DE602004002647T2

DE602004002647T2 - Humerusimplantat für eine Schulterprothese

Info

Publication number: DE602004002647T2
Application number: DE602004002647T
Authority: DE
Inventors: Yann 07130 Brunnarius; Laurent M. Beguin; Bruno M. Rio; Eric M. Lesprit; Pierre M. Massart; Bruno M. Zipoli; Jacques M. Teissier; Bruno M. Toussaint; Geert M. Declercq; Charles M. Cohn; Denis M. Bouttens; Jean M. Grimberg; Dominique M. Huguet
Original assignee: Biomet France SARL
Current assignee: Biomet France SARL
Priority date: 2003-10-01
Filing date: 2004-08-03
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2024-08-04
Also published as: CA2480574A1; EP1520560A1; CA2475154A1; CN1618413A; AU2004203300B2; EP1520560B1; JP4624041B2; ATE341292T1; AU2004203300A1; ZA200405897B; CA2480574C; JP2005103258A; FR2860425B1; DE602004002647D1; ES2273188T3; FR2860425A1; CA2475154C

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet von orthopädischen Implantaten, insbesondere dasjenige von Schulterprothesen. Allgemein kann dieser Prothesentyp verschiedene Formen aufweisen. Wenn die Gelenkpfanne intakt ist, was insbesondere bei der Hypothese einer Komminutivfraktur der Fall ist, weist die Schulterprothese ein Humeruselement auf, das in dem Medullarkanal des Humerus fixiert ist und mit einem kugelförmigen Steckimplantat versehen ist, das zum direkten Zusammenwirken mit der Gelenkpfanne bestimmt ist. Eine solche Vorrichtung heißt in der folgenden Beschreibung „Humerusimplantat". Im Falle einer Zerstörung der Gelenkpfanne präsentiert sich die Prothese in Form eines Trägers, der im Bereich der Gelenkpfanne implantiert und mit einem Steckeinsatz oder einem aufnehmenden Einsatz versehen ist, welcher dazu bestimmt ist, mit einer entsprechenden Form zusammenzuwirken, die im Bereich des Humeruselements angeordnet ist.
Die Erfindung betrifft genauer ein in dem Sinne variierbares Humerusimplantat, daß es zur Aufnahme eines Steckeinsatzes oder eines aufnehmenden Einsatzes in Abhängigkeit von der Situation geformt ist, auf die man im Bereich des Gelenks der betreffenden Schulter trifft. In der folgenden Beschreibung bezeichnet man mit dem Ausdruck „Steckeinsatz" einen prothetischen Humeruskopf, in der Praxis eine Kugel oder Halbkugel, die dazu bestimmt ist, mit der Gelenkpfanne entweder direkt oder über einen Träger zusammenzuwirken, der mit einer entsprechenden aufnehmenden Form versehen ist, in der Praxis einem Becher. Ebenso bezeichnet der Ausdruck „aufnehmender Einsatz" einen aufnehmenden Teil, in der Praxis einen Becher, der dazu bestimmt ist mit einem Steckeinsatz zusammenzuwirken, in der Praxis einer Kugel oder Halbkugel, die an einem Träger angeordnet ist, der seinerseits im Bereich der Gelenkzone implantiert ist.
Das Dokument FR-A-2 652 498 beschreibt ein Humerusimplantat des gleichen Typs, das einen Verankerungsschaft aufweist, der in seinem oberen Teil durch einen Kopf mit einer Aussparung verlängert ist, die zum Aufnehmen eines Steckeinsatzes oder eines aufnehmenden Einsatzes angeordnet ist. Einer der Nachteile dieses Schaftes liegt darin, daß er in Anbetracht des Platzbedarfs des Kopfs des Schaftes eine umfassende Resektion des spongiösen Knochens erfordert. Ferner führt das Einsetzen des Schaftes zu einer Modifizierung der ursprünglichen Positionierung des Humeruskopfs und damit seines Rotationszentrums, was zur Gefahr einer Fraktur der metaphysären Zone des Humerus führen kann.
Das Dokument WO 0239933A stellt den nächstliegenden Stand der Technik dar und bestimmt den Oberbegriff von Anspruch 1.
Die Aufgabe der Erfindung liegt also darin, ein variierbares Humerusimplantat vorzuschlagen, das nicht die obengenannten Nachteile aufweist, insbesondere was die Resektion und Anatomie angeht.
Davon ausgehend liegt der Gegenstand der Erfindung in einem variierbaren Humerusimplantat, umfassend einen Verankerungsschaft und einen Steckeinsatz oder einen aufnehmenden Einsatz, die geeignet sind, mit der Gelenkpfanne oder einem Glenoidimplantat zusammenzuwirken. Dieses Implantat ist dadurch gekennzeichnet, daß es ferner einen lösbaren Träger aufweist, welcher dazu bestimmt ist, sich direkt oder indirekt im Bereich des oberen Endes des Verankerungsschaftes einzupassen und mit einem Zwischenhals zusammenzuwirken, der selbst mit Mitteln zum Zusammenwirken mit dem Steck- oder aufnehmenden Implantat versehen ist.
Mit anderen Worten, die Erfindung besteht darin, daß sie anstelle des Kegels, der den Humerusschaft überragt, wie er in dem Dokument FR-A-2 652 498 beschrieben ist, einen abnehmbaren Träger vorgesehen hat, der einen Korb bildet und derart geformt ist, daß er über einen Hals mit dem Schaft zusammenwirkt und entweder einen Steckeinsatz oder einen aufnehmenden Einsatz aufnimmt.
Um mögliche Verschiebungen der verschiedenen Elemente gegeneinander zu vermeiden, wenn die Prothese implantiert ist, weisen der Steckeinsatz oder der aufnehmende Einsatz ebenso wie das obere Ende des Schaftes Mittel zum Zusammenwirken miteinander auf.
In der Praxis präsentiert sich der Träger oder Korb in Form eines kreisförmigen Sockels, welcher mit wenigstens drei Schenkeln versehen ist, bevorzugt mit vier im wesentlichen kreisbogenförmigen, identischen und in regelmäßigem Abstand verteilten Schenkeln, die dem Träger eine allgemeine Halbkugelform verleihen. Diese Halbkugelform ist nämlich dadurch nötig geworden, daß, wie im folgenden zu sehen ist, sowohl der Steckeinsatz als auch der aufnehmende Einsatz, ebenfalls mit Halbkugelform, eng mit dem Träger zusammenwirken. Allgemein kann jedes Mittel ins Auge gefaßt werden, das dem Träger eine allgemeine Halbkugelform verleiht, wobei daran erinnert wird, daß die Halbkugel mit dem oberen Ende des Verankerungsschaftes über ihren Pol und über den Kragen zusammenwirkt und sich auf innige und gegenseitig durchdringende Weise in dem spongiösen Knochen des Humerus verankert.
Um die Positionierung des Trägers oder Korbes im Bereich des oberen Endes des Schaftes zu ermöglichen, weist das obere Ende eine Abfolge von in regelmäßigem Abstand verteilten Kerben oder Ausschnitten auf, die dazu bestimmt sind, mit der Basis der entsprechenden Schenkel des Trägers zusammenzuwirken.
Die Fixierung des Trägers oder Korbes im Bereich des Schaftes wird mittels des obengenannten Halses durchgeführt. Um nach dem Implantieren der Prothese jede Verschiebung des Trägers gegenüber des Schaftes zu vermeiden, weist der Verankerungsschaft immer noch im Bereich seines oberen Endes eine zylinderförmige oder konische Aussparung auf, die dazu geeignet ist, mit dem Hals zusammenzuwirken. In der Praxis hat diese Aussparung einen etwas kleineren Durchmesser als der Sockel des Trägers, so daß seine Einpassung in den Schaft ermöglicht wird.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die zylinderförmige Aussparung mit einem Innengewinde versehen, das geeignet ist, mit einem im Bereich der unteren Zone des Rahmens vorgesehenen Gewinde zusammenzuwirken.
Gemäß einem weiteren Merkmal weist der Schaft einen zylindrischen Querschnitt auf, dessen Durchmesser quasi konstant ist. Der Durchmesser ist nämlich im Bereich des oberen Endes gegenüber dem Rest des Schaftes etwas größer, wobei der Querschnitt in diesem Bereich elliptisch mit einer doppelkegeligen Aufweitung ist.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Schaft Rillen in distaler Zone auf, die eine Vermehrung der Kontaktoberflächen mit dem Zement oder dem Knochen und folglich eine Verstärkung seiner Sekundärverankerung in dem Humerusstamm ermöglichen.
Wie bereits gesagt, ist das Humerusimplantat der Erfindung vom variierbaren Typ in dem Sinne, daß es einen Steckeinsatz, d.h. einen Humerusprothesenkopf, oder einen aufnehmenden Einsatz, d.h. einen Becher aufnehmen kann.
Wenn das Implantat einen Steckeinsatz aufnimmt, präsentiert sich der Einsatz in Form einer Halbkugel, deren Basis mit einer konischen Aussparung ausgestattet ist, die dazu geeignet ist, mit dem oberen Ende des obengenannten Halses zusammenzuwirken. Das andere Ende des Halses durchquert den Sockel des Trägers oder Korbes, damit es in die obere Aussparung des Schaftes eingefügt oder eingeschraubt wird.
Wenn der Einsatz ein aufnehmender Einsatz ist, präsentiert sich der Einsatz in Form eines Bechers, der durch eine zentrale Achse verlängert ist, die an seinem Pol positioniert ist und die Funktion des obengenannten Halses erfüllt, und dazu bestimmt ist, mit der oberen Aussparung des Schaftes zusammenzuwirken. In der Praxis ist der Durchmesser des Bechers derart gewählt, daß er in den halbkugelförmigen Träger oder Korb eingepaßt wird.
Die Erfindung und die sich daraus ergebenden Vorteile werden aus den folgenden Ausführungsbeispielen deutlicher, die andeutend und nicht einschränkend unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen angegeben sind.
1 und 2 stellen schematisch das Humerusimplantat nach der vorliegenden Erfindung, das mit einem Humerusprothesenkopf versehen ist; in Seiten- bzw. in Explosionsansicht dar.
3 und 4 stellen schematisch und detaillierter den oberen Teil des Implantats von 1 und 2 und nach einer Variante der Erfindung dar.
5 bis 7 stellen schematisch den Humerusprothesenkopf nach der Erfindung in Perspektivansicht bzw. in Ansicht von unten dar.
8 und 9 stellen schematisch das Humerusimplantat nach der Erfindung, das mit einem Becher versehen ist, also mit einem aufnehmenden Einsatz, in Seiten- bzw. in Explosionsansicht dar.
10 ist eine detailliertere schematische Explosionsdarstellung einer Variante der Ausführungsform von 8 und 9.
11 ist eine schematische Perspektivdarstellung des Trägers oder Korbes nach der Erfindung, der mit einem Becher versehen ist.
12 und 13 sind schematische Perspektivdarstellungen des Bechers der Erfindung in Draufsicht bzw. in Sicht von unten.
14 ist eine schematische Perspektivdarstellung des Polyethyleneinsatzes, der in den Becher von 12 und 13 eingeclipst wird.
15 bis 17 sind schematische Perspektivansichten des Halses, der zum Zusammenwirken mit dem Schaft des Implantats der Erfindung bestimm ist.
18 und 19 sind schematische Perspektivansichten des Trägers oder Korbes nach der Erfindung.
20 und 21 sind schematische Perspektivansichten eines zusätzlichen Elements, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
22 und 23 sind schematische Perspektivansichten des Schaftes nach der Erfindung nach zwei unterschiedlichen Ansichten.
Erfindungsgemäß besteht das Humerusimplantat aus drei getrennten Elementen, einem Verankerungsschaft 1 oder 8 bzw. einem Träger 5 und einem Steckeinsatz oder einem aufnehmenden Einsatz.
Wie in 1 und 2 und im übrigen in 22 und 23 dargestellt, hat der Verankerungsschaft 1 eine allgemeine zylindrische Form mit quasi konstantem Querschnitt. Indessen ist sein Durchmesser im Bereich des oberen Endes gegenüber dem Rest des Schaftes etwas größer, wobei der Querschnitt in diesem Bereich elliptisch mit einer doppelkegeligen Aufweitung ist.
Ferner weist sein distaler Teil Rillen 12 auf, die geeignet sind, seine Sekundärverankerung innerhalb des Humerusknochens zu optimieren.
Erfindungsgemäß ist der Schaft 1 dazu bestimmt, einen Träger 5 in Form eines Korbes aufzunehmen, der seinerseits dazu bestimmt ist, einen Steckeinsatz oder einen aufnehmenden Einsatz aufzunehmen.
Dieser Korb 5, der in 18 und 19 besser zu sehen ist, besteht aus einem zylindrischen Sockel 13, von welchem sich mehrere identische, in regelmäßigem Abstand voneinander beabstandete Schenkel 14 erstrecken. Diese Schenkel, die allgemein kreisbogenförmig sind, definieren eine im wesentlichen halbkugelförmige Hülle. Die äußere Seite der Schenkel ist mit Zähnen versehen, die dazu bestimmt sind, die Verankerung des Trägers in dem spongiösen Knochen des Humerus zu fördern. Ferner ist der zylindrische Sockel 13 zunächst von einer Bohrung 17 durchsetzt, die dazu bestimmt ist, den Durchgang eines Kragens 7 zu ermöglichen, der später im einzelnen beschrieben wird, und weist ferner an seiner Unterseite Radialverzahnungen 16 auf, die in regelmäßigem Abstand verteilt und dazu bestimmt sind, die korrekte Positionierung des Korbes 5 auf dem oberen Ende 3 des Verankerungsschaftes oder auf der oberen Seite 18 eines Zwischenelements oder kurzen Schaftes 8 zu ermöglichen, der in Verbindung mit 20 und 21 beschrieben wird.
Sowohl die obere Seite 18 des Zwischenelements 8 als auch das obere Ende 3 des Schaftes sind de facto Rippen 19, 4 mit entsprechender Form und entsprechendem Abstand versehen, die geeignet sind, mit diesen Radialverzahnungen 16 zusammenzuwirken.
Der Steckeinsatz oder Humerusprothesenkopf 6 besteht aus einer im wesentlichen halbkugelförmigen Haube, die insbesondere aus rostfreiem Stahl, aus einer Chrom-Kobalt-Legierung oder jedem anderen Material hergestellt ist. Die Basis 10 dieser Haube ist mit einer zentrierten (6) oder exzentrierten (7) Bohrung 11 in Abhängigkeit von der von dem Arzt gewünschten Orientierung versehen. Diese Bohrung ist dazu bestimmt, das obere Ende 20 des Halses 7 aufzunehmen. Dieses präsentiert sich in Form eines Morsekegels, der dazu geeignet ist, innerhalb der Bohrung 10 mit entsprechender Form eingesetzt zu werden. Es ist zu beobachten, daß das obere Ende 20 ebenfalls mit einer Bohrung 21 mit polygonalem Querschnitt versehen ist, um das Einführen eines Werkzeugs zum Verlegen des Halses 7 auf dem oberen Ende 3 des Verankerungsschafts 1 zu ermöglichen. Dieses obere Ende 20 ist auf kollineare Weise durch einen Abschnitt 22 mit größerem Durchmesser verlängert, auf welchem der Steckeinsatz 6 ruht. Dieser Abschnitt 22 ist seinerseits, ebenfalls auf kollineare Weise, durch eine zylindrische Zone 23, dann durch ein unteres Ende 24 verlängert, das entweder die Form eines Morsekegels oder ein Gewinde 25 aufweist, wobei diese beiden Zonen durch eine Zone 26 mit kleinerem Durchschnitt getrennt sind. Diese Zone 26 ist dazu bestimmt, dem unteren Ende 24 eine bestimmte Nachgiebigkeit zu verleihen.
Die zylindrische Zone 23 ist dazu bestimmt, mit der Bohrung 17 des Sockels 13 des Korbes 5 zusammenzuwirken, und erstreckt sich de facto im wesentlichen über eine Länge, die im wesentlichen der Höhe des Sockels entspricht, und weist einen Durchmesser auf, der bis auf das Spiel dem Innendurchmesser der Bohrung entspricht.
Das untere Ende 24 ist seinerseits dazu bestimmt, mit einer Aussparung 27, die innerhalb des oberen Endes 3 des Schaftes 1 vorgesehen ist, oder mit einer Aussparung 28 zusammenzuwirken, die innerhalb des Zwischenelements oder kurzen Schaftes 8 vorgesehen ist, um die Fixierung des Halses an diesen zwei jeweiligen Elementen und daneben die Fixierung des Korbes 5 und des Implantats 6 an dem Verankerungsschaft 1 zu gewährleisten. Diese Aussparungen 27, 28 sind de facto entweder mit einer Form versehen, die dazu geeignet ist, mit der Morsekegelform des unteren Endes zusammenzuwirken, oder mit einem Innengewinde mit einem dem Gewinde 25 entsprechenden Schritt, mit dem das untere Ende 24 gegebenenfalls versehen ist.
Im Falle des Steckeinsatzes gewährleistet der Korb 5 eine Stabilisierung des Schaftes und fördert ferner die Verankerung des Implantats innerhalb des Humerus.
Der aufnehmende Einsatz, der insbesondere in Verbindung mit 11 bis 14 dargestellt ist, ist von einem Becher 30 gebildet, in welchen ein Polyethyleneinsatz 31 eingeclipst wird.
Der im wesentlichen halbkugelförmige Becher 30 ist ausgehend von seinem unteren Pol durch eine Achse 32 verlängert, wobei die Achse 32 die gleiche Funktion wie der obengenannte Hals 7 erfüllt und damit wie dieser mit folgendem versehen ist:

– einer zylindrischen Zwischenzone 35, die dazu bestimmt ist, mit der Bohrung 17 des Sockels 13 des Korbes 5,
– und einer unteren Zone 36, die dazu bestimmt ist, mit der Aussparung 27 des oberen Endes 3 des Verankerungsschaftes 1 oder 28 des Zwischenelements 8 zusammenzuwirken.

Die Außenhülle des Bechers 30 entspricht im wesentlichen dem durch den Becher 5 definierten Innenvolumen.
Der Polyethyleneinsatz 31 wird innerhalb des Bechers 30 eingeclipst. Dazu ist er mit ringförmigen Rippen 34 versehen, die mit Nasen 33 zusammenwirken, die in Richtung des durch den Becher definierten Volumens vorspringen und in der Nähe des oberen Randes des Bechers vorgesehen sind. Der Umfang des Einsatzes 31 ist ferner mit einem Flansch 37 versehen, der dazu bestimmt ist, an dem Becher 30 anzuliegen.
Man wird also verstanden haben, daß die Erfindung zwei Hauptausführungsformen umfaßt. Die eine verwendet einen langen Schaft 1, der zum Einführen in den Medullarkanal des Humerus bestimmt ist. Die andere verwendet einen kurzen Schaft 8, wenn die Implantation eines langen Schaftes entbehrlich ist. Dieser kurze Schaft ermöglicht auch die Durchführung der direkten Implantation des Humerusimplantats an dem Humerus.
Wie bereits gesagt, liegt einer der Vorteile dieses Implantats darin, daß es eine begrenzte Resektion des spongiösen Knochens. Das Implantat wird mittels kreuzförmiger Instrumente eingesetzt, welche sich an die Form des korbförmigen Trägers anschmiegen, wodurch die Knochenverluste begrenzt werden.
Ist er eingesetzt, bewegt sich der Steckeinsatz oder der aufnehmende Einsatz dank der engen Kooperation zwischen den verschiedenen Elementen nicht mehr.
Die Erfindung und die sich daraus ergebenden Vorteile erscheinen deutlich aus der vorhergehenden Beschreibung, insbesondere bemerkt man die anatomische Form des Verankerungsschaftes ebenso wie die modularen Eigenschaften des Implantats.

Claims

Variierbares Humerusimplantat umfassend: • einen Verankerungsschaft (1, 8); • einen Steckeinsatz (6) oder einen aufnehmenden Einsatz (30, 31), die geeignet sind, mit der Gelenkpfanne oder einem Glenoidimplantat zusammenzuwirken, • einen lösbaren Träger (5), welcher dazu bestimmt ist, sich direkt oder indirekt im Bereich des oberen Endes (3) des Verankerungsschaftes (1, 8) einzupassen und mit einem Zwischenhals (7, 32) zusammenzuwirken, der selbst mit Mitteln zum Zusammenwirken mit dem Steck- oder aufnehmenden Implantat versehen ist; dadurch gekennzeichnet, daß der lösbare Träger (5) die Form eines Korbes aufweist, der mit einem kreisförmigen Sockel (13) ausgestattet ist, welcher mit einer durchgehenden Öffnung (17) versehen ist und wenigstens drei im wesentlichen kreisbogenförmige, identische und in regelmäßigem Abstand verteilte Schenkel (14) aufweist, wodurch dem Träger eine allgemeine Halbkugelform verliehen wird.
Variierbares Humerusimplantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite der Schenkel (14) mit Zähnen (15) versehen ist, die dazu bestimmt sind, mit dem spongiösen Knochen zusammenzuwirken.
Variierbares Humerusimplantat nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zylinderförmige Sockel (13) des Trägers (5) an seiner Unterseite Radialverzahnungen (16) aufweist, die in regelmäßigem Abstand verteilt und dazu bestimmt sind, die korrekte Positionierung des Korbes (5) auf dem oberen Ende (3, 18) des Verankerungsschaftes (1, 8) zu ermöglichen.
Variierbares Humerusimplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verankerungsschaft (1, 8) im Bereich seines oberen Endes (3) eine kegelstumpfförmige Aussparung (27, 28) aufweist, die dazu bestimmt ist, mit dem ebenfalls kegelstumpfförmigen unteren Ende (24) des Halses (7) zusammenzuwirken.
Variierbares Humerusimplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verankerungsschaft (1, 8) im Bereich seines oberen Endes (3) eine zylinderförmige, mit einem Innengewinde versehene Aussparung (27, 28) aufweist, die dazu bestimmt ist, mit dem unteren Ende (24) des Halses (7), das mit einem entsprechenden Gewinde (25) versehen ist, zusammenzuwirken.
Variierbares Humerusimplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenhals (7) drei kollineare Abschnitte aufweist: – das obere Ende (20), das in Form eines Morsekegels vorliegt und das geeignet ist, mit dem Steckeinsatz (6) zusammenzuwirken; – einen Abschnitt (22) größeren Durchmessers, auf dem der Steckeinsatz (6) ruht; – einen zylindrischen Bereich (23), der dazu bestimmt ist, mit der Bohrung (17) des Sockels (13) des Korbes (5) zusammenzuwirken und der sich durch ein unteres Ende (24) fortsetzt, das entweder die Form eines Morsekegels oder ein Gewinde (25) aufweist, wobei diese beiden Bereiche durch einen Bereich (26) kleineren Querschnitts getrennt sind.
Variierbares Humerusimplantat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckeinsatz oder prothetische Humeruskopf (6) aus einer Halbkugel besteht, deren Basis (10) mit einer zentrierten oder exzentrierten kegelförmigen Aussparung (11) versehen ist, die geeignet ist, mit dem oberen Ende (20) des Halses (7) zusammenzuwirken.
Variierbares Humerusimplantat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der aufnehmende Einsatz (30, 31) von einem Becher (30) gebildet ist, dessen Außenhülle im wesentlichen dem durch den Korb (5) definierten Innenvolumen entspricht und der durch eine an seinem Pol angeordnete Mittelachse (32) verlängert ist, welche dieselbe Funktion wie der Hals (7) erfüllt und dazu bestimmt ist, mit der Aussparung (17) des Schaftes (1) zusammenzuwirken, wobei der Becher (30) dazu bestimmt ist, einen Polyethyleneinsatz (31) aufzunehmen, der innerhalb des Bechers (30) eingeclipst wird.