DE2443450A1 - Werkzeug, insbesondere stirnfraese oder gewindeschneider, zum herstellen eines zylindrischen pfannenbettes in einem hueftknochen - Google Patents

Description

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Anmelder; Friedrichsfeld GmbH, Steinzeug- und Kunststoffwerke, 68 Mannheim - 71, Steinzeugstraße 5o ^/^

Werkzeug, insbesondere StirnfrSse oder Gewindeschneider, zum Herstellen eines Pfannenbettes In einem Hüftknochen

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug, insbesondere eine Stirnfräse oder einen Gewindeschneider, um in einem Hüftknochen ein. Pfannenbett herzustellen, in welches zementfrei eine Pfanne, insbesondere eine Schraubpfanne, für eine Hüftgelenk-Total-Endo-Prothese eingesetzt werden soll, wobei in den Hüftknochen zunächst unter dem gewünschten Implantations-Winkel eine zentrale Pfannenbettperforation eingebracht wird.

In der deutschen Patentanmeldung P 23 14 175 ist eine Keramik-Schraubpfanne beschrieben, welche ohne Verwendung von Zement in einem zylindrischen Pfannenbett durch Einschrauben angebrächt werden kann. Die zementfreie Verankerungstechnik erfordert eine exakte Vorbereitung des Pfannenbettes, um eine initiale Knochenkeramikstabilität zu ermöglichen, die die Voraussetzung für das Umwachsen und Einwachsen von Knochen um die Keramikpfanne ist. Hierzu muß zunächst mittels einer Stirnfräse das natürliche Pfannenbett auf eine geeignete, z.B. zylindrische oder konische Form aufgebohrt und dann mittels eines Gewindeschneiders in die Knochenwand ein Gewinde geschnitten werden. Beim Fräsen des Pfannenbettes kann es vorkommen, daß zu tief gefräst wird, so daß es zu einer großflächigen Perforation des Bodens des Pfannenbettes kommt. Durch die Ausübung des Druckes beim Fräsen kann es auch geschehen, daß der Boden des Pfannenbettes durchbricht; auch in diesem Falle spricht man von einer großflächigen Perforation des Bodens.

Beim Schneiden des Gewindes in der Knochenwand muß ein starkes Drehmoment ausgeübt werden. Hierbei kann es geschehen, daß der Operierende es nicht bemerkt, wenn die Bodenfläche des Gewindeschneiders den Boden des Pfannenbettes erreicht hat.

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der Gewindeschneider in dieser Stellung weiter gedreht, so kann, ein schwacher Boden durchgedrückt werden. Ist jedoch der Pfnnenboden hinreichend stark, so kann das in die Knochenwand gedrehte Gewinde zerstört werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend geschilderten großflächigen Perforationen, durch den Boden des Pfannenbettes hindurch in den Beckenraum, sowie die vorstehend geschilderte Zerstörung des in die Knochenwand geschnit tenen Gewindes zu vermeiden.

Diese Aufgabenstellung wird bei einem Werkzeug der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem z.B. zylindrischen oder konischen Werkzeugkörper ein mit seinem unteren Ende in die Pfannenbettperforation einsetzbarer Führungsbolzen axial verschiebbar gelagert ist, dessen oberes Ende als Anzeiger einer Tiefenlehre ausgebildet ist.

Zur Anwendung des erfindungsgemäßen Werkzeuges wird zunächst unter dem gewünschten Implantations-Winkel eine zentrale Pfannenbettperforation eingebracht. Diese dient als Haftloch für Instrumente, die während der Einbringung der Pfanne zu ihrer Fixierung und Positionierung benutzt werden. In die zentrale Pfannenbettperforation wird der Führungsbolzen des erfindungsgemäßen Werkzeuges, also zunächst der Stirnfräse, eingesetzt. Beim Betätigen der Stirnfräse wird die Tiefenlehre beobachtet, welche den Vorschub der Stirnfräse anzeigt. Bei Erreichen der gewünschten Tiefe wird der Arbeitsvorgang beendet. Eine großflächige Perforatipn«des Bodens des Pfannenbettes wird somit vermieden.

Eventuell nach weiteren Arbeitsgängen wird dann der Gewindeschneider eingesetzt. Auch hierbei wird in die Pfannenbettperforation der Führungsbolzen eingesetzt und beim Schneiden des Gewindes die Tiefenlehre beobachtet. Ist die gewünschte

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Tiefe erreicht, in welcher die Bodenfläche des Gewindeschneiders auf dem Boden des Pfannenbettes aufsitzt, so wird der Arbeitsgang beendet, ohne daß die Gefahr einer großflächigen Perforation des Bodens des Pfannenbettes oder einer Zerstörung des geschnittenen Gewindes bestände. >

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist vorteilhaft der (z.B. zylindrische) Werkzeugkörper einen länglichen, zum Drehen mit einer Handhabe versehenen Hohlschaft auf und schließt mit diesem einen axialen Hohlraum ein, in welchem der abwärts federbeaufschlagte Führungsbolzen axial verschiebbar angeordnet ist, wobei der Hohlschaft oben die die axiale Verschiebung des Führungsbolzens im Hohlschaft anzeigende Tiefenlehre aufweist und dieser Führungsbolzen nach unten· frei aus dem axialen Hohlraum des Werkzeugkörpers herausragt, an seinem herausragenden Ende mit einer das Einschieben in die zentrale Pfannenbettperforation begrenzenden Schulter versehen ist und zumindest unterhalb der Schulter zylindrisch ausgebildet ist.

Bei dieser Konstruktion sitzt der Führungsbolzen mit seiner Schulter immer auf dem Boden des Pfannenbettes. Beim Eindringen des Werkzeugkörpers in den Hüftknochen verschiebt sich der Führungsbolzen axial im Hohlraum relativ zum Hohlschaft; diese Verschiebung wird in der Tiefenlehre sichtbar gemacht und ist ein Maß für das Eindringen des Werkzeugkörpers in den Hüftknochen. Beim Erreichen der gewünschten Eindringtiefe wird der Arbeitsgang (Fräsen des Pfannenbettes bzw. Schneiden des Gewindes in der Knochenwandung) beendet.

Vorteilhaft weist der Hohlschaft mindestens einen Längsschlitz auf, in welchem ein Querbolzen verschiebbar gelagert ist, welcher auf dem Führungsbolzen sitzt und dessen axiale Verschiebung im Hohlschaft, vorteilhaft an einer Skala, anzeigt.

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Weiterhin hat es sich bewährt, daß das obere Ende des Führungsbolzens in das ein Sackloch bildende obere Ende des axialen Hohlraumes ragt und daß in diesem Sackloch eine zwischen dem oberen Ende des Führungsbolzens und dem Ende des Sackloches eingespannte Druckfeder angeordnet ist.*

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Tiefenlehre besteht darin, daß der Führungsbolzen oben aus dem Hohlschaft vorsteht und auf seinem vorstehenden Abschnitt eine Skala trägt. In dem gleichen Maße, in dem das unten aus dem Werkzeugkörper beim Eindringen dieses Werkzeugkörpers in den Hüftknochen herausragende Ende des Führungsbolzens im Werkzeugkörper verschwindet, wird der oben aus dem Hohlschaft vorstehende Abschnitt des Führungsbolzens länger; sobald der nach oben vorstehende Abschnitt die gewünschte Länge erreicht hat, wird der betreffende Arbeitsgang beendet.

Vorteilhaft ist die das Einschieben des Führungsbolzens in die zentrale Pfannenbettperforation begrenzende Schulter durch einen Ringwulst gebildet, welcher in eine entsprechende Ausnehmung in der unteren Fläche des Werkzeugkörpers hineinpaßt. Dieser Ringwulst bildet nicht nur die untere Schulter, sondern auch einen oberen Anschlag, welcher beim Erreichen der gewünschten Tiefe ein weiteres Vordringen der Stirnfräse verhindert und somit dazu beiträgt, eine großflächige Perforation des Bodens des Pfannenbettes zu verhindern. Durch diesen durch den Ringwulst gebildeten oberen Anschlag wird die Tiefe des Pfannenbettes genau auf das gewünschte Maß begrenzt.

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Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen erläitert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schraubpfanne im axialen Schnitt,

Fig. 1a das tragende Gewinde,

Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1 in Ansicht von unten,

Fig. 3 eine erfiridungsgemäße Stirnfräse,

Fig. 4 eine Randfräse und

Fig. 5 einen erfindungsgemäßen Gewindeschneider.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Schraubpfanne enthält in ihrem Inneren die ungefähr halbkugelförmige Höhlung 1, deren Oberflache poliert ist und auf der der aus der gleichen Keramik bestehende und ebenfalls in seiner Oberfläche poliert kugelförmige Kopf des im Oberschenkel verankerten Gegenstückes der Hüftgelenk-Endoprothese gelagert ist. Der eigentliche Körper der Pfanne besteht aus Aluminiumoxid-Keramik 2.Dieser Pfannenkörper ist in seinem oberen, dem Hüftknochen zugewandten Teil zylinderförmig ausgebildet, mit einem Zylinderdurchmesser D, der kleiner ist als der Gesamtdurchmesser d1 der Pfanne, aber größer als der Durchmesser der halbkugligen Höhlung d2 im Inneren der Pfanne. Die Gesamthöhe h der Pfanne ist kleiner als der Durchmesser der halbkugligen Höhlung d2. Der zylindrische Teil der Pfanne trägt an seiner Außenseite ein Gewinde 3. Dieses Gewinde ist so ausgeführt, daß es Kräfte, die vom Oberschenkel her auf die Pfanne wirken, besonders günstig auf den Hüftknochen übertragen kann. Ein Beispiel für ein derart ausgeführtes Gewinde ist in Fig. 1^ dargestellt. - An der Außenseite des zylindrischen Teiles mit dem Durchmesser D sind außer dem Gewinde noch achsparallele Nuten angebracht. Diese Nuten können z.B. halbkreisförmige Gestalt haben und unterbrechen das Gewinde, wobei es sich als besonders nützlich erwiesen hat, diese Unterbrechung möglichst scharfkantig auszuführen. In der Fig. 2 sind vier derartige Nuten eingezeichnet

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In der Verlängerung dieser Nuten befinden sich Löcher, die durch den wulstförmigen Teil 5 der Pfanne bis zur Pfannenvorderseite hindurch reichen. - Auf der in den Hüftknochen hineinragendenSeite der Pfanne ist ein Profil angebracht. In der Fig. 1 besteht dieses Profil aus den schwalbenschwanz förmigen Nuten 6 und 7, die in dem Anblick der Fig. durch die Nuten 8 dargestellt werden. - In der Mitte des Pfannengewölbes ist ein Loch 9 in Fig. 1 bzw. Io in Fig. 2 · vorgesehen.

Um in einem Hüftknochen ein zylindrisches Pfannenbett für die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Schraubpfanne herzustellen, verwendet man erfindungsgemäß die in Fig. 3 dargestellte Stirnfräse:

Zunächst bohrt man unter dem gewünschten Implantations-Winkel an einer geeigneten, meist tiefsten Stelle des natürlichen Pfannenbettes in das Hüftbecken eine zentrale Pfannenbettperforation. In diese steckt man den zylindrische ausgebildeten Endabschnitt 13 des Führungsbolzens 14. Dieser sitzt in einem axialen Hohlraum des Werkzeugkörpers 15 und des Hohlschaftes 16. In seinem oberen Ende 17 weist der Hohlschaft. 16 ein Sackloch 18 auf, in dem eine Druckfeder 19 sitzt. Diese drückt auf die Fläche 2o des oberen Endes 22 des Führungsbolzens 14. Es wird dadurch sichergestellt, daß die das Einschieben in die zentrale Pfannenbettperforation begrenzende Schulter 24 des Ringwulstes 26 während des Arbeitsganges immer auf dem Boden des Pfannenbettes'sitzt.

Der Hohlschaft 16 weist oben einen Sechskant 28 auf, an welchem eine nicht dargestellte Handhabe zum Drehen angesetzt werden kann. Drehfest verbunden mit dem Hohlschaft 16 ist der Werkzeugkörper 15. Dreht man den Hohlschaft 16 und somit den Werkzeugkörper 15, so fräsen die schematisch angedeuteten Stirn-Fräs-Zähne 3o ein zylindrisches Pfannenbett unter dem gewünschten, durch die zentrale Pfannenbettperforation vorgegebenen Implantations-Winkel in den Hüftknochen.

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Die Stellung des Führungsbolzens 14 gegenüber dem Boden
des Pfannenbettes ist durch die untere Schulter 24
festgelegt.

Der Hohlschaft 16 weist zwei durch die gesamte Wandstärke
hindurchgehende achsparallele Schlitze 32 und 34 auf, in
welche die beiden Enden eines Querbolzens 36 ragen, welcher im Führungsbolzen 14 eingesetzt ist. Beim Vordringen des
Werkzeugkörpers 15 verschiebt sich der Querbolzen 36 in den Längsschlitzen 32 und 34 relativ nach oben; diese Verschiebung läßt sich an einer Skala 38 ablesen. Hat der Werkzeugkörper 15 die gewünschte Eindringtiefe erreicht, so ist dies an der Stellung des Querbolzens 36 über der Skala 38 . ablesbar. Der Arbeitsvorgang wird dann beendet.

In dieser gewünschten Endstellung umfaßt eine Ausnehmung 4o im Boden des Werkzeugkörpers 15 den Ringwulst 26. Der Boden dieser Ausnehmung schlägt dann von oben gegen den Ringwulst 26,, so daß ein weiteres Vordringen der Stirnfräse 3o verhindert ist. Auch dies trägt dazu bei, eine großflächige Perforation des Bodens des Pfannenbettes zu verhindern.

In einem nächsten Arbeitsgang wird mittels des in Fig. 4
dargestellten Randfräsers der Rand des Pfannenbettes unter Abtragung der arthrotischen Randwülste mit geeignetem Implantations-Winkel nivelliert, um eine überall glatte Auflage für den mittragenden Pfannenrand 5 zu schaffen.

Schließlich wird mit mindestens einem in Fig. 5 dargestellten Gewindeschneider in die zylindrische Knochenwandung des mit dem Stirnfräser der Fig. 3 hergestellten zylindrischen Pfannenbettes das gewünschte Gewinde geschnitten, in welches später im Preßsitz das Gewinde (Fig. la) der Schraubpfanne einge-

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schraubt werden kann. Die Tiefenlehre des in Fig. 5 dargestellten Gewindeschneiders ist ebenso ausgebildet wie die Tiefenlehre der Stirnfräse der Fig. 3; auch hier zeigt die Stellung des Querbolzens 36 in den Längsschlitzen 32 und 34 des Hohlschaftes 16 über einer Skala 38 die Eindringtiefe an. In Fig. 3 und 5 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugs- ^ zeichen bezeichnet.

Nachdem in die zylindrische Knochenwand in einem oder mehreren Arbeitsgängen ein tragfähiges, 3 mm tiefes Gewinde geschnitten ist, wird die Schraubpfanne (Fig. 1 und 2) nach sorgfältiger Spülung des Wu'ndbettes mit einem kunststoffarmierten Gerät gefaßt, das eine Spitze trägt, die mittels eines Spreizstiftes im zentralen Pfannenloch 9, Io fixiert werden kann. Es gelingt hierdurch, die Pfanne an Weichteilen und Hohmannhebeln vorbei sicher auf das Gewinde der vorgegebenen Neigung aufzusetzen. Nach Entfernung dieses Gerätes wird jetzt ein vierarmiges Greifgerät in die Nuten 4 des Pfannenrandes 5 eingesetzt und die Pfanne durch Drehbewegungen im Gewinde bis zum Anschlag verankert. Aus dem zentralen Pfannenloch 9, Io ausströmendes Blut und die Sondierung desselben mit einer Pinzette zeigt gleichzeitig an, wann der Boden des Pfannenbettes erreicht ist. Als letzten Schritt zur Pfannenverankerung werden ein bis vier Keramikstifte in die vorgesehenen Nuten 4 zur Rotationssicherung eingeschlagen.

Das Pfannenbett muß nicht notwendigerweise zylindrisch gestaltet sein, sondern kann beispielsweise derart konisch sein, daß es sich nach unten verengt. Die Stirnfräse und der Gewindeschneider sind dann entsprechend gestaltet.

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Claims (6)

Ansprüche

1. Werkzeug, insbesondere Stirnfräse oder Gewindeschneider, um in einem Hüftknochen ein Pfannenbett herzustellen, in welches zementfrei eine Pfanne, insbesondere eine Schraubpfanne, für eine Hüftgelenk-Total-Γ Endoprothese eingesetzt werden soll, wobei in den Hüftknochen zunächst unter dem gewünschten Implantations-Winkel eine zentrale Pfannenbettperforation eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Werkzeugkörper (15) ein mit seinem unteren Ende (13) in die Pfannenbettperforation einsetzbarer Führungsbolzen (14) axial verschiebbar gelagert ist, dessen oberes Ende (22) als Anzeiger einer Tiefenlehre ausgebildet ist.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugkörper (15) einen länglichen, zum Drehen mit einer Handhabe versehenen Hohlschaft (16) aufweist und mit diesem einen axialen Hohlraum umschließt, in welchem der abwärts federbeaufschlagte (19) Führungsbolzen (14) axial verschiebbar angeordnet ist, daß der Hohlschaft oben die die axiale Verschiebung des Führungsbolzens im Hohlschaft anzeigende Tiefenlehre aufweist und daß dieser Führungsbolzen nach unten frei aus dem axialen Hohlraum des Werkzeugkörpers herausragt, an seinem herausragenden Ende (13) mit einer das Einschieben in die zentrale Pfannenbettperforation begrenzenden Schulter (24) versehen ist und zumindest unterhalb der Schulter zylindrisch ausgebildet ist.

3.·-Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß oben der Hohlschaft (16) mindestens einen Längsschlitz (32,34) aufweist, in welchem ein Querbolzen (36) verschiebbar gelagert ist, welcher auf dem Führungsbolzen sitzt und dessen axiale Verschiebung im Hohlschaft gegenüber einer Skala (38) anzeigt.

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4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende (22) des Führungsbolzens in das ein Sackloch (18) bildende obere Ende des axialen Hohlraumes ragt und daß in diesem Sackloch eine zwischen dem oberen Ende des Führungsbolzens und dem Ende des Sackloches eingespannte Druckfeder (19) angeordnet ist.

5. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsbolzen (14) oben aus dem Hohlschaft (16) vorsteht und auf seinem vorstehenden Abschnitt eine Skala trägt.

6. Werkzeug nach Anspruch 2 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die das Einschieben des Führungsbolzens (14) in die zentrale Pfannenbettperforation begrenzende Schulter (24) durch einen Ringwulst (26) gebildet ist, welcher in eine entsprechende Ausnehmung (4o) in der unteren Fläche (41) des Werkzeugkörpers (15) paßt.

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