Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Austrennen von mit einem Schaft in eine Knochenhöhle eingreifenden und dort über eine Grenzschicht aus Knochengewebe, Bin¬ degewebe und/oder Zement mit dem Knochen verbundenen Endoprothesen.

Als Endoprothesen dieser Art kommen vor allem Hüftpro¬ thesen, Knieprothesen, Ellenbogenprothesen, Schulter¬ prothesen und Sprunggelenkprothesen in Betracht. Die Endoprothesen können beispielsweise unter Verwendung von Polymethyl ethacrylat (PMMA) in den Knochen einze¬ mentiert oder zementfrei eingesetzt werden. Bei zement¬ freien Prothesen weist der Prothesenschaft eine Ober¬ flächenstruktur auf, in die mit der Zeit das Knochenge¬ webe in Form von Knochenbälkchen (Spongiosa) unter Bil¬ dung einer stabilen Verbindung zwischen Knochen und Prothese einwächst. Andererseits kommt es bei Endopro¬ thesen oft nach einer gewissen Zeit zu einer Auslocke¬ rung, die beispielsweise auf Implantationsfehler, auf Kurz- oder Langzeitinfektionen oder auf Prothesen- oder Knochenbruch zurückzuführen ist. Die Haltbarkeit bei der Erstimplantation beträgt bei Hüftprothesen erfah¬ rungsgemäß ca. 10 bis 20 Jahre, bei Knieprothesen ca. 5 bis 10 Jahre. Im Auslockerungsfall ist eine Prothesen¬ revision erforderlich. Hierzu muß die Prothese aus ih¬ rer Verankerung in der Knochenhöhle ausgetrennt und aus

ihrer Verankerung herausgezogen werden. Es ist bekannt, daß die Prothese hierzu am freistehenden proximalen Teil oder in speziell hierfür vorgesehenen Haltevor¬ richtungen (z.B. Löchern) gefaßt wird und über die Fas¬ sung beispielsweise durch Gegenschlagen mit einem Ham¬ mer entfernt wird. Vor allem bei zementfreien Endopro¬ thesen ist der Vorgang des Ausschlagenε sehr schwierig, da die Verbindung der Prothese mit dem Knochen über ei¬ ne Vielzahl dünner Knochenbälkchen erfolgt, von denen jedes einzelne zwar eine geringe Festigkeit aufweist, die aber in der Gesamtheit ein Ausschlagen häufig un¬ möglich machen. In diesen Fällen, aber auch in Fällen, in denen bei zementierten Endoprothesen ein Teilbereich des Zementköchers noch eine hohe Festigkeit aufweist, muß der Knochen zur Schwächung der Verbindung mit der Prothese gespalten oder gefenstert werden, bevor die Prothese ausgeschlagen werden kann. Diese mechanischen Eingriffe führen zu einer erheblichen Traumatisierung des Knochenlagers bis hin zur Frakturierung, die die Prothesenrevision erschwert und den Heilungsprozeß ver¬ längert. In verstärktem Maße gilt dies für das Auswech¬ seln von Revisionsprothesen, die länger als die Erst¬ prothesen sind und bei deren Erstrevision es bereits zu einem Knochensubstanzverlust gekommen sein kann.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu¬ grunde, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art zu entwickeln, mit der die Prothese unter möglichst ge¬ ringer Traumatisierung ausgetrennt werden kann, so daß das Entfernen der Prothese vereinfacht und mit geringe-

rer Krafteinwirkung durchgeführt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteil¬ hafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die erfindungsgemäße Lösung geht von dem Gedanken aus, daß durch Eintreiben einer biegsamen Meißelklinge in die Grenzschicht zwischen Endoprothese und Knochenlager die Meißelklinge so geführt werden kann, daß sie streng an der Prothesenoberfläche entlangläuft, ohne in den umgebenden Knochen einzudringen und diesen zu verletzen oder sich an der Prothese zu verkeilen. Die aus Kno- chenbälkchen oder Bindegewebstrukturen bzw. aus Zement bestehende Grenzschicht wird dabei durchgetrennt, so daß es nach mehrmaliger Wiederholung des Eintreibvor¬ gangs über den Umfang der Prothese zu der gewünschten Austrennung kommt. Um dies zu ermöglichen, weist die erfindungsgemäße AustrennVorrichtung einen mit einer stirnseitigen Anschlagfläche versehenen Korpus, eine in einer Schubführung des Korpus geführte und über dessen stirnseitige Anschlagfläche hinaus längsverschiebbar angeordnete, eine stirnseitige Schneidkante aufweisende langgestreckte Meißelklinge und ein mit der Meißelklin¬ ge lösbar kuppelbares parallel zur Schubführung am Kor¬ pus längsverschiebbares Eintreiborgan auf.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung be¬ steht die Meißelklinge aus einem biegsamen Flachband

aus zähem, federhartem Werkstoff, beispielsweise aus einem Flachband aus federhartem Edelstahl. Um eine op¬ timale Anpassung an die Schaftoberfläche der auszutren¬ nenden Endoprothese zu erzielen, kann das Flachband auch, mit einer quer zu seiner Längserstreckung verlau¬ fenden Krümmung oder Kontur versehen werden. Die Meißel¬ klinge kann in diesem Fall auch aus einem Memory-Me¬ tall, insbesondere aus einer Nickel-Titan-Legierung oder aus einem federharten Kunststoff bestehen. Um die erforderliche Biegsamkeit zu gewährleisten, weist die Meißelklinge eine Wandstärke von 0,2 bis 0,6 mm auf. Meißelklingen mit unterschiedlicher Wandstärke können beispielsweise durch eine vorzugsweise als Lochmuster in der Nähe des proximalen Endes ausgebildete Dickenko¬ dierung gekennzeichnet werden. Die Meißelklinge kann bei Bedarf auch eine in Quer- und/oder Längsrichtung variable Dicke aufweisen.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Meißelklinge mindestens eine vorzugsweise als Durchbruch ausgebildete Eingriffstelle für einen am Eintreiborgan angeordneten Mitnehmerzapfen aufweist. Zur Erleichterung des Klingenwechsels ist der Mitneh¬ merzapfen am Eintreiborgan zweckmäßig von außen her mit der Meißelklinge kuppelbar bzw. von dieser entkuppel¬ bar. Um dies zu ermöglichen, kann der Mitnehmerzapfen durch die Spitze einer in einem Innengewinde des Ein¬ treiborgans geführten, von außen betätigbaren Schraube gebildet sein, die mit einem versenkt im Eintreiborgan angeordneten, von zwei einander diametral gegenüberlie-

genden Seiten her zugänglichen Rändelkopf versehen sein kann.

Auch die Kontur der εtirnseitigen Schneidkante der Meißelklinge kann eine nach dem jeweiligen Anwendungs¬ fall auswählbare Schrägstellung oder Krümmung aufwei¬ sen. Vor allem zum Austrennen von relativ langen Revi¬ sionsprothesen kann es von Vorteil sein, wenn die Meißelklinge länger als der Korpus ist und mehrere in ihrer Längserstreckung im Abstand voneinander angeord¬ nete Eingriffstellen für den Mitnehmerzapfen aufweist.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Schubführung jeweils mindestens zwei paarweise einander gegenüberliegende, gegen die beiden Breitsei¬ tenflächen und gegen die beiden Längsseitenkanten der Meißelklinge anliegende Führungsflächen aufweist. Ins¬ besondere kann die Schubführung zumindest stückweise durch zwei mit ihren Öffnungen einander spiegelbildlich zugewandte, jeweils einen der Längsseitenränder der Meißelklinge aufnehmende, schlitzförmige Führungsnuten gebildet sein.

Vorteilhafterweise ist das Eintreiborgan in einer zur Schubführung der Meißelklinge parallelen Schubführung des Korpus geführt und mit mindestens einer Schlagflä¬ che ausgestattet, die eine zur Eintreibrichtung paral¬ lele oder schräg verlaufende Flächennormale aufweist. Die Schubführung des Eintreiborgans kann dabei als Schwalbenschwanzführung oder als Flachbettführung aus-

gebildet sein, wobei auf der dem Eintreiborgan gegen¬ überliegenden Seite der Meißelklinge ein Freiraum zur Aufnahme eines die Meißelklinge durchdringenden Mitneh¬ merzapfens angeordnet sein kann. Während der Korpus aus Festigkeitsgründen aus Metall, insbesondere aus Edel¬ stahl besteht, besteht das Eintreiborgan zweckmäßig aus einem schlagzähen und dampfsterilisierbaren Kunststoff, vorzugsweise aus POM.

Beim Eintreiben der Meißelklinge wird der Korpus mit seiner spitzenseitigen Anschlagfläche an der Prothese und/oder an einer Stirnfläche des Knochens abgestützt. Es ist daher zweckmäßig, die Korpusspitze unter Anpas¬ sung an die anatomischen Gegebenheiten relativ schmal und gegebenenfalls gekrümmt herauszubilden und an ihrer Stirnfläche vorzugsweise kreuzhiebartig aufzurauhen. Weiter kommt es beim Eintreiben der relativ dünnwandi¬ gen Meißelklinge immer wieder vor, daß diese über die Plastizitätsgrenze des Klingenmaterials hinaus bean¬ sprucht und bleibend verformt wird. Es hat sich daher als zweckmäßig erwiesen, den Korpus mit einem die An¬ schlagfläche aufweisenden, einen Führungskanal für die Meißelklinge enthaltenden austauschbaren Spitzenteil zu versehen, das in Eintreibrichtung vorzugsweise zu der dem Eintreiborgan zugewandten Seite des Korpus hin ge¬ krümmt sein kann und an seinem korpusseitigen Ende ei¬ nen Anschlag für das Eintreiborgan bildet. Die Aus¬ wechslung des Spitzenteilε und der Messerklinge wird erleichtert, wenn das Spitzenteil mittels einer vor¬ zugsweise ein mehrgängiges Gewinde aufweisenden Über-

- 1 -

wurfmutter gegegenenfalls unter Zwischenklemmen eines Reibungsglieds stirnseitig am Korpus befestigbar ist.

Um den Korpus beim Eintreiben des Messers rutschsicher mit der einen Hand festhalten zu können, weist er min¬ destens eine sich zumindest über einen Teil seines Um- fangs erstreckende Umfangsrippe auf. Weiter ist der Korpus in der Nähe seines dem Spitzenteil gegenüberlie¬ genden Endes mit einem über die Korpusoberfläche über¬ stehenden Schlagbund versehen, der in Austreibrichtung mit Hammerschlägen beaufschlagbar ist. Da durch die Hammereinwirkung Verformungen am Schlagbund auftreten, ist es zweckmäßig, den Schlagbund mit einer auswechsel¬ baren Schlagplatte vorzugsweise aus Metall oder einem schlagzähen Kunststoff zu bestücken. Die Schlagplatte kann dabei zugleich als rückwärtiger Schubführungs¬ deckel und als rückwärtiger Anschlag für die Messer¬ klinge und das Eintreiborgan ausgebildet sein. Zum Ein¬ treiben wird zweckmäßig ein rückschlaggedämpfter Hammer verwendet, der zu diesem Zweck mit Stahlkugeln gefüllt und mit Schlagflächen aus einem schlagzähen Kunststoff bestehen kann.

Zur weiteren Handhabungsverbesserung kann am Korpus ein im wesentlichen senkrecht über die Korpusoberfläche überstehender, vorzugsweise über einen Teil des Korpus- umfangs verstellbarer Handgriff lösbar befestigt wer¬ den, der aus Gewichtsgründen hohl ausgebildet sein kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einiger in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellter Ausfüh¬ rungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Austrennvorrich¬ tung für Endoprothesen;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie II-II der Fig. 1 ohne Spitzenteil und Meißelklinge in vergrößerter Darstellung;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Meißelklinge;

Fig. 4a und b eine Seitenansicht und eine Stirnseiten¬ ansicht des Eintreiborgans nach Fig. 1;

Fig. 5a bis c eine Seitenansicht, eine Draufsicht und eine Rückseitenansicht des Spitzenteils nach Fig. 1;

Fig. 6a bis c eine Seitenansicht, eine Draufsicht und eine Rückseitenanεicht eines abgewandelten Spitzenteils;

Fig. 7 eine Seitenanεicht eineε gegenüber Fig. 6a ab¬ gewandelten Spitzenteils;

Fig. 8a und b eine Draufsicht und eine teilweise ge¬ schnittene Seitenansicht einer Überwurfmutter zur Befestigung des Spitzenteils nach Fig. 6

und 7 am freien Korpusende;

Fig. 9a eine Seitenansicht eines abgewandelten Ausfüh¬ rungsbeispiels einer Austrennvorrichtung für Endoprothesen;

Fig. 9b bis d eine Seitenansicht, eine Draufsicht und eine Rückansicht des Korpus der Austrennvor¬ richtung nach Fig. 9a;

Fig. 9e und f eine Breitseitenansicht und eine Schmal¬ seitenansicht der Schlagplatte der Austrennvor¬ richtung, nach Fig. 9a;

Fig. 9g bis i eine Seitenansicht, eine Draufsicht und eine Stirnseitenansicht des Eintreiborgans der Austrennvorrichtung nach Fig. 9a;

Fig. 10a eine Breitseitenansicht einer Meißelklinge;

Fig. 10b bis d einen Ausschnitt aus Fig. 10a in ver¬ größerter Darstellung mit unterschiedlicher Dickenkodierung.

Die in der Zeichnung dargestellten Meißelvorrichtungen sind zum Austrennen von Endoprothesen aus ihrem Kno¬ chenlager bestimmt. Die Vorrichtungen beεtehen im we¬ sentlichen aus einem vorstehend und im folgenden als "Korpus" bezeichneten langgestreckten Führungs- und Haltekörper 10, einem am einen Ende des Korpus 10 lös-

bar befestigbaren Spitzenteil 12, einer in einer Schub¬ führung 14,16 des Korpus 10 und des Spitzenteils 12 längsgeführten Meißelklinge 18, einer in einem Führungs¬ kanal 20 des Korpus 10 längsgeführten Eintreiborgan 22 und einem in einer hinterschnittenen Umfangsnut 24 des Korpus 10 lösbar befestigbaren, vorzugsweise hohl aus¬ gebildeten Handgriff 26. Um den Korpus 10 beim Eintreib¬ vorgang sicher festhalten zu können, iεt dieser mit mehreren über seine Mantelfläche überstehenden Umfangs- rippen 28 versehen. An seinem rückwärtigen Ende ist der Korpus 10 zusätzlich mit einem Schlagbund 30 für die Einwirkung eines Hammers versehen. Bei dem in Fig. 9a gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Korpus 10 im Be¬ reich der freien Rückfläche des Schlagbunds 30 zusätz¬ lich mit einer Schlagplatte 31 bestückt, die mit drei Senkkopfschrauben durch die Bohrungen 33 hindurch in den Gewindebohrungen 35 des Korpus angeschraubt ist. Die aus Metall oder schlagzähem Kunstεtoff bestehende Schlagplatte 31 dient gleichzeitig als rückwärtiger Verschlußdeckel für die Schubführungen 14,20, und sorgt somit dafür, daß das Eintreiborgan 22 und die Meißel¬ klinge 18 am rückwärtigen Ende des Korpus 10 anschlagen und nicht versehentlich nach hinten aus dem Korpus 10 herausgeschlagen werden können.

Der Korpus 10 besteht aus Gründen der Festigkeit zweck¬ mäßig aus Edelstahl, während das Eintreiborgan 22 aus tribologischen Gründen aus einem schlagzähen Kunstεtoff, inεbesondere aus POM gewählt wird. Das Eintreiborgan 22 ist vorder- und rückseitig mit je einer Schlagfläche

54' ,54 versehen, deren Flächennormale schräg bzw. parallel zur Eintreibrichtung ausgerichtet ist.

Wie insbesondere aus Fig. 3 zu ersehen ist, ist die Meißelklinge 18 als biegsames Flachband, vorzugsweise aus federhartem Edelstahl mit einer Wandstärke von 0,2 bis 0,6 mm ausgebildet, das an seiner Spitze eine kon¬ vex gekrümmte Schneidkante 32 aufweist, und mit minde- stens einem Durchbruch 34 für den Eingriff eines am Eintreiborgan 22 nach unten überstehenden MitnehmerZap¬ fens 36 versehen ist. Zur Erleichterung des Klingen¬ wechsels kann der Mitnehmerzapfen 36 als von Hand betä¬ tigbares Rastelement (Fig. 4a,b) ausgebildet sein oder als von außen her zugängliche in einem Innengewinde 39 des Eintreiborgans 22 geführte Schraube mit Rändelkopf 37 (Fig. 9a,g,h,i). Beim Austreibvorgang kommt der rich¬ tigen Auswahl der Klingenwandstärke eine maßgebliche Bedeutung zu. Dem Operateur stehen daher Meißelklingen mit unterschiedlicher Wandstärke zur Verfügung, die dieser zweckmäßig an einer geeigneten Kodierung, bei¬ spielsweise in Form von verschiedenen Bohrungsmustern 41 am Klingenende, erkennen kann (Fig. 10a bis d) .

Die Schubführung 14 für die Meißelklinge 18 iεt durch zwei in den Korpus 10 spiegelbildlich zueinander einge¬ formte, mit ihren Öffnungen einander zugewandte Nuten 14' gebildet, die die Meißelklinge 18 an ihren Seiten¬ rändern 38 umfassen. Die Schubführung 14 geht nach außen hin in die als Schwalbenschwanzführung ausgebil¬ dete Schubführung 20 für das Eintreiborgan 22 über, das

zu diesem Zweck seinerεeitε mit einem εchräg hinter- εchnittenen Gleitschuh 40 versehen ist. Die Schubfüh¬ rung 20 für das Eintreiborgan 22 endet am rückwärtigen Ende des Spitzenteils 12, das einen Anschlag 42 für das Eintreiborgan 22 bildet. Bei dem in Fig. 1 sowie 5a bis c gezeigten Ausführungsbeiεpiel greift das Spitzenteil 12 mit einem Formstück 44 in die Schwalbenschwanzfüh- rung 20 des Korpus 10 ein, während bei den in den Fig. 6a bis c, 7 und 8a und b gezeigten Ausführungsbeispie¬ len das Spitzenteil 12 an einem Bund 46 mittels einer Überwurfmutter 48 gegebenenf lls mit mehrgängigem Ge¬ winde 49 stirnseitig am Korpus 10 angeklemmt wird. Die Schubführung 14 für die Meißelklinge 18 geht am Spit¬ zenteil 12 in die Schubführung 16 über und ist als Schlitzöffnung für den Durchtritt der Meißelklinge 18 ausgebildet. Die Zapfen 50 bzw. Zapfenbohrungen 52 sor¬ gen für eine Verdrehεicherung deε Spitzenteils 12 am Korpus 10.

Zum Austrennen einer Endoprothese wird zunächst der proximale Teil der Prothese so freigelegt, daß die Trennstelle zum Knochenlager von außen frei zugänglich ist. Sodann wird die Meißelvorrichtung mit zurückgezo¬ gener oder stirnseitig etwa 10 mm überstehender Meißel¬ klinge 18 mit dem stirnεeitigen Anεchlag 17 ihres Spit¬ zenteils 12 so gegen den Prothesenkopf und den Knochen angelegt, daß die Schneidkante 32 der Meißelklinge 18 zu der freigelegten Trennstelle weist. Sodann wird die Meißelklinge durch Hammerschläge auf die Schlagfläche 54' des Eintreiborgans 22 sukzessive in die Grenz-

εchicht zwiεchen Protheεenschaft und Knochen eingetrie¬ ben. Dabei wird das mit dem Prothesenschaft verwachsene Knochen- und Bindegewebe allmählich bis zur Schaftspit¬ ze hin durchgetrennt, wobei die Führung der biegsamen Meißelklinge vom metallischen Prothesenschaft übernom¬ men wird. Zum Auεtrennen einer Prothese sind mehrere, über den Umfang des Prothesenschafts verteilte Eintreib¬ vorgänge dieser Art notwendig. Zum Herausziehen der Meißelklinge aus dem Spaltraum zwischen Prothese und Knochen wird entweder das Eintreiborgan 22 im Bereich der Schlagfläche 54'' oder der Korpus 10 im Bereich des Schlagbunds 30 mit Hammerschlägen in Austreibrichtung beaufschlagt. Da die Meißelklinge 18 beim Eintreiben erhebliche Widerstände zu überwinden hat, die zu einer plastischen Verformung führen können, muß die Meißel¬ klinge vor fast jedem Eintreibvorgang ausgewechselt werden. Diese Auswechselung wird erleichtert, wenn das Spitzenteil 12 abnehmbar und der Mitnehmerzapfen 36 des Eintreiborgans 22 als Rastelement oder als Schraube ausgebildet ist.

Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfin¬ dung bezieht sich auf eine Meißelvorrichtung zum Aus¬ trennen von mit einem Schaft in eine Knochenhöhle ein¬ greifenden und dort über eine Grenzschicht aus Knochen¬ gewebe, Bindegewebe und/oder Zement mit dem Knochen verbundenen Endoprothesen. Um ein weitgehend traumati- εierungsfreies und relativ einfach durchführbareε Aus¬ lösen der Prothese zu ermöglichen, wird gemäß der Er¬ findung eine Vorrichtung vorgeschlagen, die einen lang-

gestreckten Korpus 10 mit einem vorzugsweise austausch¬ baren Spitzenteil 12, einen in einer Schubführung 14,16 des Korpuε 10 und des Spitzenteils geführte, über die Stirnfläche 17 des Spitzenteilε hinaus längεverschieb- bar angeordnete, eine stirnεeitige Schneidkante 32 auf¬ weisende langgestreckte Meißelklinge 18 sowie ein mit der Meißelklinge 18 löεbar kuppelbares, parallel zur Schubführung 14 am Korpus 10 längsverschiebbares Ein¬ treiborgan 22 aufweist. Zum Eintreiben der Meißelklinge 18 in die Grenzschicht zwischen Prothesenschaft und Knochenlager wird das Eintreiborgan 22 bei sich gegen Prothese und Knochen stirnseitig abstützendem Spitzen¬ teil 12 mit Hammersehlägen beaufschlagt. Anschließend wird die Meißelklinge in Gegenrichtung wieder aus der Grenzschicht herausgezogen und der Vorgang über den Umfang der Prothese gegebenenfalls nach Austauεch der Meißelklinge 18 mehrfach wiederholt.