DE68923566T2

DE68923566T2 - Femur-Spreizgerät.

Info

Publication number: DE68923566T2
Application number: DE68923566T
Authority: DE
Inventors: Frederick Conrad Ewald; Matthew Paul Poggie; Peter Stanley Walker
Original assignee: Howmedica Inc
Current assignee: Howmedica Osteonics Corp
Priority date: 1988-02-03
Filing date: 1989-01-25
Publication date: 1996-01-04
Anticipated expiration: 2009-01-26
Also published as: JPH01250250A; US5002547A; DE8901069U1; DE68923566D1; EP0474320B1; DE68901386D1; EP0327249B1; ATE125140T1; EP0474320A1; JPH0548699B2; ATE75592T1; EP0327249A2; EP0327249A3; CA1324548C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Femurdistraktor zur Verwendung in einer Vorrichtung für eine Knieprothese, das heißt, einer Vorrichtung zur Verwendung bei der Vorbereitung von Knochenoberflächen und bei der Implantation einer modularen Knietotalprothese.
Das menschliche Kniegelenk ist größeren Belastungen ausgesetzt, als jegliches andere Gelenk im Körper. Dies ist der Fall, weil es das volle Gewicht des Körpers tragen muß, häufig unter ungünstigen Hebelverhältnissen. Folglich ist die Gestaltung einer Prothese für einen Ersatz des Kniegelenks sehr gefragt.
Zusätzlich sollte die Implantation einer Prothese eine Resektion des Gelenks vermeiden, die mehr umfaßt als unbedingt erforderlich. Dies gilt insbesondere für das Knie, das innerhalb des Gelenks Ligamente einschließt, d.h. die Kreuzbänder, die für das zukünftige Funktionieren des Gelenks wichtig sind, und deshalb ist es bei der Gestaltung der Prothese wichtig, die Dicke der Prothese auf einem Minimum zu halten, um so eine Resektion zu vermeiden, dies jedoch durchzuführen, ohne eine beständige und über einen langen Zeitraum hinweg ausreichende Leistungsfähigkeit zu opfern.
Andere Faktoren, die bei der Gestaltung einer Knieprothese zu berücksichtigen sind, schließen die Notwendigkeit ein, sie gegen Scherkräfte, Abkippen und Drehmomente zu veranken, gegen welche das Kniegelenk besonders anfällig ist.
Außerdem ist es erwünscht, die Art und Weise, in der die Prothese implantiert wird, zu standardisieren, und eine Instrumentierung bereitzustellen, durch welche das Tibiaplateau und der Femur auf eine solche Weise reseziert werden, daß die Einschnitte mit den am Plateau anzubringenden Komponenten zusammenpassen.
Die US-A-4501266 beschreibt eine Kniedistraktionsvorrichtung mit einem verstellbaren Kraftkalibriermechanismus für die Wahl der Bänderspannkraft, die an entgegengesetzten Seiten des Knies aufzubringen ist.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit einer verbesserten Instrumentierung, um eine Implantation einer Knietotalprothese zu erleichtern, insbesondere mit einem Femurdistraktor, welcher einen Teil einer derartigen Instrumentierung bildet.
Die Erfindung stellt einen Femurdistraktor für eine Implantation einer modularen Knietotalprothese bereit, umfassend:
einen Körper mit einer anterioren Oberfläche;
einen beweglichen medialen Arm und lateralen Arm, die operativ mit dem besagten Körper verbunden sind und sich nach posterior und allgemein parallel zu einer Oberfläche des besagten Körpers erstrecken, welche allgemein senkrecht zu seiner anterioren Oberfläche ist; und eine innerhalb des besagten Körpers angebrachte Einrichtung, um den besagten medialen und lateralen Arm unabhängig zu heben und zu senken,
dadurch gekennzeichnet, daß der Distraktor für eine Anbringung auf dem Ende einer ins Innere des Femurmarkkanals eingebrachten medullären Ausrichtstange geeignet ist;
daß der Distraktor weiter einen Griff umfaßt; daß die anteriore Oberfläche des Körpers mit dem besagten Griff verbunden ist; und daß der besagte Körper eine Schiene mit einer darauf ausgebildeten Nut zum Befestigen und verschiebbaren Aufnehmen eines Endes der medullären Ausrichtstange aufweist, um den Femurdistraktor in Bezug zum Femur auszurichten.
Elemente eines Instruments für eine Knieprothese, die einen Femurdistraktor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung einschließen, sind in den begleitenden Zeichnungen veranschaulicht, in denen:
Figur 1 eine Seitenansicht einer Kombination aus verlängerbarer Stange, integrierter Schneidplattform und Knöchelklammer ist;
Figur 2 eine Seitenansicht der massiven verlängerbaren Stange und der Schneidplattform aus Figur 1 ist;
Figur 3 eine Unterseitenansicht der Schneidplattform aus Figur 1 ist;
Figur 4 eine Oberseitenansicht der Knöchelklammer und einer Verlängerungsschiene des Ausrichtinstruments aus Figur 1 ist;
Figur 5 eine Seitenansicht eines verstellbaren Stiftes ist;
Figur 6 eine Oberseitenansicht einer modularen Schaft/Flossen- Lehre ist;
Figur 7 eine Seitenansicht der Lehre aus Figur 6 ist;
Figur 8 eine Stirnseitenansicht der Lehre aus Figur 6 ist;
Figur 9 eine Seitenansicht einer Schaft/Flossen-Stanze ist;
Figur 10 eine Draufsicht auf die Schaft/Flossen-Stanze aus Figur 9 ist:
Figur 11 eine Seitenansicht einer Druckstange ist;
Figur 12 eine Seitenansicht einer intramedullären Stange und Ausrichtgabel ist;
Figur 13 eine Stirnseitenansicht der Stange aus Figur 12 ist, welche die Ausrichtgabel zeigt;
Figur 14 eine andere Seitenansicht der Stange aus Figur 12 ist, welche die Anwinklung der Stange im Verhältnis zur Gabel zeigt;
Figur 15 eine Seitenansicht eines Femurdistraktors gemäß der Erfindung ist;
Figur 16 eine Stirnseitenansicht des Distraktors aus Figur 15 ist;
Figur 17 eine Unterseitenansicht des Distraktors aus Figur 15 ist;
Figur 18 eine Stirnseitenansicht einer modularen Bohrführung ist;
Figur 19 eine Unterseitenansicht der Bohrführung aus Figur 18 ist;
Figur 20 eine Seitenansicht einer distalen Schneidführung oder distalen Femurresektionsführung ist;
Figur 21 eine Stirnseitenansicht der Führung aus Figur 20 ist;
Figur 22 eine Unterseitenansicht der Führung aus Figur 20 ist;
Figur 23 eine Vorderseitenansicht einer modularen Schneidführung ist, die eine Anterior/Posterior- und Abschrägungs-Resektionsführung einschließt;
Figur 24 ein Querschnitt durch B-B aus Figur 23 ist;
Figur 25 eine Vorderseitenansicht einer Femurgrößenbestimmungsvorrichtung ist;
Figur 26 eine Seitenansicht der Größenbestimmungsvorrichtung aus Figur 25 ist;
Figur 27 eine Seitenansicht einer gegen eine Femurlehre anliegend positionierten Fräserführung ist;
Figur 28 eine Stirnseitenansicht der Fräserführung aus Figur 27 ist;
Figur 29 eine Seitenansicht eines Fräsers zum Ausfräsen des Hohlraums zur Aufnahme eines Femurnagels ist;
Figur 30 eine Draufsicht auf eine Patellaresektionsführung und -klammer ist;
Figur 31 eine teilweise Seitenansicht von einer der Backen der Patellaresektionsführung aus Figur 30 ist;
Figur 32 eine Seitenansicht eines Patellahandhabungsinstruments ist, welches eine Patellalehre hält;
Figur 33 eine Draufsicht auf eine modulare Patellalehre zur Verwendung mit dem Instrument aus Figur 32 ist;
Figur 34 eine Seitenansicht eines Patellabohrers mit einem Anschlag zur Verwendung mit der Lehre aus Figur 33 ist;
Figur 35 eine vergrößerte Schnittansicht einer Schnellverbindungsvorrichtung zum Austauschen und Festhalten von Elementen des Instruments aus Figur 32 ist;
Figur 36 eine Seitenansicht eines Instruments aus Figur 32 ist, jedoch mit einem Klemmelement an Stelle der Patellalehre;
Figur 37 eine Draufsicht auf das Klemmelement aus Figur 36 ist;
Figur 38 eine Seitenansicht eines Femurstabilisator- Kastensmeißels ist;
Figur 39 eine Oberseitenansicht des Meißels aus Figur 38 ist; und
Figur 40 eine Stirnseitenansicht des Meißels aus Figur 38 ist.
Die Figuren 41 bis 55 sind schematische Darstellungen, welche die Art und Weise veranschaulichen, in der die in den oben beschriebenen Zeichnungen veranschaulichte Instrumentierung verwendet wird, um Knochenoberflächen vorzubereiten, und die in diesen schematischen Zeichnungen veranschaulichten Behandlungstechniken werden nachfolgend ausführlicher beschrieben.
Bezug nehmend auf die in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsformen, veranschaulicht Figur 1 ein Instrument für die korrekte Ausrichtung einer Schneidoberfläche, um die Resektion eines Tibiaplateaus 43 (vgl. Figur 43) zur Aufnahme eines Tibiaimplantats zu erleichtern, wobei dieses Instrument eine verlängerbare Stange 10' mit einen hohlen distalen Teil 2 und einem massiven proximalen Teil 3 umfaßt, wobei der besagte distale Teil ein hohles zylindrisches Rohr 2 umfaßt, und der besagte proximale Teil eine massive zylindrische Stange 3 umfaßt, die verschiebbar ins Innere des besagten hohlen zylindrischen Rohrs paßt, sowie eine Einrichtung zum Festklemmen der verschiebbaren Stange innerhalb des besagten Rohrs, wenn die gewünschte Gesamtlänge erreicht ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform umfaßt die besagte Einrichtung zum Festklemmen der verschiebbaren massiven Stange 3 innerhalb des hohlen zylindrischen Rohrs 2 eine Klemmschraube 4, welche innerhalb einer in Längsrichtung entlang der besagten massiven Stange verlaufenden Nut 5 angezogen wird, wobei das Festklemmen sowohl eine Dreh- und eine Längsbewegung verhindert. Das proximale Ende der massiven Stange weist einen vorbestimmten Krümmungsradius R auf und endet in einer integrierten Schneidplattform 6, welche eine ebene Schneidoberfläche 1 festlegt. Das distale Ende des besagten hohlen zylindrischen Rohrs endet in einem Lager 7, welches radial an einer Schiene 8 entlanggleitet, die sich im wesentlichen senkrecht aus einer ebenen Platte 9 erstreckt, welche in einer Nut 10 angeordnet ist, in der sich die besagte Platte in seitlicher Richtung verschieben kann, wobei die besagte Nut als Einheit mit einem Paar Spannfeder-Klemmbacken 11 ausgebildet ist, wobei die besagte radiale und seitliche Verschiebebewegung für eine Einrichtung zum korrekten Ausrichten der besagten Schneidplattform nahe dem Tibiaplateau sorgt.
Jede der Backen 11 öffnet und schließt sich um einen Drehzapfen 12 am Ende eines Arms 13 und wird von einer Spannfeder 14 in einer Greifstellung gehalten.
Wie in Figur 3 dargestellt, weist die Schneidplattform 6 eine verbesserte schlanke Gestalt und ein inneres gebogenes Profil 15 auf, das so angepaßt ist, daß es gegen die Tibia anliegend paßt. Sie weist auch eine mittlere Öffnung 16 auf, die zur Aufnahme des Zapfens 17 eines Stifthalters (Figur 5) angepaßt ist, sowie Öffnungen 18 zur Aufnahme von Positionierbolzen.
Der distale Teil des in Figur 1 veranschaulichten Instruments trägt auch eine massive Visierführung 19 mit einem 5º-Visier zum korrekten Ausrichten des Instruments relativ zur Tibia eines Patienten.
Figur 5 veranschaulicht einen verstellbaren Stift 20 zur Verwendung in Kombination mit der Schneidplattform 6 des in den Figuren 1 bis 3 veranschaulichten Instruments, welcher umfaßt: einen massiven Fußteil 21 mit einem überstehenden Zapfen, der für eine Positionierung in einer damit zusammenwirkenden Öffnung in der besagten Schneidplattform 6 angepaßt ist, um den besagten Fußteil auf der besagten Schneidplattform anzubringen, einen Arm 22, der sich von dem besagten Fuß aus nach oben und unter einem Winkel erstreckt, wobei der besagte Arm ein distales Ende mit einem Innengewinde 23 darin aufweist, sowie einen Stiftarm 20, der ein distales Ende und ein proximales Ende mit einem Außengewinde 24 aufweist, wobei das besagte Außengewinde des Stiftarms an das Innengewinde des nach oben verlaufenden Arms angepaßt ist, so daß dann, wenn das distale Ende des Stiftarms das Tibiaplateau 43 berührt, die Schneidplattform für eine Resektion des Plateaus in ihrer korrekten Ausrichtung festgeklemmt werden, und der Stiftarm dann durch Losschrauben an seinem proximalen Ende zurückgezogen werden kann, ohne die Ausrichtung der Schneidplattform zu stören.
Die Figuren 6 bis 8 veranschaulichen eine modulare Schaft/Flossen-Lehre 25 zur Bestimmung der Umfangsgröße einer resezierten proximalen Tibia, umfassend einen die Lehre tragenden Griff 26. Der Griff weist eine Öffnung 26' auf, die es ermöglicht, ihn verschiebbar auf einer Ausrichtstange anzubringen (vgl. Figuren 44 und 45). Die Lehre, die es entsprechend der Größe der Tibia in unterschiedlichen Größen geben kann, weist einen ausgeschnittenen Teilbereich 27 zur Aufnahme der Kreuzbänder auf, und umfaßt eine den Umfang der resezierten proximalen Tibia festlegende massive ebene Platte 25, ein erhöhtes zylindrisches Rohr 28, welches eine kreisförmige Öffnung 29 zur Aufnahme einer Schaft-Stanze (Figur 9) umfaßt, sowie von der besagten Öffnung ausstrahlende Schlitze 30 zur Aufnahme einer Flossen-Stanze zwecks Ausrichtung einer Schaft/Flossen-Stanze, und schließt auch um das Ende jedes Flossenschlitzes distal von der besagten Schaftöffnung eine erweiterte runde Öffnung 31 für einen Bohrer ein.
Die Figuren 9 und 10 veranschaulichen eine Schaft/Flossen- Stanze 32, umfassend ein zentrales hohles zylindrisches Rohr 33 mit einer distalen Meißelschneide 34 und zwei Flossen 35, die sich unter einem vorbestimmten Winkel in radialer Richtung aus dem besagten Rohr erstrecken und jeweils eine distale Meißelschneide aufweisen. Das proximale Ende der Stanze endet in einer runden Platte 37, die so angepaßt ist, daß man mit einem Knochenhammer eines Chirurgen auf sie schlagen kann, um den Knochen zur Aufnahme des Schaftes und der Flossen eines Tibiaimplantats auszustanzen.
Die Seite des zylindrischen Rohrs weist einen Schlitz 38 auf, in den ein überstehender Zapfen 39 (Figur 7) im erhöhten zylindrischen hohlen Rohr der Lehre eingreifen kann, um dadurch eine ordnungsgemäße Ausrichtung der Stanze innerhalb der Lehre sicherzustellen.
Figur 11 veranschaulicht eine massive Schubstange 40, die in das hohle zylindrische Rohr der Schaft/Flossen-Stanze paßt.
Die Figuren 12 bis 14 veranschaulichen eine Ausrichtgabel 41, die an einer intramedullären Stange 42 angebracht ist, welche zum Einführen in einen Markkanal des Patienten angepaßt ist.
Die Figuren 15 bis 17 veranschaulichen einen Femurdistraktor, umfassend einen Griff 44 mit einer durchgehenden vertikalen Öffnung 45 zur Aufnahme einer Ausrichtstange (nicht dargestellt), eine zum Aufschieben auf eine Ausrichtgabel angepaßte Schiene 47, einen lateralen Arm 48 und einen medialen Arm 49. Jeder Arm kann mittels eines durch einen Drehschlüssel 51 betätigten Ritzel/Zahnstangenmechanismus 50 gesondert gehoben oder gesenkt werden.
Die Figuren 18 und 19 veranschaulichen eine Bohrführung 52, die eine untere Nut 53 aufweist, die zum Verschieben entlang der Schiene des Femurdistraktors angepaßt ist und eine Mehrzahl von Öffnungen 54 zur Aufnahme von Positionierbolzen (nicht dargestellt) aufweist.
Die Figuren 20 bis 22 veranschaulichen eine distale Schneidführung, umfassend eine ebene Platte 55 mit einer oberen Schneidoberfläche 56 und einer unteren Oberfläche 57, sowie integrierten Flanschen 58, die sich aus der besagten unteren Oberfläche erstrecken und jeweils von einem Rand derselben aus nach innen versetzt sind, wobei jeder der besagten Flansche eine durchgehende Positionieröffnung 60 aufweist.
Die Figuren 23 und 24 veranschaulichen eine modulare Schneidführung zum Führen eines Sägemessers zur Herstellung von Schnitten, die für eine Femurkomponente einer Knietotalprothese benötigt werden, umfassend einen im wesentlichen rechteckigen Rahmen 61 mit einer oberen Wand, deren äußere Oberfläche eine ebene obere Schneidfläche 62 liefert, und einer unteren Wand, deren äußere Oberfläche eine ebene untere Schneidfläche 63 liefert, und einen zwischen der besagten oberen Oberfläche und der besagten unteren Oberfläche angeordneten massiven Zwischenblock 64 mit einer schrägen Oberseite 65 und einer schrägen Unterseite 66, wobei jede der besagten schrägen Oberflächen eine Führung zur Herstellung eines Schrägschnitts liefert. Die offenen Zwischenräume 64' zwischen der schrägen Oberseite 65 und der inneren Oberfläche der oberen Wand und zwischen der schrägen Unterseite 66 und der inneren Oberfläche der unteren Wand liefern Fenster, die dem Chirurgen eine unbehinderte Sicht auf die Oberflächen ermöglichen, welche geschnitten werden. Der massive Zwischenschneidblock trägt Zapfen 67' zur Positionierung der Führung in vorgebohrten Löchern auf dem Femur. Die Führung wird mit Griffen 67 gehalten, die aus den Seiten des Blocks ragen.
Die Figuren 25 und 26 veranschaulichen eine Femurgrößenbestimmungsvorrichtung zur Ermittlung der Größe eines Femur eines Patienten, um ihn für eine Resektion zur Aufnahme einer modularen Femurprothese vorzubereiten, umfassend einen Hauptteil 68 mit Positionieröffnungen, eine mittige röhrenförmige Öffnung 69 zur Aufnahme eines Fühlerelements 70, sowie Anzeigeeinrichtungen, welche die Tiefe des Fühlerelementes innerhalb der besagten Öffnung anzeigen, wenn die Größenbestimmungsvorrichtung 71 auf dem Femur eines Patienten positioniert ist, um dadurch für eine Bestimmung der Größe zu sorgen, die für eine modulare Schneidführung erforderlich ist.
Die Figuren 27 und 28 veranschaulichen eine Fräserführung für eine korrekte Positionierung eines Fräsers (Figur 29) zur Vorbereitung eines Hohlraums zum Positionieren eines Femurprothesennagels, wobei diese Fräserführung eine ebene Platte 72 mit einer Oberseite 73 und einer Unterseite 74, eine durchgehende Öffnung 75 durch die Platte, eine röhrenförmige Muffe 76, die sich aus der besagten Oberseite erstreckt und in Reihe mit der besagten Öffnung liegt, sowie Positionierzapfen 77 umfaßt, die sich aus der besagten Unterseite erstrecken.
Figur 29 veranschaulicht einen Fräser mit Schneidkanten 78 zum Ausfräsen eines Hohlraums zur Aufnahme des Schaftes einer Femurkomponentenprothese.
Die Figuren 30 und 31 veranschaulichen eine Patellaresektionsführung, umfassend eine scherenartige Klammer 79 mit distalen Greifarmen 80, wobei jeder der besagten Arme eine Schneidoberfläche und Greifzähne 81 definiert, wobei die besagten Greifzähne unterhalb der Ebene 83 der zugehörigen Schneidoberfläche nach innen zu versetzt sind 82.
Das proximale Ende der Vorrichtung weist einen Sperrklinkenarm 84' auf, um ein Abrutschen der Klemme zu verhindern.
Die Figuren 32, 33, 35, 36 und 37 veranschaulichen ein Patellahandhabungsinstrument mit einer modularen Lehre und einer Klemmvorrichtung, die austauschbar sind, umfassend ein scherenartiges Element 84, das einen ersten Schwenkarm 85 mit einem distalen Ende und einen zweiten Schwenkarm 86 mit einem distalen Ende aufweist, wobei der besagte erste Arm eine an seinem distalen Ende angeordnete drehbare Plattform 87 aufweist, wobei die Oberfläche 88 der besagten Plattform nach innen auf den besagten zweiten Arm zu weist, und der besagte zweite Arm eine Einrichtung 89 aufweist, um austauschbar entweder: (i) eine modulare Patellalehre 90 mit Öffnungen zur Aufnahme von Bohrern, oder (ii) ein zum Festklemmen einer Patellaprothese an einer resezierten Patella angepaßtes Klemmelement 91 zu ergreifen und festzuhalten.
Die bevorzugte Einrichtung zum Austauschen der Lehre und des Klemmelementes ist eine in Figur 35 ausführlich dargestellte Schnellverbindungsvorrichtung.
Die Schnellverbindungsvorrichtung umfaßt eine Druckfeder 92, eine Kugel 93, eine Kupplung 94 und einen Haltering 95.
Figur 34 veranschaulicht eine Bohrkrone 96 mit einer Meißelschneide 97 und einem Anschlag 98 für Bohrlöcher in einer Patella unter Verwendung der in Figur 33 veranschaulichten Lehre.
Die Figuren 38 bis 40 veranschaulichen einen Femurstabilisator-Kastenmeißel zum Aushöhlen eines Knochens zur Aufnahme einer posterioren stabilisierten Femurkomponente, welcher einen Griff 99, eine sich aus dem besagten Griff erstreckende anteriore Kufe 100 und einen Kastenmeißel 101 umfaßt, der sich paralle zu dem besagten Positioniergehäuse erstreckt und ein Schneidprofil zum Schneiden des benötigten Hohlraums zur Aufnahme des Zapfens der stabilisierten Komponente aufweist.
Der chirurgische Eingriff unter Verwendung der Instrumentierung der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen der Figuren 41 bis 55 beschrieben.

(1) Schneiden der proximalen Tibia

Das Knie des Patienten wird über 90º hinaus gebeugt, und die Tibia wird nach vorne gezogen. Wie in Figur 41 dargestellt, werden die unteren Klemmarme 11 der oberen Tibiaschneidführung 6 geöffnet und proximal vom Malleolus medialis um das Knöchelgelenk herum festgeklemmt. Das distale Ende weist zwei Einstellungmöglichkeiten auf, jeweils eine für anterior/posterior (A/P) und medial/lateral (M/L).
Das Ausrichtrohr 2 kann um etwa 2,5 mm verschoben werden, um die Gegenwart des Wadenbeins auszugleichen. Das Rohr wird bis zu einer bestimmten Markierung an der A/P-Schiene 8 entlanggeschoben, um eine Posteriorneigung von 3º bis 5º herzustellen. Die Visierführung 19 auf der anterioren Oberfläche des Rohrs dient als Sehhilfe. Die Höhe der Schneidplattform wird unter Verwendung des Tibiastiftes als Führung in Beziehung zum tiefsten Punkt auf dem Tibiaplateau positioniert. Zwei 3 mm(1/8")-Bolzen werden verwendet, um die Schneidplattform an der proximalen Tibia zu befestigen, so daß genaue Knochenschnitte hergestellt werden können.
Die Krümmung R in der Stange, welche die Schneidplattform mit dem Ausrichtrohr verbindet, ahmt die Posteriorabwinklung der proximalen Tibia nach. Dies positioniert die Schneidplattform nahe am Tibiaplateau und gestattet es, die gesamte Oberfläche der proximalen Tibia mit einem Sägemesser mit Standardgröße zu schneiden. Die Schneidplattform weist einen an die Krümmung des anterioren Tibiaplateaus angepaßten Umriß auf.

Vorbereitung eines Situs für die Prothese

Die Umfangsgröße der resezierten proximalen Tibia wird unter Verwendung der Schaft/Flossen-Stanzlehren ermittelt (Figuren 44 und 45). Diejenige Größe, welche den kortikalen Umfangsrand am besten abdeckt, wird gewählt. Unter Verwendung der durch die Öffnung im Griff hindurchgeführten Ausrichtstange wird eine Drehausrichtung der Lehre hergestellt, indem man die Ausrichtstange und den Tibiaschaft in der Stirnebene hintereinander reiht. Die beiden festgehaltenen Bolzen werden in die proximale Tibia geklopft, um die Lehre zu befestigen. Die passend bemessene Schaft/Flossen-Stanze wird ausgewählt und in den zylindrischen Vorsprung auf der Lehre eingeführt. Eine Drehausrichtung der Stanze wird hergestellt, indem man die Schwingen in die Schlitze im Zylinder eingreifen läßt. Unter Verwendung eines Hammers wird die Stanze in die Tibia getrieben, bis die Treibplattform mit der Unterseite auf das obere Ende des Zylinders auftrifft. Da der Schaftteil der Stanze hohl ist, füllt herausgeschnittener Knochen diesen Raum auf. Man wähle einen Stopfenstößel 40 von passender Größe und treibe ihn in den Knochen des Stanzenschaftes (Figur 11 und 45). Dies drückt den Knochen, welcher den Raum einnimmt, in distaler Richtung, wobei er verdichtet wird. Dieser Knochen dient in dem Fall, daß bei der Fixation der Tibiagrundplatte Knochenzement verwendet wird, als Zementrückhaltevorrichtung. Wenn Knochenzement verwendet wird, werden unter Verwendung der Öffnungen 31 in der Lehre als Führung für die Bohrkronen 102, welche mit einem passenden Tiefenanschlag markiert worden sind, zwei Löcher 31 in das mediale und laterale Plateau gebohrt (Figur 44).

Vorbereitung des Femur

Die laterale anteriore Prominenz wird für einen besseren Sitz des distalen Femurschneidblocks, der später verwendet werden soll, vom distalen Femur reseziert. Ein 5/16" (8 mm)-Pilotloch wird in Reihe mit dem Markkanal gebohrt. Die Position des Bohrlochs sollte in der Mitte zwischen dem medialen und lateralen Femurkondylus gerade anterior der Ansatzstelle des hinteren Kreuzbandes liegen. Die Richtung der Bohrkrone sollte in beiden Ebenen mit der Längsachse des Femur übereinstimmen. Die rechte oder linke Ausrichtgabel wird in den Markkanal eingeführt (Figur 46).
Der Femurdistraktor wird auf die Ausrichtgabel geschoben und das Bein gestreckt (Figur 47). Der Distraktor ist nun am Femur befestigt, in der Frontalebene unter dem passenden Valguswinkel gegenüber der mechanischen Achse und in der sagittalen Ebene senkrecht zu dieser.
Es wird darauf geachtet, daß der Femurdistraktor glatt auf der abgeschnittenen proximalen Tibia sitzt. Man ziehe bei voll gestrecktem Knie den lateralen und medialen Arm des Distraktors bis zu den Femurkondylen hinauf. Falls das laterale und mediale Ligament ungleich sind, führe man zu diesem Zeitpunkt eine angemessene Weichteilmobilisation aus. Eine Gesamtausrichtung des Beins kann weiter mit der durch den Griff des Distraktors hindurchgeführten langen Ausrichtstange überprüft werden. Die Ausrichtstange sollte distal die Malleoli kreuzen und proximal 2,54 cm (1 Inch) medial vom anterior-superioren Fortsatz liegen. Man lese die Tibiastärkenmarkierungen ab, wie man es in Figur 47 sieht, und wähle den unteren Wert zwischen lateral und medial.
Man schiebe die Bohrführung bis zum anterioren Femur hinauf und klopfe zwei 3 mm-Bolzen durch die Öffnungen, welche der gerade gewählten Tibiastärke entsprechen (Figur 48).
Man schiebe die Bohrführung weg, wobei die Bolzen an ihrem Platz gelassen werden. Man gebe die Spannkraft auf den Distraktor frei und entferne ihn. Man biege das Knie auf 90º und entferne die Ausrichtgabel. Man schiebe die distale Schneidführung auf die Bolzen. Der Block ist abgestuft, um es zu ermöglichen, daß die Schneidfläche nahe an der zu schneidenden Oberfläche sitzt. Unter Verwendung einer oszillierenden Säge reseziere man die distalen Femurkondylen. Der Schnitt sollte in der sagittalen Ebene senkrecht zur Längsachse des Femur sein und unter dem passenden Valguswinkel verlaufen (Figur 49).
Man halte das Bein in einer 90º-Biegung und führe den Distraktor ein, so daß er flach auf der abgeschnittenen proximalen Tibia aufliegt. Man ziehe ihn auf denselben Betrag auseinander, wie bei der Streckung, oder geringfügig weniger, falls ein lockereres hinteres Kreuzband bevorzugt wird. Man schiebe die Bohrführung in glatte Anlage mit der geschnittenen distalen Oberfläche und klopfe zwei 3 mm-Bolzen durch die zuvor ausgewählten Öffnungen (Figur 50). Man schiebe die Führung weg, gebe die Spannkraft frei, und entferne den Distraktor.
Man schiebe den Körper der A/P-Größenbestimmungsvorrichtung auf die Bolzen (Figur 51) und lasse den Fühler in die Öffnung im Körper eintreten. Man senke den Fühler ab und drehe ihn, bis er den Scheitelpunkt der anterioren Kortikalis berührt. Man lese durch Anvisieren der Höhe der Kontrollmarkierung die passende Femurgröße ab. Man entferne das Instrument und die Bolzen.
Man wähle die passende Größe des A/P-Abschrägungskombiblocks aus (Figur 52) und lasse die feststehenden Bolzen in die Löcher mit Untermaß im distalen Femur eintreten. Man klopfe den Block ein, bis er glatt gegen den distalen Femur anliegt. Wenn sich dieser Block an seinem Platz befindet, können sämtliche Femurschnitte vorgenommen werden. Die A/P-Schnitte werden vorgenommen, indem man die obere und untere Oberfläche des äußeren Kastens verwendet. Der Abschrägungsblock ist nach innen versetzt, was eine Sichtbarkeit der zu schneidenden Knochenoberflächen ermöglicht.
Die Öffnung für den zentralen Schaft wird vorbereitet, sobald sich das Probeimplantat an seinem Platz befindet, indem man den Nagelfräser durch die mittige Öffnung in der Nagelfräserftihrung einführt, welche auf dem Femurprobeimplantat positioniert ist (vgl. Figur 53) und bis zu der passenden Tiefe fräst, die durch eine Markierung, zum Beispiel einen Anschlag 78' auf dem Fräser festgelegt wird.
Falls eine Stabilisator-Femurkomponente verwendet wird, muß der Knochen ausgehöhlt werden, um einen Situs für den Stabilisatorkasten vorzubereiten. Man wähle einen Stabilisatormeißel von passender Größe (Figur 40). Man lege die anteriore Kufe 100 auf dem geschnittenen anterioren Femur auf und positioniere den Meißel in die Mitte zwischen den Femurkondylen (Figur 54). Mit einem Hammerschlag treibe man den Meißel bis zu seiner vollen Tiefe ein, um die passende Menge an Knochen zu entfernen.

Vorbereitung der Patella

Die Patellaresektionsführung wird verwendet, um die Patella zu ergreifen, und dient als Führung für die oszillierende Säge. Die Backen der Resektionsführung klemmen die medial/lateralen Ränder der Patella auf der Höhe des proximalen Quadriceps und der distalen Insertionsstellen der Patellarsehne fest. Die Oberseiten der Backen sind breit und eben und führen die oszillierende Säge, welche einen ebenen Schnitt herstellt.
Die Größe der Patellaoberfläche wird unter Verwendung der Patellalehre 90 geschätzt, welche 3 Größen in einer einschließt. Sobald die passende Größe ermittelt ist, werden Löcher zur Aufnahme der drei Ansätze in die Patellaoberfläche gebohrt, indem man den Patellabohrer durch die Öffnungen auf der Patellalehre einführt und bis in eine passende Tiefe bohrt.
An diesem Punkt sind sämtliche Knochenoberflächen zur Aufnahme der Prothesenkomponenten vorbereitet worden. Jede Prothese wird mit ihrem zugehörigen Einsetzwerkzeug eingesetzt.
Die Femur-Einsetzvorrichtung greift in die Schlitze auf den äußeren Rändern der Femurkondylen. Eine Anpassung an unterschiedliche Femurgrößen erfolgt durch einen Getriebemechanismus innerhalb der Einsetzvorrichtung. Ein Druckkissen wird gegen den interkondylären Bereich gedrückt und klemmt die Prothese an der Einsetzvorrichtung fest. Sie kann nun auf den Knochen geschlagen werden.
Die Tibia-Einsetzvorrichtung greift in Unterschneidungen ein, die auf der Tibiagrundplatte vorgesehen sind und läßt sich dort festklemmen, wobei zur Anpassung an unterschiedliche Prothesengrößen ein Verschiebemechanismus verwendet wird.
Die Patellazangenklammer (Figur 36) wird verwendet, um den Patellaknopf in die vorgesehene Position zu drücken und diese Position beizubehalten, während der Knochenzement aushärtet.

Implantatkomponenten

Ein wichtiges Merkmal des Implantatsystems ist seine modulare Bauweise und die Tatsache, daß es sowohl für einen einzementierten Gebrauch und für zementfreie Anwendungsfälle mit Preßpassung unter Verwendung derselben Prothesenkomponenten konstruiert worden ist.
Sämtliche Knochenberührungsflächen sowohl von den Femurkomponenten und den Tibiagrundplatten sind allgemein breit und eben und enthalten keine Vertiefungen, die in der Vergangenheit als Speicher für überschüssigen Knochenzement verwendet wurden. Eher sind diese Knochenberührungsflächen durch einen Strahlvorgang aufgerauht, was sowohl für die Haftung am Knochenzement und für das Einwachsen von Knochen bei Nichtvorhandensein von Zement ideal ist.
Auf der Femurkomponente sind Fixationszapfen aus den Kondylen entfernt worden, wo man sie am häufigsten findet, und sind durch einen mittigen Schaft ersetzt worden. Dies gestattet eine minimale Beeinträchtigung der distalen Kondylen, um eine Lastübertragung in einem Preßpassungs-Modus zu verbessern.
Die Tibiagrundplatten weisen eine einzigartige Schaft/Flossen- Gestalt auf. Die Schwingen erstrecken sich nach außen und sind nach posterior angewinkelt. Dies positioniert die Zungen im Bereich des stärksten Spongiosaknochens auf dem proximalen Tibiaplateau, was einen Rückhalt gegen Drehkräfte liefert. Die Schwingen streichen nach oben, während sie sich dem mittigen Schaft nähern, was bei einem einzementierten Modus einen gleichförmigen, ununterbrochenen Zementmantel gestattet. Die Patellaprothese ist nur für eine einzementierte Fixation geeignet.
Die modulare Bauweise des Systems ist ein Ergebnis einer umfassenden gegenseitigen Austauschbarkeit der verschiedenen Komponenten. Diese modulare Bauweise gestattet eine genaue Anpassung an die individuelle Anatomie eines Patienten und läßt eine Anpassung an unterschiedliche Grade einer erforderlichen Prothesenstabilität zu. Die Tibiagrundplatten sind mit Unterschneidungen konstruiert worden, was es gestattet, beide Arten von Einsätzen (PC/TC und Stabilisator) zum Zeitpunkt des Eingriffs daran anzubringen.
Jeder Einsatz ist für eine Aufnahme von drei Größen von entsprechenden Femurkomponenten gestaltet, und die Einsätze werden in unterschiedlichen Stärken angeboten. Die PC/TC- Einsätze können verwendet werden, wenn das hintere Kreuzband entweder vorhanden ist oder fehlt.
Die Patellaflansche von sowohl der hauptsächlichen als auch der stabilisierenden Femurkomponente sind so gestaltet, daß sie eine Patellaprothese einer beliebigen Größe aufnehmen können.
Das Prothesensystem ist auch einsetzbar, wenn der Patient Knochensubstanzverluste aufweist. Metallische Knochenkeile für sowohl die Tibiagrundplatte und die Femurkomponenten sind vorgesehen. Sie werden über Knochenzement zum Auffüllen von Hohlräumen im Wirtsknochensitus unmittelbar an den Implantatkomponenten angebracht.
Die Keile weisen dieselbe aufgerauhte Textur wie die Tibia- und Femurkomponenten auf, wobei diese Oberfäche für ein Anhaften von Zement sowohl an der Keil/Prothesen- und Keil/Knochen-Grenzfläche ideal ist.
Die Keile werden in Größen angeboten, welche den Größen der Tibia- und Femurkomponenten entsprechen.
Das hintere Kreuzband-Totalkondylus-Kniesystem besteht aus Femur-, Patella- und Tibiakomponenten in verschiedenen Größen zur Anpassung an Unterschiede der Anatomie von Patienten.

Femurkomponente:

Diese aus gegossener Vitallium -Legierung hergestellte Komponente ist um die vertikale Achse symmetrisch, so daß sie für einen Ersatz der Tragoberfläche von entweder dem linken oder rechten Femur geeignet ist, und ist mit einer neutralen Patellanut gestaltet. Die inneren Oberflächen der Komponente sind eben, wobei sie keine Vertiefungen enthalten, und sind aufgerauht (durch Sandstrahlen), um eine Zementhaftung zu ermöglichen. Ein zentraler verjüngter Schaft ist an der Basis der anterioren Abschrägung angeordnet und erstreckt sich senkrecht zur distalen Oberfläche in vertikaler Richtung.
Die Gelenkflächen der Vorrichtung - zwei Femurkondylen und ein Patellaflansch - sind hochglanzpoliert. Die breiten Femurkondylen bieten einen großen medial-lateralen Radius, um Belastungen der Tibiakomponente gleichmäßig zu verteilen. Der Patellaflansch ist tief und ist so gestaltet, daß er mit der Patellaprothese oder dem natürlichen Knochen zusammenpaßt.
Jede Größe der Femurkomponente ist so gestaltet, daß sie entweder mit einem Tibiaeinsatz von gleichartiger Größe oder von einer darüber- oder darunterliegenden Größe zusammenpaßt.

Tibiakomponente:

Die Tibiaprothese ist eine zweiteilige Konstruktion, die aus aus einer gegossenen Vitallium -Schale und Einsätzen aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (UHMW) besteht, welche während des Eingriffs an der Schale angebracht werden. Die Grundplatten werden in unterschiedlichen Größen angeboten, so daß sie optimal zur Umfangsform des Tibiaplateaus passen. Die Einsätze aus UHMW-Polyethylen passen mit der Tibiagrundplatte von entsprechender Größe zusammen und werden in unterschiedlichen Stärken angeboten, um unterschiedliche Grade einer Bänderlockerung auszugleichen.
Die Tibiagrundplatte besteht aus einem mittigen Schaft (in unterschiedlichen Längen verfügbar) mit Stützrippen, welche in medialer und lateraler Richtung nach außen und nach posterior ausstrahlen. Die Unterseite der Schale und der Schaft sind sandgestrahlt, um eine aufgerauhte Oberfläche für eine Zementhaftung bereitzustellen.
Die Geometrie der Gelenkflächen der Tibiaeinsätze ist so gestaltet, daß sie ein anatomisches Zurücksetzen, eine Beugung-Streckung und eine axiale Rotation berücksichtigt. Der anteriore Teil des Einsatzes ist nach oben erhöht, um für einen Widerstand gegen eine Subluxation zu sorgen, falls das hintere Kreuzband reseziert werden sollte. Es sind Vorkehrungen getroffen, um einen Zwischenraum für das hintere Kreuzband vorzusehen, falls es intakt bleiben sollte.
Der Verriegelungsmechanismus der Tibiakomponente arbeitet mit Hilfe einer Rastpassung zwischen der metallischen Grundplatte und dem Einsatz aus UHHW-Polyethylen. Die metallische Grundplatte ist mit zwei Unterschneidungen an den posterioren Rändern auf jeder Seite des Ausschnitts für das hintere Kreuzband gestaltet. Der anteriore Teil ist mit einem erhöhten Element ausgestattet, welches einen unterschnittenen Rand enthält. Der Kunststoffeinsatz weist zwei langgestreckte Zungen auf, die mit den posterioren Unterschneidungen auf der metallischen Grundplatte in Eingriff treten, wenn sie von anterior nach posterior in die vorgesehene Lage geschoben werden. Wenn sie sich vollständig im Eingriff befinden, wird auf den anterioren Teil des Kunststoffeinsatzes eine nach unten gerichtete Kraft aufgebracht, welche bewirkt, daß sich eine freigegebene Kunststoffzunge nach hinten und unter den anterioren unterschnittenen Rand der Grundplatte biegt (man kann ein hörbares "Einschnappen" hören, während die Komponenten voll in Eingriff treten). Dieser Vorgang sorgt für eine mechanische Befestigung des Kunststoffeinsatzes innerhalb der Begrenzung der metallischen Grundplatte.

Patellakomponente:

Die Patellakomponente ist aus UHMW-Polyethylen hergestellt und wird in unterschiedlichen Größen angeboten, so daß sie zur Umfangsform der resezierten Patella paßt.
Die Geometrie der Tragoberfläche ist um die proximale/distale Achse asymmetrisch, um für eine linke oder rechte Ausrichtung zu sorgen. Diese Asymmetrie gestattet eine anatomische Spurführung gegen die hochglanzpolierte Oberfläche des Patellaflanschs der Femurkomponente.
Die Unterseite besteht aus drei Ansätzen und einer mittigen Vertiefung, welche für einen Eingriff von Knochenzement sorgt, um die Prothese sicher an der resezierten Patella zu befestigen.
Das Stabilisator-Totalkniesystem besteht aus Femur-, Tibia- und Patellakomponeten in unterschiedlichen Größen zur Anpassung an Unterschiede der Anatomie von Patienten.

Femurkomponente:

Diese aus gegossener Vitallium-Legierung hergestellte Komponente ist um die vertikale Achse symmetrisch, so daß sie für einen Ersatz der Tragoberfläche von entweder dem linken oder rechten Femur geeignet ist, und ist mit einer neutralen Patellanut gestaltet. Die inneren Oberflächen der Komponente enthalten keine Vertiefungen und sind aufgerauht (durch Sandstrahlen), um eine Zementhaftung zu verbessern.
Die Gelenkflächen der Vorrichtung - zwei Femurkondylen, eine interkondyläre Ausnehmung und ein Patellaflansch - sind hochglanzpoliert. Die breiten Femurkondylen bieten einen großen medial-lateralen Radius, um Belastungen auf die Tibiakomponente gleichmäßig zu verteilen. Der Patellaflansch ist tief und ist so gestaltet, daß er mit der Patellaprothese oder dem natürlichen Knochen zusammenpaßt. Die interkondyläre Ausnehmung ist so gestaltet, daß sie mit einem Element des unten beschriebenen Tibiaeinsatzes zusammenpaßt.
Jede Komponentengröße ist so gestaltet, daß sie entweder mit einem Tibiaeinsatz von gleichartiger Größe oder von einer darüber- oder darunterliegenden Größe zusammenpaßt.

Tibiakomponente:

Die Tibiaprothese ist eine zweiteilige Konstruktion, die aus aus einer gegossenen Vitallium-Schale und Einsätzen aus UHMW- Polyethylen besteht, welche während des Eingriffs an der Schale angebracht werden. Die Grundplatten werden in unterschiedlichen Größen angeboten, so daß sie optimal zur Umfangsform des Tibiaplateaus passen. Die Einsätze aus UHMW- Polyethylen passen mit der Tibiagrundplatte von entsprechender Größe zusammen und werden in unterschiedlichen Stärken angeboten, um unterschiedliche Grade einer Bänderlockerung auszugleichen.
Die Tibiagrundplatte besteht aus einem mittigen Schaft (in unterschiedlichen Längen verfügbar) mit Stützrippen, welche in medialer und lateraler Richtung nach außen und nach posterior ausstrahlen. Die Unterseite der Schale und der Schaft sind sandgestrahlt, um eine aufgerauhte Oberfläche für eine Zementhaftung bereitzustellen.
Die Gelenkfläche des Tibiaeinsatzes enthält mediale und laterale Vertiefungen, die so gestaltet sind, daß sie mit den Kondylen der Femur-Komponente artikulieren, was eine anatomische Beugung/Streckung und eine Innen/Außenrotation gestattet. Eine in proximaler Richtung verlaufende Stütze ist zwischen der medialen und lateralen Gelenkfläche positioniert. Die anteriore Fläche ist nach posterior angewinkelt, um eine Verletzung der Patella zu vermeiden.
Die posteriore Oberfläche ist nach anterior angewinkelt, so daß sie eine schräge Oberfläche bietet, gegen die der gebogene Teil der interkondylären Ausnehmung des Femur artikulieren kann. Wenn das Knie bei Nichtvorhandensein des hinteren Kreuzbandes gebeugt wird, erzeugt dieses Gelenk ein Zurücksetzen des Femurs nach posterior, wie bei einer natürlichen Kniebewegung.

Claims

1. Femurdistraktor für eine Implantation einer modularen Knietotalprothese, umfassend:

einen Körper mit einer anterioren Oberfläche;

einen beweglichen medialen Arm (49) und lateralen Arm (48), die operativ mit dem besagten Körper verbunden sind und sich nach hinten und allgemein parallel zu einer Oberfläche des besagten Körpers erstrecken, welche allgemein senkrecht zu seiner anterioren Oberfläche ist; und

eine innerhalb des besagten Körpers angebrachte Einrichtung (50), um den besagten medialen und lateralen Arm unabhängig zu heben und zu senken,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Distraktor für eine Anbringung auf dem Ende einer ins Innere des Femurmarkkanals eingebrachten medullären Ausrichtstange geeignet ist;

daß der Distraktor weiter einen Griff (44) umfaßt;

daß die anteriore Oberfläche des Körpers mit dem besagten Griff (44) verbunden ist; und

daß der besagte Körper eine Schiene (47) mit einer darauf ausgebildeten Nut zum Befestigen und verschiebbaren Aufnehmen eines Endes der medullären Ausrichtstange aufweist, um den Femurdistraktor in Bezug zum Femur auszurichten.

2. Femurdistraktor nach Anspruch 1, bei welchem die besagte, innerhalb des besagten Körpers angebrachte Einrichtung (50), um den besagten medialen und lateralen Arm unabhängig voneinander zu heben und zu senken, jeweils ein operativ mit dem besagten medialen und lateralen Arm (49, 48) verbundener Ritzel/Zahnstangenmechanismus ist.

3. Femurdistraktor nach Anspruch 2, bei welchem das besagte Ritzel von jedem besagten Ritzel/Zahnstangenmechanismus auf einer Antriebswelle angebracht ist, welche sich von dem besagten Körper nach außen erstreckt, wobei sich die den medialen Arm antreibende Welle von dem besagten Körper aus in medialer Richtung erstreckt, und sich die den besagten lateralen Arm antreibende Welle in lateraler Richtung erstreckt.

4. Femurdistraktor nach Anspruch 3, bei welchem jede Welle ein äußeres Ende aufweist, das einen Drehschlüssel (51) einschließt, um eine manuelle Drehung der besagten Welle zu ermöglichen.

5. Femurdistraktor nach einem beliebigen vorangehenden Anspruch, bei welchem die besagte Schiene weiter eine Einrichtung einschließt, um eine Bohrführung (52) darauf anzubringen.

6. Femurdistraktor nach Anspruch 5, bei welchem die besagte Einrichtung zum Anbringen der besagten Bohrführung auf der besagten Schiene die besagte Nut ist, so daß die Bohrführung bei auf dem Ende der medullären Ausrichtstange angebrachtem Femurdistraktor auf der besagten Schiene angebracht werden kann.

7. Femurdistraktor nach einem beliebigen vorangehenden Anspruch, bei welchem der besagte Griff (54) in Form eines Pistolengriffs ausgebildet ist, der sich mit einer Hand ergreifen läßt.

8. Femurdistraktor nach Anspruch 7, bei welchem der besagte Griff eine durchgehende Öffnung (45) zur Aufnahme einer Ausrichtstange aufweist, welche sich außerhalb des Femurs in einer Richtung erstreckt, die mit der medullären Ausrichtstange ausgerichtet ist.