DE2838348A1 - Vorrichtung zum ausformen einer knochenoeffnung, insbesondere im hueftbein zum einsetzen einer kuenstlichen gelenkpfanne - Google Patents

Vorrichtung zum ausformen einer knochenoeffnung, insbesondere im hueftbein zum einsetzen einer kuenstlichen gelenkpfanne

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DE2838348A1 DE19782838348 DE2838348A DE2838348A1 DE 2838348 A1 DE2838348 A1 DE 2838348A1 DE 19782838348 DE19782838348 DE 19782838348 DE 2838348 A DE2838348 A DE 2838348A DE 2838348 A1 DE2838348 A1 DE 2838348A1
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    • Y10T408/899Having inversely angled cutting edge
    • Y10T408/90Having inversely angled cutting edge and axially extending peripheral cutting spur

Description

DR.-INS. DrPL.-IN(3. M. SC. OIPL.-PHVS. DR. DIPL-PHYS.
E-5ÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER
P4TENTAIIWSLtE 'N S^UTTGA^T <"\ Ω Ί Q
— 5 —
Ä 43 004 h Anmelders Herr Hans Gustav Neuhäuser
y - 123 Moorhaldenstraße 32
31.8.78 7130 Mühlacker 4
Beschreibun g
Vorrichtung zum Ausformen einer Knochenöffnung, insbesondere im Hüftbein zum Einsetzen einer künstlichen Gelenkpfanne
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausformen einer Knochenöffnung, insbesondere im Hüftbein zum Einsetzen einer künstlichen Gelenkpfanne für ein am Oberschenkelbein vorzusehendes künstliches Hüftgelenk, mit einem von Hand in einer gewünschten Ansetzposition zu haltenden länglichen Werkzeugträger, an dessen Vorderende ein Fräser angeordnet ist, der durch eine Antriebsvorrichtung verdrehbar ist.
Bei den Vorbereitungsarbeiten zum Einsetzen einer künstlichen Gelenkpfanne in das Hüftbein kommt es wesentlich auf die Lage der hierzu in das Hüftbein einzuarbeitenden Knochenöffnung an.
Dabei sind bereits verschiedene Vorrichtungen bekannt, um den Präser in einer bestimmten Arbeitsstellung zu halten.
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Einmal handelt es sich hierbei um optische Hilfen, die eine Werkzeugeinstellung mittels eines Visiers erlauben und zum anderen ist für einen neuartigen Totalendoprothesentyp (System Judet) eine Vorrichtung bekannte die^ analog zur eingangs beschriebenen Konstruktion!, einen länglichen Werk= zeugträger aufweisto Dieser ist in Art eines mit der Hand zu haltenden Haltestieles ausgebildet,, an dessen einem Ende der Fräser verdrehbar gehalten und mittels eines an diesem ansetzbaren Werkzeuges manuell intermittierend verdrehbar ist.
Die Handhabung dieser bekannten Vorrichtung erfordert vom Chirurg in mehrfacher Hinsicht technische Geschicklichkeit. Einmal kommt es darauf an, daß der Fräser von Anfang an exakt positioniert mit dem Hüftbein in Eingriff gebracht wird, was insofern nicht ganz einfach ist, als der Werkzeugträger mit der einen Hand zu halten und mit der anderen Hand der Fräser zu verdrehen ist und zum anderen wird häufig durch unruhige Handstellung beim intermittierenden Verdrehen des Fräsers um relativ kleine Drehwinkel von Hand ein Verkanten des Fräsers bewirkt, was zum Herausreißen von einzelnen Knochenpartikeln aus dem Hüftbein führen kann.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, daß 'sowohl deren Positionierung am Knochen als auch das Ausfräsen der Knochenöffnung sicher und zuverlässig durch zuführen ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöste
Die Anordnung eines im Werkzeugträger axial verschiebbar angeordneten Abstütz- und Zentrierdornes ermöglicht es dem Chirurg, die Vorrichtung am Knochen exakt in Stellung zu bringen und in dieser Stellung auch zu halten, wobei eine Antriebsvorrichtung zum Einsatz gebracht werden kann, die den Fräser in kontinuierliche Rotation versetzt«, Der Chirurg kann sich dann ganz auf die Führung des Fräsers konzentrieren, wozu es lediglich notwendig ist, den Werkzeugträger in Fräsrichtung axial relativ zum Abstütz- und Zentrierdorn zu verschieben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht dabei ein Positionieren, ohne daß das Blickfeld des Chirurgen durch entsprechende Einstellhilfen im Bereich der herzustellenden Knochenöffnung eingeengt ist , da sich der Abstütz- und Zentrierdorn im Zentrum des Fräsers befindet und außerhalb des letzteren keine Mittel zur Fixierung am Knochen vorgesehen sind.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung ist Gegenstand des Anspruches 2. In diesem Falle wird sich der in Art einer Trägerwelle ausgebildete Werkzeugträger beim Antrieb des Fräsers in der Hand des Chirurgen verdrehen, so daß es möglich ist, gemäß Anspruch 3 am Hinterende der Trägerwelle ein Anschlußstück, insbesondere eine Hälfte einer Steck-
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kupplung, für den Anschluß an eine motorische Antriebsvorrichtung vorzusehen. Dabei ist es günstig, gemäß Anspruch 4 am Umfange der Trägerwelle eine Griffhülse drehbar, jedoch axial unverschiebbar zu lagern, so daß der Operateur die Trägerwelle sicher in der Hand halten kann.
Zur Erzeugung der den Abstütz- und Zentrierdorn ständig in seiner äußeren Bereitschaftsstellung haltenden Speicherkraft ist es zweckmäßig, die Konstruktion nach Anspruch 5 zu gestalten. Durch Anordnung entsprechender Einstellmittel in der Trägerwelle läßt sich dabei die Vorspannung der Druckfeder noch stufenlos verändern, so daß der durch sie ausgeübte, bei der Durchführung der Fräsbewegung zu überwindende Widerstand individuell angepaßt werden kann.
Gemäß Anspruch 6 entspricht hierbei der axiale Verstellweg des Abstütz- und Zentrierdornes mindestens der Länge des aus dem Fräser herausragenden Dornteilstückes.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Herstellung von Knochenöffnungen für alle bekannten künstlichen Gelenkpfannen. Mit besonderem Vorteil läßt sie sich zur Herstellung der Knochenöffnung für den Totalendoprothesentyp, der von judet, Paris, angegeben worden und im Gegensatz zu den übrigen bekannten Prothesentypen im Hüftbein zementlos zu verankern ist.
Für die Ausformung der Knochenöffnung für diesen Prothesentyp eignet sich mit besonderem Vorteil ein Fräser, der
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gemäss Anspruch 11 mindestens einen stirnseitig schneidenden, insbesondere zylindrisch ausgebildeten Senker bildet.
Dabei ist es zweckmäßig gemäß Anspruch 12 die axiale Länge des Senkers gleich oder größer als die Tiefe der herzustellenden Knochenöffnung zu wählen, um die letztere in einem Zuge herstellen zu können, ohne den Fräservorschub zum Zwecke einer Beseitigung der Fräsrückstände unterbrechen zu müssen.
Mit besonderem Vorteil eignet sich hierbei ein Fräser gemäß Anspruch 13 und 14, da bei diesem über die Kanäle die Fräsrückstände zwangsläufig abgeführt werden.
Wie vorstehend bereits erläutert, ist der Fräser auf der Trägerwelle zweckmäßig abnehmbar angeordnet, was den Vorteil bietet, nacheinander verschiedene Fräser zum Einsatz bringen zu können. Dadurch ist es beispielsweise möglich, den Rand einer Gelenkpfanne absolut gleichmäßig gestalten bzw. plan ausbilden zu können, so daß die eingesetzte künstliche Gelenkpfanne des Prothesentyps "Judet" nicht nur am Innenumfang der Knochenöffnung, sondern auch an deren Stirnseite festen Halt erhält. Aus diesem Grunde kann es vorteilhaft sein, den Senker gemäß Anspruch 15 als Stufensenker auszubilden, dessen Umfangsbund lediglich an seiner Stirnseite Schneiden aufweist. Anstelle eines Stufensenkers kann jedoch die Knochenöffnung zunächst mit einem zylindrischen Senker hergestellt und dieser danach gegen einen mit einem Führungszapfen ausgebildeten Planfräser gemäß Anspruch 16 ausgetauscht werden, dessen Führungszapfen in die Knochenöffnung und dessen Planfräskörper zum Planen des Öffnungsrandes eingesetzt werden kann. Auch in diesem Falle ergibt sich eine günstige Abführung der Fräsrückstände, wenn der Planfräser nach Anspruch 17 ausgebildet ist.
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In der Zeichnung 1st ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. In der Zeichnung zeigen:
Fig.l die Vorrichtung im Längsschnitt dargestellt,
Fig.2 die Untersicht des Senkers der Vorrichtung,
Fig.3 das freie Ednstück des Abstütz- und Zentrierdornes in größerem Maßstab als in Fig.l,
Fig.4 die Stirnansicht des freien Endstückes des Abstütz- und Zentrierdornes,
Fig.5 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht eines Senkers zum Planfräsen des Randes einer hergestellten Knochenöffnung,
Fig.6 die üntersicht des Senkers gemäß Fig.5.
Die in Fig.l gezeigte Vorrichtung weist eine als Ganzes mit Io bezeichnete Trägerwelle auf, die als Hohlwelle ausgebildet ist. An ihrem gemäß Fig.l unteren Stirnende weist die Trägerwelle ein Innengewinde auf, und eine untere Stirnringfläche 12 dient als Anlagef1 ä~he eines am Wellenvorderende anzuordnenden Fräsers 14. Letzterer ist in Form eines zylindrischen Senkers ausgebildet, der mit einem Ansatzstück 16 in das Innengewinde eingeschraubt ist. Mit einer Ringschulter 18 liegt das Ansatzstück 16 an der Stirnringfläche 12 an, wodurch der Fräser drehfest, jedoch auswechselbar an der Trägerwelle Io gehalten ist. Das Ansatzstück 16 bzw. der Fräser 14 ist von einer zentralen
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Fuhrungsbohrung 2o durchdrungen, in der ein zylindrischer Abstütz- und Zentrierdorn 22 verschiebbar angeordnet ist, der aus der Stirnseite des Fräsers 14 herausragt.
Der Abstütz- und Zentrierdorn kann an seinem freien Ende mit einer Dornspitze zum Ansetzen der Vorrichtung an einem auszufräsenden Knochen ausgestattet sein. Bevorzugt weist dieser jedoch eine Ausbildung gemäß den Fig. 3 und 4 auf.
Das Vorderende des Abstütz- und Zentrierdornes 22 weist demgemäß einen Innenkegel 24 auf, und die durch diesen gebildete Ringkante am Dornvorderende ist kronenartig verzahnt. Die dadurch gebildeten Zähne sind mit 26 bezeichnet. Bei dieser Ausbildung stellt der Innenkegel 24 sicher, daß auch bei rotierendem Abstütz- und Zentrierdorn sich dieser nicht wesentlich in das Knocheninnere hineinbohren kann, sondern daß in jedem Falle eine wirksame Abstützung der Vorrichtung am Knochen und außerdem erreicht wird, daß während des Rotierens der Trägerwelle der Dorn stillsteht.
An der Stirnfläche 28 des Ansatzstückes 16 liegt der Abstütz- und Zentrierdorn 22 mit einem ümfangsbund 3o in seiner Bereitschaftsstellung unter Druck an. Dieser Anlagedruck wird erzeugt durch eine in der hohlzylindrischen Ausnehmung 32 der Trägerwelle angeordnete Druckfeder 34, die mit ihrem einen Ende einen Haltezapfen 36 des Abstütz- und Zentrierdornes übergreift und mit ihrem anderen Ende einen Haltezapfen 38 umschließt, der seinerseits zentral vom ballig ausgebildeten Endstück eines Widerlagers 4o abgestütztist, das an einem auf das Hinterende der Trägerwelle Io aufgesetzten ;Aufsatzstück 42 vorgesehen ist. Am Hinterende dieses Aufsatzstückes ist ein Kupplungsstück 44 angeordnet, das die Hälfte einer Steckkupplung bildet und auf
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das eine andere Hälfte einer insbesondere mit einer motorischen Antriebsvorrichtung verbundenen Steckkupplung zum Trägerwellenantrieb aufsteckbar ist. 46 bezeichnet eine am Umfange der Trägerwelle Io drehbar, jedoch axial unverschiebbar gelagerte Griffhülse.
Beim Gebrauch der Vorrichtung hält der Chirurg die Griffhülse 46 fest, in welcher die Trägerwelle Io drehbar gelagert ist. Zunächst wiird dann zum Positionieren der Vorrichtung das freie Ende des Abstütz- und Zentrierdornes am Knochen angesetzt, wobei das Gesichtsfeld des Chirurgen allseits des Fräsers 14 frei bleibt. Durch axiales Verschieben der noch stillstehenden Trägerwelle relativ zum Abstütz- und Zentrierdorn gegen die Wirkung der Druckfeder 34 kann dann geprüft werden, ob die gewählte Ansetzstellung die optimal geeignete ist. Danach kann die Antriebsvorrichtung eingeschaltet werden, so daß die Trägerwelle Io und damit der Fräser 14 in Rotation versetzt werden. Der Chirurg hat dann durch eine entsprechende Handstellung die Trägerwelle bzw. den Fräser in eine gewünschte Winkellage zu bringen und durch axiales Verschieben der Trägerwelle kann dann die Knochenöffnung schnell und präzise hergestellt werden, wobei sich während des Ausfräsens der Fräser samt Trägerwelle relativ zum Abstütz- und Zentrierdorn 22 in axialer Richtung bewegen.
Der motorische Antrieb der Trägerwelle und die Ausbildung des Fräsers stellen hierbei sicher, daß die hergestellte Knochenöffnung sich durch eine glatte Innenumfangsf1 ä:he auszeichnet, die keine Unebenheiten durch herausgerissene Kjjoj^h^^sj^yygter aufweist. Zu diesem Zweck weist der Fräser /eine geschlossene Umfangsflache 48 und demgemäß lediglich an seiner unteren
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Stirnfläche radiale Schneidzähne 5o auf, deren Schneidkante von außen nach innen relativ kurz ist. Zwischen den Schneidzähnen ist der Fräser von einer Vielzahl von achsparallelen Kanälen 54 durchdrungen, die dazu dienen, daß die ausgefrästen Knochenrückstände selbsttätig nach oben aus der Knochenöffnung heraustransportiert werden. Die Schneidzähne 5o sind hierbei derart gekrümmt, daß die ausgefrästen Knochenrückstände zwischen den Schneidzähnen sich während der Rotation des Fräsers zwangsläufig in Richtung der Kanäle 54 bewegen.
Nach Fertigstellung der Knochenöffnung kann der Fräser 14 von der Trägerwelle entfernt werden, um beispielsweise mit Hilfe eines weiteren, in den Fig. 5 und 6 gezeigten und als Ganzes mit 56 bezeichneten Planfräsers den Rand der Knochenöffnung zu planen und dadurch noch eine weitere Anlagefläche für eine in die Knochenöffnung einzusetzende künstliche Gelenkpfanne zu schaffen. Dieser Planfräser weist einen am Umfang geschlossenen Bund mit an seiner Unterseite vorgesehenen, eine Schneidkante 6o aufweisenden Fräszähnen 62 auf, wobei koaxial zum Schneidenkranz ein zylindrischer Führungszapfen 64 vorgesehen ist, der eine Zentrierung des Planfräsers in der Knochenöffnung übernimmt.
Auch bei diesem Fräser ist der Bund 58 durch achsparallele Kanäle 66 durchdrungen, die sich zwischen den Schneidzähnen befinden und nach unten in eine Umfangsnut 6 8 des Führungszapfens einmünden.
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Claims (1)

  1. OR.-ING. OIPL.-1NG. M. SC. DlPL-PHYS. DH. OIPL-PHYS.
    HÖGER - STELLRECHT - ÜRIESSBACH - HAECKER
    PATENTaNWÄLTE IN STUTTGART
    283^348
    A 43 004 h ANMELDER: Herr Hans Gustav
    y - 121 Neuhäuser
    31. August 19.7.8, Moorhaldenstraße 32
    7130 Mühlacker 4
    Patentansprüche:
    Vorrichtung zum Ausformen einer Knochenöffnung, insbesondere im Hüftbein zum Einsetzen einer künstlichen Gelenkpfanne für ein am Oberschenkelbein vorzusehendes künstliches Hüftgelenk, mit einem von Hand in einer gewünschten Ansetzposition zu haltenden länglichen Werkzeugträger, an dessen Vorderende ein Fräser angeordnet ist, der durch eine Antriebsvorrichtung verdrehbar ist, gekennzeichnet durch einen aus der vorderen Stirnseite des Fräsers (14;56) herausragenden und im Werkzeugträger gegen die Wirkung einer Speicherkraft axial verschiebbaren Abstütz- und Zentrierdorn (22) ·.
    Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugträger eine Trägerwelle (10) bildet, an deren Vorderende der Fräser (14;56) drehfest, jedoch auswechselbar angeordnet ist.
    Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Hinterende der Trägerwelle (10) ein insbesondere die eine Hälfte einer Steckkupplung bildendes Anschlußstück (44) für den Anschluß an eine motorische Antriebsvorrichtung vorgesehen ist.
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    4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfange der Trägerwelle (lo) eine Griffhülse (46) drehbar, jedoch axial unverschieblich gelagert ist.
    5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Trägerwelle (lo) eine Druckfeder (34) angeordnet ist, die versucht, den Abstutz- und Zentrierdorn (22) ständig in seiner äußeren Bereitschaftsstellung zu halten.
    6· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Verstellweg des Abstütz- und Zentrierdornes (22) mindestens der Länge des aus dem Fräser (14;56) herausragenden Dornteilstückes entspricht.
    7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß der Abstütz- und Zentrierdorn (22) im Fräser (14;56) und innerhalb der Trägerwelle (lo) verdrehbar angeordnet ist.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (34) an ihrem vom Abstütz- nrä. Zentrierdorm (22) abgekehrten Ende mit einem Anlagestück/ausgestattet ist, das in seinem Zentrum mit einem Widerlager (4o) im Innern der Trägerwelle (lo) lediglich Punktberührung hat.
    9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstütz- und Zentrierdorn (22) an seinem Vorderende spitz, insbesondere kegelartig ausgebildet ist.
    030Ö1Ö/8S1S
    A 43 oo4 h - 3 -
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    10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche
    I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstütz- und Zentrierdorn (22) an seinem Vorderende einen Innenkegel (24) aufweist, und die durch diesen gebildete Ringkante am Stirnende des Dornes kronenartig verzahnt ist.
    11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fräser (14) ein stirnseitig schneidender, insbesondere zylindrischer Senker ist.
    12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des Senkers (14) gleich oder größer als die Tiefe der herzustellenden Knochenöffnung ist.
    13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Senker (14;56) am Umfang geschlossen und von einer Vielzahl von Kanälen (54;65) parallel zu seiner Achse durchdrungen ist.
    14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnei(f|2£thrie (5o) des Senkers (14) sich vom Abstütz- und Zentrierdorn (22) bis an den Senkerumfang erstrecken, wobei zwischen den einander benachbarten, sich insbesondere entlang eines Bogenstückes erstreckenden Schneiden (52) jeweils ein Kanal (54) vorhanden ist.
    15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche
    II bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Senker ein Stufensenker ist, dessen verzahnter Bund lediglich an seiner Stirnseite Schneiden aufweist.
    030010/0B15
    283834
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    16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Senker (56) einen mit einem zylindrischen Führungszapfen (64) ausgebildeten Planfräser bildet.
    17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Führungszapfen (64) hinterschnitten ist und der den Planfräser (56) bildende Teil des Senkers im Radialabstand vom Umfang die achsparallelen Kanäle (66) aufweist.
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