DE69826254T2

DE69826254T2 - Modulare humerusprothese

Info

Publication number: DE69826254T2
Application number: DE69826254T
Authority: DE
Inventors: M. Paul DEWS
Original assignee: Smith and Nephew Inc
Current assignee: Smith and Nephew Inc
Priority date: 1997-04-11
Filing date: 1998-04-03
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2018-04-04
Also published as: GB9707371D0; CA2286670A1; US6197063B1; ES2227824T3; EP0969782B1; WO1998046172A1; ATE275894T1; AU6885598A; AU740367B2; JP2002506361A; US20010049561A1; DE69826254D1; EP0969782A1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine modulare Humerusprothese.
Hintergrund der Erfindung
Während des Vorgangs einer Schulterersatzoperation wird mindestens ein Anteil des proximalen Teilabschnitts des Humerusschafts durch eine Metallprothese ersetzt. Diese Prothese besteht im Allgemeinen aus zwei Teilen: einem Schaft, der in dem Markraum des Humerus montiert wird, und einer Kopfkomponente, die auf gewisse Weise mit dem Schaft verbunden wird. Die Kopfkomponente ersetzt die Lageroberflächen des Humerus und bildet mit der Oberfläche der Skapula ein Gelenk, um die Bewegung der Schulter zu ermöglichen.
Modulare Humerusprothesen sind bekannt. Der Schaft und die Kopfkomponente können in „modularer" Form, das heißt als separate Komponenten, die miteinander verbunden werden können, geliefert werden. Unterschiedliche Schaftgrößen und Kopfgrößen in einem modularen Implantatentwurf bieten dem Chirurgen einen gewissen Grad an interoperativer Flexibilität, der den Wiederaufbau der ursprünglichen Anatomie des Patienten erleichtert.
Bei einer Auswahl an erhältlichen Schaftgrößen und Kopfgrößen kann der Chirurg eine bestimmte Kombination wählen, die sich für die Anatomie jedes individuellen Patienten eignet, ohne über einen großen Bestand an „integralen" oder „einheitlichen" Humerusprothesen verfügen zu müssen. „Integral" und „einheitlich", wie hier verwendet, bedeuten, in einem durchgehenden Stück gebildet, im Gegensatz zu separaten Komponenten einer modularen Prothese, die miteinander verbunden werden können.
Zum Beispiel benötigt ein Patient möglicherweise einen relativ kleinen Kopf und einen relativ langen Schaft. Bei einer einheitlichen Prothese wäre für jede Kopfgröße eine große Auswahl an Schaftlängen erforderlich, wohingegen bei einer modularen Anordnung ein bestimmter Kopf mit einer Auswahl an Schaftgrößen verwendet werden kann und umgekehrt.
Zusätzliche Variationen treten auch als Folge dessen auf, dass individuelle Patienten unterschiedliche Neigungswinkel des Kopfs relativ zum Schaft und sich unterscheidende Versetzungen zwischen der Achse des Kopfs und der Achse des Schafts erfordern. Somit kann bei einem Patienten die Versetzung posterior und bei einem anderen anterior sein.
Verschiedene Schulterprothesen werden in den Europäischen Patentveröffentlichungen Nr. EP-A 0 679 375; EP-A 0 712 617; dem Französischen Patent Nr. FR-A 2 664 809; U.S. Pat. Nr. 3,694,820; 3,803,641; 4,045,825; 4,106,130; 4,179,758; 4,865,605; 4,919,670; 5,358,526; 5,549,682; 5,462,563 und 5,702,457 und in der Internationalen PCT-Patentveröffentlichung Nr. WO 96/17553 offenbart.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Erfindung stellt eine modulare Prothese bereit, bei der ein Humeruskopf, der so gewählt wird, dass er sich für einen Patienten eignet, mittels eines verbindenden Zwischenelements an einem Schaft, der so gewählt wird, dass er sich für den reserzierten Humerus des Patienten eignet, befestigt wird. Die Prothese kann auf relativ kostengünstige Weise eine breite Anzahl an Variationen unterbringen, indem die erforderlichen Variationen eher im verbindenden Zwischenelement als in dem um einiges teureren Kopf bereitgestellt werden.
Die modulare Humerusprothese beinhaltet im Allgemeinen einen Schaft, um an einem reserzierten Humerus angebracht zu werden, einen Kopf, der so bemessen und konfiguriert ist, dass er sich an den Humeruskopf annähert, und ein verbindendes Zwischenelement zum Verbinden des Schafts mit dem Kopf. Das verbindende Zwischenelement umfasst ein erstes Eingriffsmittel zum Montieren des verbindenden Zwischenelements auf dem Schaft. Das erste Eingriffsmittel weist eine Achse auf, um die das verbindende Zwischenelement um 360° relativ zum Schaft rotiert und danach an einer ausgewählten relativen Ausrichtung gesichert werden kann. Das verbindende Zwischenelement umfasst ferner ein zweites Eingriffsmittel zum Montieren des Kopfs auf dem verbindenden Zwischenelement. Das zweite Eingriffsmittel weist eine Achse auf, um die der Kopf um 360° relativ zum verbindenden Zwischenelement rotiert und danach an einer ausgewählten relativen Rotation gesichert werden kann. Die Rotationsachsen des ersten und zweiten Eingriffsmittels fallen nicht zusammen, wodurch das erste und zweite Eingriffsmittel ermöglichen, dass dem Kopf eine gewünschte Versetzung relativ zum Schaft verliehen werden kann.
Vorzugsweise sind die Rotationsachsen des ersten und zweiten Eingriffsmittels nicht parallel, wohingegen die Eingriffsmittel eine gewünschte Neigung des Kopfs relativ zum Schaft ermöglichen.
Zudem sind das erste und zweite Eingriffsmittel des verbindenden Zwischenelements vorzugsweise relativ zueinander positioniert, um eine gewünschte Trennung zwischen dem Kopf und dem Schaft bereitzustellen.
Das erste und zweite Eingriffsmittel des verbindenden Zwischenelements sind vorzugsweise relativ zueinander positioniert, um eine gewünschte Trennung zwischen dem Kopf und dem Schaft bereitzustellen. Am besten ist die Trennung oder „Halslänge" zwischen dem Kopf und dem Schaft nicht größer als 5 mm.
Das erste und zweite Eingriffsmittel beinhalten vorzugsweise jeweils auch einen vorstehenden Abschnitt und der Kopf und der Schaft sind mit entsprechenden aufnehmenden Gegenabschnitten versehen. Der vorstehende und aufnehmende Abschnitt weisen vorzugsweise jeweils einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt und eine im Wesentlichen selbstsichernde kegelige Konfiguration (d. h. einen Morsekegel) auf.
Am besten wird eine Bohrung durch das erste und zweite Eingriffsmittel bereitgestellt und erstreckt sich durch das verbindende Zwischenelement, und die Prothese beinhaltet ferner ein Befestigungselement, das durch die Bohrung eingeführt wird, um zum weiteren Sichern des verbindenden Zwischenelements am Schaft in den Schaft einzugreifen.
In einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein modulares Humerusprothesekit zum Ersetzen des Humeruskopfs eines Humerus bereitgestellt. Das Kit beinhaltet im Allgemeinen einen Schaft, um am reserzierten Humerus angebracht zu werden, einen Kopf, der so bemessen und konfiguriert ist, dass er sich an den Humeruskopf annähert, und eine Vielzahl von verbindenden Zwischenelementen, von denen eines ausgewählt werden kann, um den Schaft mit dem Kopf zu verbinden. Jedes verbindende Zwischenelement umfasst ein erstes Eingriffsmittel zum Montieren des verbindenden Zwischenelements auf dem Schaft und ein zweites Eingriffsmittel zum Montieren des Kopfs auf dem verbindenden Zwischenelement. Die Vielzahl von verbindenden Zwischenelementen des Kits umfasst:

A. mindestens ein verbindendes Zwischenelement, wobei das erste und zweite Eingriffsmittel im Allgemeinen parallele und zusammenfallende Zentralachsen aufweisen;
B. mindestens ein verbindendes Zwischenelement, wobei das erste und zweite Eingriffsmittel im Allgemeinen parallele, aber nicht zusammenfallende Zentralachsen aufweisen;
C. mindestens ein verbindendes Zwischenelement, wobei das erste und zweite Eingriffsmittel zwischen einander einen Neigungswinkel aufweisen, der sich von dem Neigungswinkel zwischen dem ersten und zweiten Eingriffsmittel eines anderen verbindenden Zwischenelements des Kits unterscheidet; und
D. mindestens ein verbindendes Zwischenelement, wobei das erste und zweite Eingriffsmittel durch eine andere Halslänge als die Halslänge, die das erste und zweite Eingriffsmittel von einem anderen verbindenden Zwischenelement des Kits trennt, getrennt sind.

Den für die Vielzahl von verbindenden Zwischenelementen bei A-D oben dargelegten Angaben kann entsprochen werden, indem die Merkmale bei einigen der verbindenden Zwischenelemente des Kits kombiniert werden. Zum Beispiel können zwei verbindende Zwischenelemente unterschiedliche Halslängen, Neigungswinkel und Versetzungen oder Nullversetzungen aufweisen.
Vorzugsweise weist das erste Eingriffselement jedes verbindenden Zwischenelements eine Achse auf, um die das verbindende Zwischenelement um 360° relativ zum Schaft rotiert und danach an einer ausgewählten relativen Ausrichtung gesichert werden kann, und das zweite Eingriffsmittel jedes verbindenden Zwischenelements weist eine Achse auf, um die der Kopf um 360° relativ zum verbindenden Zwischenelement rotiert und danach an einer ausgewählten relativen Rotation gesichert werden kann.
Das erste und zweite Eingriffsmittel jedes verbindenden Zwischenelements beinhalten vorzugsweise jeweils auch vorstehende Abschnitte, und der Kopf und der Schaft sind mit entsprechenden aufnehmenden Gegenabschnitten versehen. Am besten weisen der vorstehende und aufnehmende Abschnitt jeweils einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt und eine im Wesentlichen selbstsichernde kegelige Konfiguration (d. h. einen Morsekegel) auf.
Am besten ist jedes verbindende Zwischenelement mit einer Bohrung durch das erste und zweite Eingriffsmittel versehen, und das Kit beinhaltet ferner ein Befestigungselement, das durch die Bohrung eingeführt wird, um zum weiteren Sichern des verbindenden Zwischenelements am Schaft in den Schaft einzugreifen.
Ein dritter Aspekt ist ein Verfahren zum Ersetzen eines Humeruskopfs bei einem Patienten. Das Verfahren beinhaltet im Allgemeinen Folgendes:

(a) Reserzieren des proximalen Endes des Humerus, um den Kopf zu entfernen und den Markraum des Humerus freizulegen;
(b) Einführen des Schafts einer Prothese in den Markraum des reserzierten Humerus, wobei die Prothese modular ist und Folgendes beinhaltet: einen Schaft; einen Humeruskopf; und eines einer Vielzahl von verbindenden Zwischenelementen zum Verbinden des Schafts mit dem Kopf; wobei jedes verbindende Zwischenelement Folgendes umfasst: ein erstes Eingriffsmittel zwischen dem Schaft und dem verbindenden Zwischenelement, wobei der erste Eingriff eine Achse aufweist, um die das verbindende Zwischenelement relativ zum Schaft rotiert und danach an einer ausgewählten relativen Ausrichtung gesichert werden kann; und ein zweites Eingriffsmittel zwischen dem Kopf und dem verbindenden Zwischenelement; die Vielzahl von verbindenden Zwischenelementen, die Verbindungselemente mit unterschiedlichen Neigungswinkeln zwischen dem ersten und zweiten Eingriffsmittel und unterschiedlichen Ausmaßen an Versetzung oder keiner Versetzung zwischen dem ersten und zweiten Eingriffsmittel umfasst;
(c) Auswählen eines bestimmten verbindenden Zwischenelements, um eine gewünschte Neigung des Kopfs relativ zur Achse eines Humerus und/oder eine gewünschte Versetzung des Kopfs bereitzustellen; und
(d) Platzieren des verbindenden Zwischenelements an einer zum Schaft relativen Ausrichtung, um die gewünschte Neigung des Kopfs relativ zur Achse eines Humerus und/oder eine gewünschte Versetzung des Kopfs zu ergeben.

Vorzugsweise umfasst die Vielzahl von verbindenden Zwischenelementen verbindende Zwischenelemente mit unterschiedlichen Halslängen, die das erste und zweite Eingriffselement trennen, und das Verfahren umfasst ferner das Auswählen eines verbindenden Zwischenelements, um eine gewünschte Trennung zwischen dem Kopf und dem Schaft bereitzustellen.
Am besten weist jedes der Vielzahl von verbindenden Zwischenelementen eine Bohrung auf, die sich durch das verbindende Zwischenelement zwischen dem ersten und zweiten Eingriffsmittel erstreckt, und das Verfahren beinhaltet ferner das Einführen eines Befestigungselements in die Bohrung durch das zweite und erste Eingriffsmittel in Eingriff mit dem Schaft, um das Zwischenelement weiter am Schaft zu sichern.
Wie ersichtlich ist, wird der Chirurg noch immer seine traditionelle Auswahl an Kopfgrößen und Schaftgrößen und -längen benötigen. Jedoch benötigt der Chirurg keine zusätzlichen Köpfe oder Schäfte, um eine bestimmte Ausrichtung des Kopfs oder eine bestimmte Versetzung für den Kopf bereitzustellen. Während eine Auswahl an verbindenden Zwischenelementen verfügbar sein muss, um bestimmte Versetzungen und Ausrichtungen zu wählen, sind diese verbindenden Zwischenelemente im Vergleich zu den normalerweise sehr hohen Kosten der hoch entwickelten Kopfkomponente somit relativ preisgünstig.
Es ist ebenfalls ein Vorteil der Erfindung, dass der Chirurg die drei Komponententeile recht unabhängig voneinander wählen kann. Somit muss sich der Chirurg nicht mit den Fragen der Versetzung und Ausrichtung befassen, wenn er die richtige Kopfgröße auswählt. Das gleiche trifft auf den Schaft zu: Der Chirurg kann den korrekten Schaft wählen, so dass dieser zum Markraum im Humerus passt, und somit eine langlebige und sichere Verbindung zwischen dem Schaft und dem Knochen schaffen. Nach dem Auswählen dieser Komponenten kann der Chirurg recht unabhängig über die bestimmte Versetzung und/oder Ausrichtung des Kopfs relativ zum Schaft entscheiden und entsprechend ein verbindendes Zwischenelement auswählen. Der Chirurg ist deshalb in der Lage, die verwendete modulare Prothese an die ursprüngliche Anatomie eines bestimmten Patienten anzupassen. Da ein Schultergelenk von Weichteilen eingeschlossen und umgeben ist, ist es wünschenswert, dass der Zwischenraum zwischen dem Ende des Schafts und dem Kopf minimal, z. B. nicht größer als 5 mm, gehalten wird.
Der typische chirurgische Vorgang zum Implantieren einer Humerusprothese umfasst das Bestimmen der Längsachse des Humerus, das Bohren eines Lochs, das mit dieser auf gleicher Linie liegt, in den proximalen Rand zwischen dem Kopf und der Tuberositas, dann das Einführen einer Starterfräse oder Ahle und Ausbilden eines Bohrlochs entlang der Längsachse des Humerus. Dann kann das Bohrloch vergrößert werden, indem stufenweise größere Fräsen oder Ahlen verwendet werden, bis der Chirurg bestimmt, dass die verwendete Fräse oder Ahle die größtmögliche Passung in die verfügbare Höhle, ohne übermäßige Entfernung von Kortikalis, darstellt. Dann wird der Kopf genau vom proximalen Abschnitt des Humerus entfernt, und eine flache, winklige Vorderseite wird auf dem proximalen Abschnitt des Humerus, gewöhnlich entlang der Linie des anatomischen Halses, mittels eines Resektionsführers vorbereitet.
Sobald die Höhle derart vorbereitet ist, kann der Probeschaft eingesetzt werden. Zu diesem Zeitpunkt ist der Chirurg in der Lage, das Ausmaß an Anteversion, das für den Patienten geeignet ist, zu bestimmen. Sobald es sich an Ort und Stelle befindet, kann das Kopfmessinstrument befestigt und der Probekopf an diesem befestigt werden. Dieses Kopfmessinstrument ermöglicht das genaue Platzieren des Kopfs in einer Anzahl von unterschiedlichen Positionen, so dass der Chirurg abschätzen kann, welche Position sich am besten für die exakte Anatomie des Patienten eignet. Sobald diese bestimmt ist, kann der Chirurg die spezifische Ausrichtung des Kopfs von einer Anzahl von Skalen auf dem Instrument ablesen; dies bestimmt, welches verbindende Zwischenelement mit dem endgültigen Implantat verwendet werden soll.
Es ist nicht möglich, eine unbegrenzte Anzahl von verbindenden Zwischenelementen bereitzustellen, um jede Einstellungsmöglichkeit abzudecken. In praktischer Hinsicht wird deshalb eine Auswahl an verbindenden Zwischenelementen in zunehmenden Größen bereitgestellt, um eine Auswahl an einzelnen Einstellungen auf die gleiche Weise, wie eine einzelne Anzahl von Köpfen und Schäften bereitgestellt wird, bereitzustellen. Da das Eingriffsmittel die relative Rotation der Komponenten ermöglicht, kann jedoch bei einem einzigen verbindenden Zwischenelement ein Ausmaß an Versetzung gewählt werden und dieses Ausmaß kann an einem geometrischen Ort vollständig um 360° positioniert werden. Das gleiche trifft natürlich auf die Neigung der Achse des Kopfs relativ zum Schaft zu.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das verbindende Zwischenelement in einer einzelnen Anzahl von Größen erhältlich, wobei jede Größe eine schrittweise Zunahme der Trennung zwischen den zwei Eingriffsmitteln bereitstellt. Somit wird dem Chirurgen eine Vielzahl von Teilen geboten, aus der er wählen kann, um sich der ursprünglichen Anatomie des Patienten am besten anzunähern, indem er einen Teil auswählt, der die beste Annäherung an die ursprüngliche Trennung zwischen dem Humeruskopf und dem Humerusschaft bereitstellt.
Es wird bevorzugt, dass jedes Eingriffsmittel einen vorstehenden Vorsprung auf einem Teil beinhaltet, der in eine komplementäre aufnehmende Vertiefung in dem anderen passt. Vorzugsweise ermöglicht mindestens das erste Eingriffsmittel, und in einigen Ausführungsformen der Erfindung auch das zweite Eingriffsmittel, die relative Rotation der jeweiligen Teile. Deshalb sollten sie im Querschnitt kreisförmig sein.
Es wird ferner bevorzugt, dass sich das zweite Eingriffsmittel am Zentrum der Basis der Humeruskopfs befindet. Somit hat die relative Rotationsplatzierung der Kopfkomponente in dieser bevorzugten Ausführungsform keine Auswirkung beim Ändern des Neigungswinkels des Kopfs oder der axialen Versetzung des Kopfs in Beziehung zum Schaft oder gar der Trennung zwischen dem Kopf und dem Schaft. Tatsächlich ist es nicht erforderlich, dass das zweite Eingriffsmittel im Querschnitt kreisförmig ist, obwohl dies bevorzugt wird. Dies hat den Vorteil, dass weniger der teuren Kopfkomponenten erforderlich sind, um diese Auswahl an Variablen zu erreichen. Natürlich muss der Kopf in einer Anzahl von schrittweise variierenden Größen bereitgestellt werden, um den Bedürfnissen der Skapula oder der glenoidalen Prothese jedes individuellen Patienten gerecht zu werden.
Die Abschnitte des Eingriffsmittels, die einen Teil des verbindenden Zwischenelements bilden, können beide vorstehend sein oder alternativ dazu kann einer vorstehend und der andere aufnehmend sein.
Es ist ferner erwünscht, dass die Eingriffsmittel, ob vorstehend oder aufnehmend, jeweils eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweisen, und daher ermöglicht wird, dass vor dem Sichern das verbindende Zwischenelement relativ zum Schaft rotierbar ist und der Kopf relativ zum verbindenden Zwischenelement rotierbar ist. Um einen Teil relativ zum anderen zu fixieren, sind die Zylinder des vorstehenden und aufnehmenden Abschnitts vorzugsweise von Morsekegelart. Dieses Fixieren kann durch eine Schraubenhalterung ergänzt werden.
Um dem Festigkeitskriterium zu genügen, ist es wünschenswert, dass das verbindende Zwischenelement in einem Stück gebildet ist. Es liegt jedoch im Bereich dieser Erfindung, dass das verbindende Zwischenelement aus einer Vielzahl von Stücken gebildet ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ausführungsformen der Erfindung werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die begleitenden schematischen Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
1 ein auseinandergezogener Seitenriss einer modularen Humerusprothese gemäß der Erfindung ist;
2 die zusammengesetzte Prothese aus 1 ist;
3 bis 7 verschiedene verbindende Zwischenelemente gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung sind;
8 ein auseinandergezogener Seitenriss einer zweiten Ausführungsform der modularen Humerusprothese gemäß der Erfindung ist; und
9–13 verschiedene verbindende Zwischenelemente gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung sind.
Genaue Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
Der in 1 gezeigte Schaft 10 ist in einer Anzahl von unterschiedlichen Größen erhältlich, um der Größe, zu welchem der Markraum 12 ausgebohrt oder ausgeräumt worden ist, zu entsprechen. Der Stiel des Schafts 14 ist gestaltet, um den vorher ausgebohrten oder ausgeräumten Markkanal 12 zu berühren und sich in den verbleibenden Humerus zu erstrecken, um jegliche Bewegung des Schafts 10 zu verhindern.
Es wird verhindert, dass der Schaft 10 rotiert, indem am Hals des Schafts 10 befindliche Lamellen 16 verwendet werden. Diese Lamellen 16 werden in die proximale Position des Humerus verkeilt, um jegliche Bewegung des Schafts 10 zu verhindern und die Vorderseite 18 des Schafts 10 zusätzlich zu stützen. Die Vorderseite 18 des Schafts 10 passt auf die vorher präparierte Vorderseite des Humerus 20 und ist so entworfen, dass der Winkel der Vorderseite 18 ungefähr dem des anatomischen Halses des Humerus entspricht. Die Internationale PCT-Patentanmeldung Nr. US97/18207, eingereicht am 8. Oktober 1997, jeweils von Michel Mansat et al., offenbaren eine Schulterprothese mit Lamellen.
Der Humeruskopf 22 ist gestaltet, um mit der Skapula oder der glenoidalen Prothese (nicht gezeigt) ein Gelenk zu bilden. Der Kopf 22 ersetzt die Gelenk bildende Oberfläche des Humerus und ist weitgehend halbkreisförmig geformt. Eine Vielzahl von Größen des Kopfs 22 ist bereitgestellt, um die Skapula des Patienten auf der glenoidalen Prothese zu vervollständigen. Die Gelenk bildende Oberfläche des Kopfs 22 ist stark poliert, um Reibung und daher Abnutzung auf der Skapula oder der glenoiden Prothese zu reduzieren.
Ein verbindendes Zwischenelement 24 weist einen ersten und zweiten vorstehenden Kegel 26 und 28 der Art „Morsekegel" auf. Ein „Morsekegel" ist ein Kegel, der einen Winkel bildet, der eine Selbstsicherungsfunktion bereitstellt. Sobald zwei Morsekegelteile zusammengedrückt werden, neigen sie dazu, zusammen zu bleiben. Der erste Kegel 26 ist gestaltet, um sich mit dem Schaft 10 zu verbinden, und der zweite Kegel 28 ist gestaltet, um sich mit dem Kopf 22 zu verbinden.
Die Kegel 26 und 28 sind in im Allgemeinen entgegengesetzten Richtungen orientiert, um mit einem aufnehmenden Kegel 30 des Schafts 10 und mit einem aufnehmenden Kegel 32 des Kopfs 22 zusammenzupassen.
Der erste vorstehende Kegel 26 kann auch mittels einer Feststellschraube 34, die in eine Schulterbohrung 36 im verbindenden Zwischenelement 24 passt, auf dem aufnehmenden Kegel 30 des Schafts 10 gehalten werden. Die Achse dieser Schulterbohrung 36 ist entlang der Zentralachse des Kegels 26 orientiert und die Schraube passt in diese Schulterbohrung 36 und lässt sich in einem Gewindeloch 38 im Schaft 10 nieder.
Die vorstehenden Kegel 26, 28 des verbindenden Zwischenelements 24 sind sicher mit den jeweiligen aufnehmenden Kegeln 30, 32 des Schafts 10 und des Kopfs 22, die auch von der Morsekegelart sind und zu den Kegeln des verbindenden Zwischenelements 24 passen, verbunden, indem eine externe Kraft angewendet wird, um eine Presspassung zwischen den zusammenpassenden Kegeln 24 und 30 und 26 und 32 zu bilden, wie in 2 gezeigt.
Es versteht sich, dass der erste und zweite vorstehende Kegel 26 und 28 eine Ausführungsform des ersten und zweiten Eingriffsmittels des verbindenden Zwischenelements 24 darstellen. Alternativen umfassen andere verbindende oder zusammenpassende Teile, die die relative Ausrichtung und Position des Kopfs 22 und des verbindenden Zwischenelements 24 oder des Schafts 10 und des verbindenden Zwischenelements 24 definieren. Beispielsweise könnten der erste und zweite vorstehende Kegel 26 und 28 durch aufnehmende Kegel (nicht gezeigt) und die aufnehmenden Kegel 30 und 32 des Schafts 10 und Kopfs 22 durch vorstehende Kegel (nicht gezeigt) ersetzt werden.
Es kann eine große Vielzahl an Formen, Größen und Ausrichtungen der menschlichen Humerusknochen geben und deshalb ist es wünschenswert, die Humerusprothese so zuzuschneiden, dass sie sich für jeden individuellen Fall eignet. Die verschiedenen Entwürfe von verbindenden Zwischenelementen der vorliegenden Erfindung stellen eine gewaltige Auswahl an unterschiedlichen Kopfpositionen und Ausrichtungen relativ zum Humerusschaft, die ausgewählt und interoperativ verbunden werden können, bereit.
Die Position des Kopfs 22 kann variiert werden, indem unterschiedliche verbindende Zwischenelemente 24 verwendet werden, wie für jeden individuellen Fall angemessen. Verschiedene Entwürfe verbindender Zwischenelemente 24a–e sind in 3 bis 7 veranschaulicht.
In jedem dieser Fälle weist das verbindende Zwischenelement 24a–e die gleichen Elemente auf und ist wie oben beschrieben an den Schaft 10 und den Kopf 22 angefügt.
Eine Konfiguration eines verbindenden Zwischenelements 24a ist in 3 veranschaulicht. In dieser Konfiguration sind der erste vorstehende Kegel 40 und der zweite vorstehende Kegel 42 mit minimaler Trennung oder „Halslänge" 44 zwischen ihnen axial orientiert. Die Gestalt dieses verbindenden Zwischenelements 24a passt zu der anatomischen Gestalt des ursprünglichen Humerus einiger Patienten.
Für andere Patienten ist eine größere Trennung zwischen dem Kopf 22 der Humerusprothese und einem festen Punkt auf dem Schaft 10 geeigneter. Um diese Anforderung zu erfüllen, wird das verbindende Zwischenelement 24b aus 4 verwendet. Bei diesem Entwurf ist zwischen den zwei Kegeln 50 und 52 ein Abschnitt des verbindenden Zwischenelements 24b in einer Anzahl von schrittweise unterschiedlichen Größen erhältlich, um es dem Chirurgen zu ermöglichen, die geeignete Trennung oder „Halslänge" 54 zwischen den Kegeln 50 und 52 und daher die Trennung zwischen dem Kopf 22 und dem Schaft 10 der Prothese auszuwählen.
Die anteriore oder posteriore Versetzung kann simuliert werden, indem der Entwurf eines verbindenden Zwischenelements 24c, wie in 5 gezeigt, verwendet wird, um die Versetzungen 66, die im Humerus natürlich auftreten können, nachzuahmen. Bei diesem Entwurf sind die Zentralachsen des ersten und zweiten vorstehenden Kegels 60 und 62 parallel und voneinander versetzt, wie bei 66 gezeigt. Der zweite vorstehende Kegel 62 ist an einer außermittigen Position zylindrisch angesenkt (vergleiche z. B. die Bohrung 68 aus 5 mit den Bohrungen 48 und 58 aus 3 und 4). Dies ermöglicht es, dass der Kopf 22 an einer parallelen, aber nicht zusammenfallenden Achse an dem ersten vorstehenden Kegel 60 und somit an dem ersten aufnehmenden Kegel 30 des Schafts 10 befestigt werden kann. Auch dieser Entwurf ist in einer Anzahl von schrittweise unterschiedlichen Versetzungen 66 erhältlich, so dass der Chirurg das geeignetste verbindende Zwischenelement 24c für jeden individuellen Patienten interoperativ auswählen kann.
Der Neigungswinkel α des Humeruskopfs relativ zur Achse des Humerusschafts kann von Patient zu Patient variieren. Das verbindende Zwischenelement 24d kann diese Ausrichtung simulieren. Der in 6 gezeigte Entwurf beinhaltet einen Abschnitt des verbindenden Zwischenelements 24d, der eine im Allgemeinen keilförmige Gestalt aufweist. Der Chirurg kann das keilförmige verbindende Zwischenelement 24d aus einer Auswahl von verbindenden Zwischenelementen 24d, die schrittweise Unterschiede im Neigungswinkel α aufweisen, wie in 6 gezeigt, auswählen, so dass sie jedem individuellen Patienten am besten passen. Aufgrund der Keilform sind die Zentralachsen des ersten und zweiten vorstehenden Kegels 70 und 72 dieses Entwurfs um einen dem Neigungswinkel α entsprechenden Winkel vom Parallelen versetzt.
Jedes der Merkmale der verbindenden Zwischenelemente 24a–d, die in 3 bis 6 veranschaulicht sind, kann kombiniert werden, um die gewünschte Variation in der Halslänge 44, 54, 84, in der anterioren oder posterioren Versetzung 66, 86 oder in der Winkelneigung α bereitzustellen, um sich für die Anatomie jedes individuellen Patienten am besten zu eignen.
7 zeigt ein verbindendes Zwischenelement 24e, das eine Kombination aus der Winkelneigung α, wie in 6 beschrieben, der anterioren/posterioren Versetzung 86, wie in 5 abgebildet, und der Kegeltrennung 84, wie in 4 veranschaulicht, umfasst.
In den oben genannten Ausführungsformen sind die vorstehenden Elemente der zwei Eingriffsmittel von dem verbindenden Zwischenelement 24a–e bereitgestellt. In einer alternativen Ausführungsform können das eine oder beide von dem verbindenden Zwischenelement bereitgestellte(n) Eingriffsmittel aufnehmende Abschnitte beinhalten. Zum Beispiel veranschaulicht 8 eine zweite Ausführungsform der modularen Humerusprothese 100 der Erfindung, die der in 1–7 gezeigten ersten Ausführungsform in vieler Hinsicht ähnelt. Unterschiede umfassen die Bereitstellung eines vorstehenden kegeligen Verbindungsabschnitts 102 auf dem Schaft 104 und eines aufnehmenden kegeligen Verbindungsabschnitts 106 auf dem verbindenden Zwischenelement 108.
Der vorstehende Verbindungsabschnitt 102 und der aufnehmende Verbindungsabschnitt 106 sind zum im Wesentlichen selbstsichernden Zusammenpassen gestaltet und weisen vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt auf. Die Selbstsicherungsfunktion kann erreicht werden, indem ein „Morsekegel" auf dem vorstehenden und aufnehmenden Abschnitt 102 und 106 bereitgestellt wird. Der aufnehmende Verbindungsabschnitt 106 setzt sich aus einer zweiten Ausführungsform des ersten Eingriffsmittels des verbindenden Zwischenelements 108 zusammen.
Es wird vorzugsweise ein Befestigungselement 110 durch eine Bohrung 112 durch das verbindende Zwischenelement 108 und in den Eingriff mit einer Bohrung 114 in dem Schaft 104 eingeführt, um den aufnehmenden Verbindungsabschnitt 106 des verbindenden Zwischenelements 108 auf dem Schaft 104 weiter zu sichern. Am besten sind das Befestigungselement 110 und die Bohrung 114 mit Verschlussgewinden versehen. Als eine alternative Ausführungsform könnten der vorstehende und aufnehmende Verbindungsabschnitt 102 und 106 mit einer nicht selbstsichernden Konfiguration versehen sein; in welchem Fall das Befestigungselement 110 oder ein anderer Verschlussmechanismus noch größere Bedeutung annehmen würde.
Wie es bei der ersten Ausführungsform der Fall ist, ist der Kopf 222 der zweiten Ausführungsform mit einem aufnehmenden Verbindungsabschnitt 116 versehen und das zweite Eingriffsmittel des verbindenden Zwischenelements 108 beinhaltet einen vorstehenden Verbindungsabschnitt. Der aufnehmende 116 und der vorstehende Verbindungsabschnitt sind auch vorzugsweise mit einer selbstsichernden kegeligen Konfiguration, d. h. einem Morsekegel, versehen.
9–13 veranschaulichen verschiedene verbindende Zwischenelemente 108a–e zur Verwendung in der Prothese 100. 9 und 10 veranschaulichen zwei verbindende Zwischenelemente 108a und 108b, die zwei unterschiedliche Trennungen 120 und 122 bereitstellen. In dieser Hinsicht ähnelt das verbindende Zwischenelement 108a dem verbindenden Zwischenelement 24a der ersten Ausführungsform (3) aufgrund der minimalen Trennung 120 oder 44, und das verbindende Zwischenelement 108b ähnelt dem verbindenden Zwischenelement 24b der ersten Ausführungsform (4) aufgrund der größeren Trennung 122 oder 54. Beide verbindende Zwischenelemente 108a und 108b zeigen einen Nullneigungswinkel und eine Nullversetzung.
11 veranschaulicht ein anderes verbindendes Zwischenelement 108c, das, wie das Element 108a, minimale Trennung aufweist. Das verbindende Zwischenelemente 108c weist jedoch eine Nichtnull-Versetzung 124 auf. Diese Nichtnull-Versetzung 124 wird erfüllt, indem die Zentralachse oder Rotationsachse des aufnehmenden Verschlussabschnitts 126 relativ zur Zentralachse der Rotationsachse des vorstehende Verschlussabschnitts 128 um die Versetzung 124 verschoben oder versetzt wird. In dieser Hinsicht ähnelt das verbindende Zwischenelement 108c dem verbindenden Zwischenelement 24c der ersten Ausführungsform (5).
12 veranschaulicht noch ein anderes verbindendes Zwischenelement 108d, das, wie das Element 108a, minimale Trennung und Nullversetzung aufweist. Das verbindende Zwischenelemente 108d weist jedoch einen Nichtnull-Neigungswinkel β auf. Der Neigungswinkel β ähnelt in der Funktion und der bevorzugten Größe dem Neigungswinkel α, der mit Bezug auf die erste Ausführungsform (z. B. 6) besprochen wurde.
13 veranschaulicht ein verbindendes Zwischenelement 108e mit einer Nichtnull-Trennung 130, einer Nichtnull-Versetzung 132 und einem Nichtnull-Neigungswinkel β. In dieser Hinsicht ähnelt das verbindende Zwischenelement 108e dem verbindenden Zwischenelement 24e der ersten Ausführungsform (7).
Eine Konsequenz dieses Entwurfs der zweiten Ausführungsform der Prothese ist, dass der vorstehende Verbindungsabschnitt eine Länge aufweisen kann, die sich um einen Abstand, der ausreicht, dass er sowohl in das verbindende Zwischenelement 108a als auch in den durch den aufnehmenden verbindenden Abschnitt 116 des Kopfs 222 definierten Hohlraum aufgenommen wird, in das verbindende Zwischenelement, z. B. 108a, erstreckt. Dies wird natürlich ohne jeglichen direkten Eingriff zwischen dem vorstehenden Verbindungsabschnitt des Schafts 104 und dem aufnehmenden Verbindungsabschnitt 116 des Kopfs 222 erreicht.
Andere Ausführungsformen, die nicht in der Zeichnung veranschaulicht sind, umfassen (1) das erste Eingriffsmittel, das einen vorstehenden Verbindungsabschnitt beinhaltet, und das zweite Eingriffsmittel zum Beinhalten eines aufnehmenden Verbindungsabschnitts und (2) das erste sowie zweite Eingriffsmittel, die aufnehmende Abschnitte beinhalten.
Da bei den obigen Konstruktionen und Verfahren verschiedene Änderungen vorgenommen werden könnten, ohne vom Bereich der Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert ist, abzuweichen, soll alles in der obigen Beschreibung Enthaltene oder in den begleitenden Zeichnungen Gezeigte als veranschaulichend und nicht einschränkend ausgelegt werden.

Claims

Eine modulare Humerusprothese zum Ersetzen des Humeruskopfs eines Humerus (20), die Folgendes beinhaltet: einen Schaft (10; 104), der angepasst ist, um an einem reserzierten Humerus (20) angebracht zu werden, wobei der Schaft (10; 104) eine Vorderseite (18) aufweist, die bei Gebrauch so angepasst ist, dass sie sich im Allgemeinen parallel zur reserzierten Oberfläche des Humerus (20) erstreckt, und der Schaft (10; 104) einen ersten Gegenabschnitt (30; 102) umfasst; einen Kopf (22), der so bemessen und konfiguriert ist, dass er sich an den Humeruskopf annähert, wobei der Kopf (22) einen zweiten Gegenabschnitt (32; 116) umfasst; ein verbindendes Zwischenelement (24, 24a–f; 108, 108a–e) zum Verbinden des Schafts (10; 104) mit dem Kopf (22), wobei das verbindende Zwischenelement (24, 24a–f; 108, 108a–e) Folgendes umfasst: einen ersten Eingriffsabschnitt (26, 40, 50, 60, 70, 80 oder 106) zum passenden Eingriff mit dem ersten Gegenabschnitt (30; 102) des Schafts, um das verbindende Zwischenelement (24, 24a–f; 108, 108a–e) auf dem Schaft (10; 104) zu montieren; und einen zweiten Eingriffsabschnitt (28, 42, 52, 62, 72, 82) zum passenden Eingriff mit dem zweiten Gegenabschnitt (32; 116) des Kopfs (22), um den Kopf (22) auf dem verbindenden Zwischenelement (24, 24a–f; 108, 108a–e) zu montieren; wobei die Rotationsachsen des ersten und zweiten Eingriffsabschnitts (60, 62; 80, 82; 106) nicht zusammenfallen, wodurch der erste und zweite Eingriffsabschnitt (60, 62; 80, 82; 106, 108) ermöglichen, dass dem Kopf (22) relativ zum Schaft (10; 104) eine gewünschte Versetzung verliehen werden kann; wobei das verbindende Zwischenelement (24, 24a–f; 108, 108a–e) im Wesentlichen vollständig zwischen dem Kopf (22) und dem Schaft (10; 104) eingeschlossen ist, so dass das verbindende Zwischenelement (24, 24a–f; 108, 108a–e) den Humerus nicht berührt; wobei die Prothese dadurch gekennzeichnet ist, dass der erste Eingriffsabschnitt (26, 40, 50, 60, 70, 80 oder 106) eine Achse aufweist, um die das verbindende Zwischenelement (24, 24a–f; 108, 108a–e) um 360° relativ zum Schaft (10; 104) rotiert und danach an einer ausgewählten relativen Ausrichtung gesichert werden kann; wobei der zweite Eingriffsabschnitt (28, 42, 52, 62, 72, 82) eine Achse aufweist, um die der Kopf (22) um 360° relativ zum verbindenden Zwischenelement (24, 24a–f; 108, 108a–e) rotiert und danach an einer ausgewählten relativen Rotation gesichert werden kann.
Modulare Humerusprothese gemäß Anspruch 1, die ferner ein Befestigungselement mit Gewinde (34) zum Sichern des verbindenden Zwischenelements (24, 24a–f; 108, 108a–e) aufweist, wobei das Befestigungselement mit Gewinde (34) im Wesentlichen nach der Achse des ersten Eingriffsabschnitts (26, 40, 50, 60, 70, 80 oder 106) ausgerichtet ist.
Modulare Humerusprothese gemäß Anspruch 2, wobei eine Bohrung (36, 48, 58, 68) durch den ersten und zweiten Eingriffsabschnitt (26, 28; 106) bereitgestellt ist und sich durch das verbindende Zwischenelement (24, 24a–f; 108, 108a–e) erstreckt, wobei das Befestigungselement (34) durch die Bohrung (36, 48, 58, 68) eingeführt wird, um in den Schaft (10) einzugreifen.
Modulare Humerusprothese gemäß einem der Ansprüche 1–3, wobei die Rotationsachsen des ersten und zweiten Eingriffsabschnitts (70, 80 oder 90; 72, 82) nicht parallel sind, wodurch die Eingriffsmittel (24d–f) eine gewünschte Neigung des Kopfs (22) relativ zum Schaft (10) ermöglichen.
Modulare Humerusprothese gemäß einem der Ansprüche 1–4, wobei die Trennung zwischen dem Kopf (22) und dem Schaft (10; 104) nicht größer als 5 mm ist.
Modulare Humerusprothese gemäß einem der Ansprüche 1–5, wobei der erste und zweite Eingriffsabschnitt (26, 28; 106) eine im Wesentlichen selbstsichernde kegelige Konfiguration und einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
Ein modulares Humerusprothesekit zum Ersetzen des Humeruskopfs eines Humerus (20), das Folgendes beinhaltet: die modulare Humerusprothese gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6; und eine Vielzahl der verbindenden Zwischenelemente (24, 24a–f; 108, 108a–e), von denen eines ausgewählt werden kann, um den Schaft (10; 104) mit dem Kopf (22) zu verbinden, wobei die verbindenden Zwischenelemente (24, 24a–f; 108, 108a–e) des Kits Folgendes umfassen: mindestens ein verbindendes Zwischenelement (24, 24a, 24b, 108a, 108b), wobei der erste und zweite Eingriffsabschnitt im Allgemeinen parallele und zusammenfallende Zentralachsen aufweisen; mindestens ein verbindendes Zwischenelement (24c, 108c), wobei der erste und zweite Eingriffsabschnitt im Allgemeinen parallele, aber nicht zusammenfallende Zentralachsen aufweisen; mindestens ein verbindendes Zwischenelement (24d–f, 108d–e), wobei das erste und zweite Eingriffsmittel zwischen einander einen Neigungswinkel (α) aufweisen, der sich von dem Neigungswinkel eines anderen verbindenden Zwischenelements des Kits unterscheidet; und mindestens ein verbindendes Zwischenelement (24a, 24d, 24f), wobei der erste und zweite Eingriffsabschnitt (40, 42; 70, 72) durch eine Halslänge (44) getrennt sind, die sich von der Halslänge (54, 84), die das erste und zweite Eingriffsmittel (50, 52; 80, 82) von einem anderen verbindenden Zwischenelement (24b, 24e) des Kits trennt, unterscheidet; wobei jedes verbindende Zwischenelement (24, 24a–f; 108, 108a–e) bei Gebrauch im Wesentlichen vollständig zwischen dem Kopf (22) und dem Schaft (10; 104) eingeschlossen ist, so dass das verbindende Zwischenelement (24, 24a–f; 108, 108a–e) den Humerus nicht berührt.
Kit gemäß Anspruch 7, wobei jedes verbindende Zwischenelement (24, 24a–f; 108, 108a–e) mit einer Bohrung (36, 48, 58, 68, 112) durch den ersten und zweiten Eingriffsabschnitt (26, 28; 40, 42; 50, 52; 60, 62; 106) versehen ist, wobei das Kit ferner ein Befestigungselement (34; 110) beinhaltet, das durch die Bohrung (36, 48, 58, 68) eingeführt wird, um in den Schaft (10; 104) einzugreifen, um das verbindende Zwischenelement (24, 24a–f; 108, 108a–e) weiter am Schaft (10; 104) zu sichern.
Kit gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei das erste und zweite Eingriffsmittel (26, 40, 50, 60, 70, 80 oder 106, 28, 42, 52, 62, 72, 82) eine im Wesentlichen selbstsichernde kegelige Konfiguration und einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.