einem In­ strumentensatz, welcher mindestens einen Bohrer und mindestens einen Transplantatabnehmer enthält, ge­ löst, wobei der Transplantatabnehmer gemäß der Er­ findung ein Locher sein kann, dessen Innendurchmes­ ser auf einem Abschnitt dem Solldurchmesser des Bohrers entspricht und auf einer Länge von minde­ stens 3 mm - gemessen von der Schneidkante - klei­ ner als dieser ist.

Gemäß einer anderen Variante enthält der In­ strumentensatz als Transplantatabnehmer einen Kro­ nenbohrer, dessen Innendurchmesser dem Solldurch­ messer des Bohrers entspricht und ein Teil der an der Krone befindlichen Zähne, vorzugsweise jeder zweite Zahn, nach außen gebogen ist.

Der (die) in dem Instrumentensatz verwende­ te(n) Bohrer ist (sind) so ausgebildet, daß ihr mindestens 10 mm langer Anfangsabschnitt konisch ausgebildet ist. Die Konizität ist vorzugsweise derart gewählt, daß von dem ursprünglichen Soll­ durchmesser ausgehend eine Verringerung auf einen um ca. 0,5 mm kleineren Durchmesser an der Spitze des Bohrers zu verzeichnen ist.

Der Instrumentensatz enthält natürlich im allgemeinen mehrere Bohrer mit verschiedenen Durch­ messern und Transplantatabnehmer mit an diesen an­ gepaßten, d. h. übereinstimmenden Innendurchmessern. Zu dem Instrumentensatz gehört vorzugsweise auch eine mit einem Stiel versehene als Platte oder Scheibe ausgebildete Bohrschablone, in welcher Füh­ rungsbohrungen mit den Bohrern entsprechenden Soll­ durchmessern derart angeordnet sind, daß zwischen ihnen die minimale Wandstärke 0,5-1,5 mm, vorzugs­ weise 1 mm beträgt. Der Bohrschablone sind vorzugs­ weise den Durchmessern der Führungsbohrungen ent­ sprechende Führungsstifte zugeordnet.

Der Instrumentensatz ist weiterhin auch mit einem transplantatdrückenden Dorn und einer Hülse versehen. Deren Durchmesser entsprechen mindestens über einen Abschnitt den Durchmessern der Bohrer. An dem Mantel der Hülse sind vorzugsweise Kontroll­ öffnungen ausgebildet, welche die Kontrolle der La­ ge des Knochenzylinders ermöglichen.

An dem oberen, vorzugsweise einen größeren Durchmesser aufweisenden, Bereich der Transplan­ tatabnehmer sind einander gegenüberliegende radiale Bohrungen ausgebildet, deren Durchmesser dem Innen­ durchmesser, d. h. dem Außendurchmesser des Bohrers entsprechen und somit zur Aufnahme der transplan­ tatdrückende Dorne geeignet sind.

Der erfindungsgemäße Instrumentensatz ermög­ licht die Realisierung einer optimalen Ersatztech­ nik der Gelenkgleitoberflächen dadurch, daß eine sichere und mit minimalem Risiko verbundene Abnahme genau dimensionierter Knochenzylinder gesichert wird und damit gleichzeitig eine genaue gut ange­ paßte und zuverlässige unversehrte Einpflanzung der Knochenzylinder in das geschädigte Gelenk ermög­ licht wird.

Als Folge der präzisen Transplantation wer­ den die Gelenke dem ursprünglichen Gelenk gleich­ wertig und die Implantate fügen sich langfristig sicher ein.

Der erfindungsgemäße Instrumentensatz ist außerdem außerordentlich einfach, kostengünstig herstellbar, zuverlässig funktionsfähig und gut sterilisierbar.

Die Erfindung wird nachstehend anhand weite­ rer Einzelheiten an Ausführungsbeispielen unter Be­ zugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnen zeigen

Fig. 1 einen Schnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Transplantat­ abnehmers in der ersten Phase der Transplantatabnahme,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Kante des Transplantatabnehmers,

Fig. 3 den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Transplantatabnehmer nach Herausnahme des Knochenzylinders,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung der ersten Phase der Transplantatabnahme,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung der zweiten Phase der Transplantatabnahme,

Fig. 6 einen Schnitt einer anderen Ausfüh­ rungsform des Transplantatabnehmers während des ersten Schrittes der Transplantatabnahme,

Fig. 7 die Ausbildung der Schneidkante des in Fig. 6 dargestellten Transplantatab­ nehmers,

Fig. 8 den in den Fig. 6 und 7 gezeigten Transplantatabnehmer in der zweiten Phase der Transplantatabnahme,

Fig. 9 eine perspektivische Darstellung der Transplantatabnahme mit Hilfe des in den Fig. 6 bis 8 gezeigten Trans­ plantatabnehmers,

Fig. 10 eine Draufsicht eines Teils einer er­ findungsgemäßen Bohrschablone,

Fig. 11 eine Seitenansicht der in Fig. 10 ge­ zeigten Bohrschablone,

Fig. 12 ein perspektivisches Bild der Verwen­ dung des Gerätes,

Fig. 13 eine Darstellung des in dem erfin­ dungsgemäßen Instrumentensatz verwen­ deten Bohrers mit der im Schnitt ge­ zeigten Bohrschablone und dem Gelenk nach der Anfertigung der Bohrung,

Fig. 14 die erste Phase des Einpflanzens des Knochenzylinders im Schnitt,

Fig. 15 die zweite Phase des Einpflanzens des Knochenzylinders ebenfalls im Schnitt, und

Fig. 16 ein perspektivisches Bild des Implan­ tierens.

In den Fig. 1 bis 5 ist eine Möglichkeit der Verwendung des erfindungsgemäßen Instrumenten­ satzes veranschaulicht. Aus dem gesunden unversehr­ ten Teil der Gleitoberfläche 2 des Gelenks 1 wird mit Hilfe eines Transplantatabnehmers 3 ein Kno­ chenzylinder 7 abgenommen. Der Transplantatabnehmer 3 ist bei dieser Lösung als Locher ausgebildet, dementsprechend ist er an seinem einen Ende mit einem Schenkel 4 und an seinem anderen Ende mit einer Schneidkante 5 versehen. In den Fig. 1 bis 3 ist zu sehen und in der Fig. 2 vergrößert ge­ zeigt, daß die Wandstärke des Transplantatabnehmers 3 vor der Schneidkante 5 über einen bestimmten Ab­ schnitt 6 größer ist, d. h. in der Nähe der Schneid­ kante 5 ist der Locher dicker, so daß hier sein Innendurchmesser d kleiner, als der Durchmesser D des abzunehmenden Knochenzylinders 7 ist.

Die Herausnahme des Knochenzylinders 7 er­ folgt auf die Weise, daß der Transplantatabnehmer 3 in Richtung des in Fig. 1 gezeigten Pfeiles in den gesunden Teil des Gelenks 1 eingeschlagen wird (siehe Fig. 4), und dann der Knochenzylinder 7 nach einer kipp- und kreisförmigen Bewegung in Richtung des in Fig. 3 gezeigten Pfeiles herausgerissen wird. Dazu wird der in Fig. 5 gezeigte Dorn 8 verwendet, dessen den kleinsten Durchmesser aufwei­ sender Abschnitt in die in dem Mantel des Schenkels 4 des Transplantatabnehmers 3 ausgebildeten radia­ len Bohrungen eingeführt werden kann.

Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 5 beträgt die Länge des Abschnittes 6 des Transplantatabnehmers 3 ca. 4 mm und sein verengter Innendurchmesser d ist um 0,3 mm kleiner als der weitere Innendurchmesser D. Der Instrumentensatz enthält Transplantatabnehmer 3 mit verschiedenen Innendurchmessern d, als zweckmäßig hat sich eine Maßreihe von 2,7; 3,5 und 4,5 mm erwiesen. Die Ein­ schlagtiefe des Transplantatabnehmers 3 beträgt zweckmäßigerweise ca. 15 mm. Zur Markierung dessen weist der Schenkel 4 einen größeren Außendurchmes­ ser auf und dieser Abschnitt mit größerem Durchmes­ ser beginnt 15 mm von der Schneidkante 5 gemessen.

In den Fig. 6 bis 9 ist eine andere Aus­ führungsform des Transplantatabnehmers 3 darge­ stellt. Hier ist der Transplantatabnehmer 3 als Kronenbohrer so ausgebildet, daß an seinem Ende Zähne 9 angeordnet sind. Ein Teil der Zähne 9, vor­ zugsweise jeder zweite Zahn 9, ist nach außen gebo­ gen, so ist das Maß der zurückgelassenen Bohrung größer als der Durchmesser des Knochenzylinders 7.

Das Einschlagen des Transplantatabnehmers 3 erfolgt auf die in Fig. 9 dargestellte Weise unter Einfügen eines Anschlußstückes 10 mit Hilfe einer Bohrmaschine, während das Herausziehen des Trans­ plantatabnehmers 3 auf ähnliche Weise erfolgt, wie bei dem als Locher ausgebildeten Transplantatabneh­ mer.

Der als Kronenbohrer ausgebildete Transplan­ tatabnehmer ist vorzugsweise bei harten Knochen­ oberflächen verwendbar.

In den Fig. 10 bis 13 sind ein Bohrer und eine Bohrschablone dargestellt, die in dem erfin­ dungsgemäßen Instrumentensatz verwendet werden kön­ nen. Der Bohrer 11 ist ein Schneckenbohrer, sein Solldurchmesser entspricht dem Innendurchmesser der Transplantatabnehmer 3, d. h. dem Außendurchmesser D des Knochenzylinders 7. An der Spitze ist der Boh­ rer 11 mit einem konischen Abschnitt 12 versehen, in dem dargestellten Beispiel über eine Länge von 12 mm. Der ursprüngliche Solldurchmesser verringert sich entlang des konischen Abschnitts 12 um ca. 0,5 mm. So wird auch das Ende der Bohrung 13 konisch, wodurch eine enge Anpassung der Knochenzylinder 7 gesichert wird.

Es ist zweckmäßig, wenn die Bohrungen 13 an dem geschädigten Teil mit Hilfe einer Bohrschablone 14 hergestellt werden. Die in den Fig. 11 und 12 veranschaulichte Bohrschablone dient nicht nur zum Führen des Bohrers 11, sondern sie sichert auch eine optimale Anordnung der Bohrungen 13. Die der Maßreihe der Transplantatabnehmer bzw. Bohrer ent­ sprechenden Führungsbohrungen 17 sind in der Schei­ be 15 der Bohrschablone 14 so angeordnet, daß sie eine optimale Ausnutzung der zur Verfügung stehen­ den Fläche sichern und gleichzeitig ein Herausreis­ sen, bzw. Ineinanderbohren der Wände der herge­ stellten Bohrungen verhindern. Deshalb beträgt der minimale Abstand der einzelnen Führungsbohrungen 17, d. h. der zwischen den Führungsbohrungen 17 der Bohrschablone 14 befindliche Abstand v immer min­ destens 0,5 mm, vorzugsweise 1 mm.

Aus Fig. 13 ist ersichtlich, daß in die mit Hilfe der an die entsprechende Stelle angefügten Bohrschablone 14 ausgebohrten ersten Bohrungen Füh­ rungsstifte 18 gesteckt werden, welche während des Bohrens der verschiedenen Bohrungen ein Fortbewegen der Bohrschablone 14 verhindern.

In den Fig. 14 bis 16 ist das Einlegen der Knochenzylinder 7 in die Bohrungen 13 mit Hilfe des Dorns 8, sowie der Hülse 19 veranschaulicht. Die Hülse 19 wird an die Gleitoberfläche 2 des Ge­ lenkes 1 bei der Bohrung 13 angelegt, dann wird ein Knochenzylinder 7 in das Innere der Hülse 19 ge­ führt. Das Eindrücken in die Bohrung 13 erfolgt mit Hilfe des Dorns 8 auf die in Fig. 15 dargestellte Weise. Die Lage des Knochenzylinders 7 kann über Kontrollöffnungen 20, die in dem Mantel der Hülse 19 ausgebildet sind, kontrolliert werden. Das Ein­ schieben ist so durchzuführen, daß die an dem Kno­ chenzylinder 7 befindliche Gleitoberfläche mit der Gleitoberfläche des Gelenkes 1 in vollkommen glei­ cher Ebene bzw. Fläche zu liegen kommt.

Während der Implantation passen sich die Knochenzylinder 7 eng an die Bohrungen 13 an, da der untere Teil der Bohrungen 13 konisch ausgebil­ det ist. Dieser Umstand erhöht nicht nur die Stabi­ lität, sondern fördert auch den Knochenzusammen­ wuchs.

Es sei erwähnt, daß die Reihenfolge der ein­ zelnen Arbeitsgänge während der Operation von der in den Figuren dargestellten abweicht; zuerst sind an dem geschädigten Teil die Bohrungen herzustellen und danach erfolgt die Herausnahme und Implantation der Knochenzylinder.

Der klinische Test des erfindungsgemäßen In­ strumentensatzes hat gezeigt, daß mit seiner Hilfe die Mosaiktechnik des autologen Knorpelersatzes mit außerordentlich gutem Ergebnis sicher durchgeführt werden kann. Die Instrumente werden vorzugsweise aus korrosionsbeständigem Stahl gefertigt, weisen eine der Beanspruchung entsprechende Qualität auf und entsprechen den üblichen Sterilisationsbedin­ gungen.

Die Transplantatabnahme führt zu einer mini­ malen Schädigung des Spendergebietes und die Unver­ sehrtheit der entfernten Knochenzylinder ist wäh­ rend des Verfahrens gesichert.

Die Transplantate können an der verletzten Stelle außerordentlich genau und rationell mit Hil­ fe der Bohrschablone angeordnet werden, die Anord­ nung der Bohrung kann auf diese Weise standardi­ siert werden.

Der erfindungsgemäße Instrumentensatz ermög­ licht, daß der Eingriff ohne Freilegen mit verdeck­ ter Technik durchgeführt werden kann.

Die dargestellten Ausführungsbeispiele die­ nen natürlich nur zur Veranschaulichung der Erfin­ dung; der Instrumentensatz kann auch in vielzähli­ gen anderen Formen verwirklicht werden, die inner­ halb des durch die beigelegten Ansprüche bestimmten Schutzbereiches liegen.

Bezugszeichenliste

1 Gelenk
2 Gleitoberfläche
3 Transplantatabnehmer
4 Schenkel
5 Schneidkante
6 Abschnitt
7 Knochenzylinder
8 Dorn
9 Zahn
10 Anschlußstück
11 Bohrer
12 konischer Abschnitt
13 Bohrung
14 Bohrschablone
15 Scheibe
16 Stiel
17 Führungsbohrung
18 Führungsstift
19 Hülse
20 Öffnung

Claims (9)

1. Instrumentensatz zum Transplantieren von osteochondralen Transplantaten mittels Mosaiktech­ nik mit mindestens einem Bohrer und einem Trans­ plantatabnehmer, dadurch gekennzeichnet, daß der Transplantatabnehmer ein Locher ist, dessen Innen­ durchmesser (d) auf einem Abschnitt dem Solldurch­ messer (D) des Bohrers (11) entspricht und auf einer Länge von mindestens 3 mm - gemessen von der Schneidkante (5) - kleiner als dieser ist.

2. Instrumentensatz zum Transplantieren von osteochondralen Transplantaten mittels Mosaiktech­ nik mit mindestens einem Bohrer und einem Trans­ plantatabnehmer, dadurch gekennzeichnet, daß der Transplantatabnehmer ein Kronenbohrer ist, dessen Innendurchmesser dem Solldurchmesser des Bohrers (11) entspricht und ein Teil der Zähne (9) nach außen gebogen ist.

3. Instrumentensatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Bohrer (11) ein mindestens 10 mm langer konischer Ab­ schnitt (12) ausgebildet ist.

4. Instrumentensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Bohrer (11) mit unterschiedlichen Durchmessern und Transplantatabnehmer (3) mit denen entsprechenden Innendurchmessern vorgesehen sind.

5. Instrumentensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einem Stiel (16) versehene als Platte oder Scheibe (15) ausgebildete Bohrschablone (14) vorgesehen ist, in welcher Führungsbohrungen (17) mit den Solldurchmessern (D) der Bohrer (11) entsprechenden Durchmessern derart angeordnet sind, daß zwischen ihnen eine minimale Wandstärke (v) von 0,5-1,5 mm, vorzugsweise 1 mm bestehen bleibt.

6. Instrumentensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein trans­ plantatdrückender Dorn (8) und eine Hülse (19) vor­ gesehen sind, wobei der Außendurchmesser des Dorns (8), bzw. der Innendurchmesser der Hülse (19) über mindestens einen Abschnitt dem Solldurchmesser der Bohrer (11) entspricht.

7. Instrumentensatz nach Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß an dem Mantel der Hülse (19) Kontrollöffnungen (20) ausgebildet sind.

8. Instrumentensatz nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß an dem oberen Bereich der Transplantatabnehmer einander gegenüberliegende radiale Bohrungen ausgebildet sind, deren Durchmes­ ser dem Innendurchmesser des Transplantatabnehmers (3) entspricht.

9. Instrumentensatz nach Anspruch 8, da­ durch gekennzeichnet, daß Führungsstifte (18) vorgesehen sind, deren Durchmesser den Führungsboh­ rungen (17) der Bohrschablone (14) entsprechen.