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Dokumentenidentifikation DE69425491T2 08.02.2001
EP-Veröffentlichungsnummer 0695155
Titel STIFT ZUR HALTERUNG EINES KÜNSTLICHEN BANDES AN EINEM KNOCHEN
Anmelder DePuy Orthopaedics, Inc., Warsaw, Ind., US
Erfinder GOBLE, Marlowe, E., Logan, US;
LOWER, L., Jerry, Bourbon, US
Vertreter Patentanwälte Dr. H.-P. Pfeifer & Dr. P. Jany, 76137 Karlsruhe
DE-Aktenzeichen 69425491
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 13.01.1994
EP-Aktenzeichen 949066740
WO-Anmeldetag 13.01.1994
PCT-Aktenzeichen US9400634
WO-Veröffentlichungsnummer 9415552
WO-Veröffentlichungsdatum 21.07.1994
EP-Offenlegungsdatum 07.02.1996
EP date of grant 09.08.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.02.2001
IPC-Hauptklasse A61F 2/78
IPC-Nebenklasse A61F 2/08   

Beschreibung[de]
Hintergrund und Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Stift zum Verankern eines Ersatzligaments in einem in einem Knochen ausgebildeten Tunnel. Genauer richtet sich die Erfindung auf einen Stift, der es ermöglicht, ein Ligamenttransplantat in einem Knochen zu fixieren, und der die Heilung des Ligamenttransplantates in dem Knochen fördert.

Wenn ein Ligament, wie beispielsweise ein vorderes Kreuzband (anterior cruciate ligament, ACL) des Knies, beschädigt oder gerissen ist, wird vielfach ein Ersatzligament in das Knie eingesetzt, um das natürliche vordere Kreuzband zu rekonstruieren. Während der Rekonstruktion wird typischerweise ein Tunnel durch den vorderen Teil der Tibia gebohrt, und zwar aufwärts durch das Tibia-Plateau und in das distale Ende des Femurs, um eine Annäherung an die natürliche Position des vorderen Kreuzbandes zu erreichen. Anschließend wird gemäß üblichen Transplantationsverfahren ein Knochen-Ligament-Knochen Transplantat geerntet, häufig von der Patella-Sehne. Typischerweise wird ein keilförmiges Transplantat geschnitten und mittels einer Transplantat-Führungshilfe in Form gebracht. Anschließend werden Nahtlöcher in dem Transplantat angebracht. Schließlich wird das Transplantat in den gebohrten Tunnel eingesetzt.

Es sind verschiedene Verfahren bekannt, um das Transplantat in der Tibia und dem Femur zu sichern, bis die Heilung erfolgt ist. Bei einer bekannten Methode wird eine KurosakaTM-Fixierungsschraube verwendet. Die KurosakaTM- Schraube übt in dem Tunnel mit dem Transplantat eine Preßwirkung aus, so daß das Transplantat gegen die Wand des Tunnels verkeilt wird. Siehe beispielsweise US-Patent Nr. 4,950,270.

Bei anderen bekannten Verfahren wird mit dem Transplantat verbundenes Nahtmaterial mit Hilfe von Schrauben oder Befestigungsscheiben verankert. Die Ligamente können auch mit Hilfe von Platten oder Befestigungsscheiben direkt mit dem Knochen verbunden werden.

Gemäß einer weiteren bekannten Methode wird ein quer zu dem gebohrten Tunnel verlaufender Stift verwendet, um das Transplantat in dem Tunnel zu befestigen. Es sind zahlreiche Vorrichtungen und Verfahren bekannt, um den Stift quer zu dem gebohrten Tunnel auszurichten und das Ersatzligament an dem Knochen zu befestigen. Beispielsweise sei auf die US-Patente 4,901,711 und 4,985,032 verwiesen. Die Fixierung mittels eines querverlaufenden Stiftes ist auch von anderen Teilbereichen der Endoprothesen-Technik bekannt, beispielsweise von der Behandlung gebrochener Knochen mittels intramedullarer Knochennägel. Ein Beispiel ist in der DE-A-22 46 274 beschrieben. Dort werden Fixierungsstifte verwendet, die nacheinander einen Kopf, einen Gewindeteil, einen glatten Schaft und eine zulaufende Spitze haben.

Ein weiteres Verfahren und eine Vorrichtung zur Positionierung und Installation eines querverlaufenden Stiftes zur Befestigung eines Ersatzligamentes an einem Knochen ist in der WO-A-9415556 beschrieben.

Der Stift gemäß der vorliegenden Erfindung ist im Vergleich zu vorbekannten querverlaufenden Stiften und Schrauben vorteilhaft. Er hat einen glatten Schaft, der sich derartig verjüngt, daß der Knochenstopfen des Implantates gegen eine Seite des Tunnels gedrückt wird, um die Heilung des Implantates in dem Knochen zu fördern. Der sich verjüngende Schaft bildet somit ein Mittel, um einen Abschnitt eines Ersatzligamentes gegen die Wand des Tunnels zu drücken oder zu pressen, um die Heilung und Bindung zu fördern. Zusätzlich bildet der glatte Schaft eine Oberfläche, über die ein Ersatzligament beispielsweise in Form einer Schleife positioniert werden kann, wenn ein hierzu geeignetes Ersatzligament verwendet wird.

Der Stift gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen Kopf auf, der derartig von einem Gewindeteil des Stiftes entfernt ist, daß der Kopf des Stiftes gegen die Kortikalis des Knochens drückt und dadurch verhindert wird, daß der Kopf in den Femur einsinkt. Dadurch kann der Stift durch die Haut leicht lokalisiert werden, falls es erforderlich sein sollte, ihn zu entfernen. Im Vergleich zu den vorstehend diskutierten KurosakaTM-Schrauben kann der Stift gemäß der vorliegenden Erfindung leicht entfernt werden. Wie erwähnt, ist es ohne einen großen Eingriff möglich, einen Zugang zu dem Stift gemäß der vorliegenden Erfindung zu gewinnen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform schließen die zum Andrücken vorgesehenen Mittel des Stiftes einen sich verjüngenden Schaft ein, der in der Nachbarschaft des Gewindeteils lokalisiert ist. Der sich verjüngende Schaft ist so ausgebildet, daß er in ein in dem Ersatzligament ausgebildetes Bohrloch mit einem vorbestimmten Durchmesser eindringt und das Ersatzligament gegen die Wand des Tun nels drückt. Der sich verjüngende Schaft hat an einem ersten von dem Gewindeteil abgewandten Ende einen ersten Durchmesser, der kleiner als der vorbestimmte Durchmesser des Bohrloches ist. In der Nachbarschaft des Gewindeteils hat er einen zweiten Durchmesser, der größer als der vorbestimmte Durchmesser ist. Beim Einführen des Stiftes durch das Bohrloch in das Ersatzligament hinein drückt folglich der sich verjüngende Schaft das Ersatzligament gegen den Tunnel und preßt es so gegen dessen Seitenwand, daß die Heilung des Ersatzligamentes in dem aufnehmenden Knochen gefördert wird.

Weiterhin weist der Stift gemäß einer bevorzugten Ausführungsform an dem dem Kopf gegenüberliegenden Ende seines Hauptteils eine im wesentlichen konisch geformte Spitze auf. Die im wesentlichen konische Spitze ist beispielsweise unter einem Winkel von etwa 30º geneigt. Eine Knochenschraube, die, in dieser Reihenfolge, eine konische Spitze, einen Gewindeteil, einen sich verjüngenden Übergangsteil, einen glatten Schaftteil und einen Kopf aufweist, ist für andere Zwecke aus dem US-Patent 5,019,078 bekannt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein im wesentlichen glatter Hals zwischen dem Kopf und dem Gewindeteil des Hauptteiles vorgesehen. Der Hals erleichtert das Entfernen des Stiftes aus dem Knochen. Der Kopf kann insbesondere ein Außensechskant sein, um das Risiko zu vermindern, daß der Kopf in dem aufnehmenden Knochen versinkt, wenn der Stift in den aufnehmenden Knochen installiert wird.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden für Fachleute deutlich, wenn sie die nachfolgende detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungs form bedenken, die nach derzeitigem Kenntnisstand die bestmögliche Ausführung der Erfindung darstellen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die detaillierte Beschreibung der Erfindung nimmt auf die beigefügten Zeichnungen Bezug. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Stiftes zur Befestigung oder Verankerung eines Ersatzligamentes in einem in einem Knochen ausgebildeten Bohrtunnel;

Fig. 1a eine Abwandlung des Stiftes gemäß Fig. 1, bei der die Spitze des Stiftes scharf ist; und

Fig. 2 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht, in der zu erkennen ist, wie der Stift durch den Femur dringt, nämlich durch den Tunnel in den Knochen, durch das Ersatzligament-Transplantat, das sich in dem Tunnel befindet, und in den Knochen auf der gegenüberliegenden Seite des Tunnels hinein.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zeigt Fig. 1 einen Stift 10 gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Stift 10 hat einen Kopf 12 mit einer Unterkante 13, einen sich an den Kopf 12 anschließenden Hals 14, einen Gewindeteil 16, einen im wesentlichen glatten Schaft 18 und an seinem distalen Ende eine im wesentlichen konische Spitze 20. Im dargestellten Beispiel hat die Spitze 20 eine glatt zu laufende Nase 22. Die Nase 22 ist im dargestellten Fall stumpf, glatt oder nicht-spitz, so daß sie in das Knochenmaterial nicht einsticht, wenn der Stift eingesetzt wird. Die Spitze 20 bildet beispielsweise einen 30º- Konus, wie anhand des dargestellten Winkels 23 erkennbar ist. Die Spitze 20 ist so ausgebildet, daß sie den Stift 10 durch ein Loch führt, das durch den Knochen gebohrt wurde, und weiter durch ein Loch, das in dem Ersatzligament-Transplantat ausgebildet ist. Bei bestimmten Anwendungsfällen kann die konische Spitze 20 scharf sein wie die in Fig. 1a dargestellte Spitze 48. Eine solche scharfe Nase dringt an dem dem Kopf 12 des Stiftes 10 gegenüberliegenden Ende eines Knochentunnels in das Knochenmaterial ein.

Der glatte Schaft 18 des Stifts 10 ist vorzugsweise so ausgebildet, daß er sich geringfügig verjüngt. Beispielsweise kann der Durchmesser des Schaftes 18 in der Nähe der Spitze 20 (Abmessung 24) ungefähr 0,234 cm (0,092 Inch) betragen. Der Basisdurchmesser des Schaftes 18 in der Nähe des Gewindeteils 16 (Abmessung 26) ist größer als die Abmessung 24. Beispielsweise kann die Abmessung 26 ungefähr 0,284 cm (0,112 Inch) betragen.

Der Stift 10 hat eine durch die Abmessung 27 bezeichnete Länge, deren Betrag in Abhängigkeit von dem zur effektiven Befestigung des Ersatzligamentes in dem Knochen erforderlichen Maß variieren kann. Beispielsweise kann die durch die Abmessung 27 gekennzeichnete Länge 35 mm, 40 mm, 45 mm, 50 mm, 55 mm, 60 mm betragen oder eine andere Länge sein, die für den jeweiligen Anwendungsfall benötigt wird. Bei jeder Länge beträgt der Abstand von dem Ende des Kopfes 12 bis zu dem an den Schaft 18 angrenzenden Ende des Gewindeteils 16 (Abmessung 29) etwa 1,27 cm (0,5 Inch). Der Abstand von dem Ende des Kopfes 12 zu dem dem Gewindeteil 16 benachbarten Ende des Halses 14 (Abmessung 31) beträgt ungefähr 0,457 cm (0,18 Inch). Der Abstand des Endes des Kopfes 12 von dessen Unterkante 13 (Abmessung 33) beträgt ungefähr 0,254 cm (0,1 Inch).

Der Kopf 12 kann beispielsweise ein Außensechskant sein. Der Sechskantkopf 12 ist von dem Gewindeteil 16 durch einen glatten Hals 14 getrennt. Im Vergleich zu einer Innensechskantschraube oder einem Schlitzkopf ist der Außensechskant als Ausgestaltung des Kopfes 12 bevorzugt. Durch die Verwendung eines Außensechskantes wird die Wahrscheinlichkeit vermindert, daß der Kopf 12 versinkt, wenn der Stift 10 in den Knochen eingeschraubt wird. Wenn der Knopf 12 einzusinken beginnt, rutscht ein Außensechskant-Schlüssel (nicht dargestellt) von dem Kopf 12 ab.

Fig. 2 verdeutlicht die Verwendung des Stiftes 10 zur Verankerung eines Ersatzes für ein vorderes Kreuzband in dem Femur eines Kniegelenkes. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Kniegelenk 28 erkennt man eine Tibia 30 und einen Femur 32. Während einer Operation zum Ersatz des vorderen Kreuzbandes wird ein Tunnel 34 gebildet, indem man durch die vordere Grenzfläche der Tibia 32 nach oben durch das Tibia-Plateau 36 in den Femur 32 bohrt. Typischerweise wird der Tunnel 34 gebildet, indem man einen Führungsstift oder K-Draht längs eines gewünschten Weges des Tunnels einführt. Der K-Draht bildet eine Ausnehmung 46, die durch die Tibia 30 und den Femur 32 verläuft. Danach wird ein (nicht dargestellter) mit axialem Führungskanal versehener Bohrer in üblicher Weise benutzt, um auf dem durch den K-Draht vorgegebenen Weg den Tunnel 34 zu bilden.

Nach der Herstellung des Tunnels 34 in dem Knochen wird ein Ersatzligament in den Tunnel 34 eingesetzt. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform besteht das Ersatzligament aus einem geernteten Transplantat, das einen Knochenmaterial-Abschnitt oder Stopfen 38 und einen Ligament-Abschnitt 40 aufweist. Ein weiterer Knochenmaterial- Abschnitt oder Stopfen (nicht dargestellt) ist in dem Tunnel 34 in der Tibia 30 lokalisiert. Danach wird eine quer verlaufende Führungsbohrung 42 durch den Femur 32, den Tunnel 34 und das Knochentransplantat 38 gebohrt. Die Führungsbohrung 42 erstreckt sich auch in den auf der gegenüberliegenden Seite des Tunnels 34 liegenden Abschnitt des Femur 32.

Typischerweise wird die Führungsbohrung 42 mittels eines Bohrers erzeugt, der einen Durchmesser hat, der zwischen der Abmessung 24 und der Abmessung 26 des glatten Schaftes 18 des Stiftes 10 liegt. Beispielsweise beträgt der Durchmesser des Führungsloches 42 ungefähr 2,5 mm (0,0984 Inch). Deswegen dringen die Spitze 20 und ein Teil des Schaftes 18 in der Nähe der Spitze 20 in die Bohrung 42 des Transplantats 38 ein, ohne mit der die Bohrung 42 begrenzenden Wand in engen Eingriff zu kommen. Der sich verjüngende Schaft 18 beginnt jedoch gegen die Wand, die das durch das Transplantat 38 verlaufende Führungsloch 42 begrenzt, zu drücken, sobald der Teil des sich verjüngenden Schaftes, dessen Durchmesser größer als der Durchmesser der Bohrung 42 ist, sich durch die Bohrung 42 des Transplantates 38 bewegt. Dadurch übt der sich verjüngende Schaft 18 des Stiftes 10 eine Kraft auf das Transplantat 38 aus, die senkrecht zu diesem in Richtung des Pfeiles 44 wirkt und das Transplantat gegen die Wand des Tunnels 34 drückt. Durch das Anpressen des Transplantates 38 gegen die Wand des Tunnels 34 fixiert der Stift 10 das Transplantat 38 in dem Femur 32. Dadurch wird die Heilung und die Bindung des Transplantates 38 gefördert.

Der glatte Schaft 18 des Stiftes 10 überbrückt den Tunnel 34. Deshalb kann der Stift 10 auch bei einer Technik verwendet werden, bei der das Ersatzligament als über den Stift 10 verlaufende Schleife befestigt wird, statt einer Befestigung mit einem Knochenstopfen, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist.

Der Gewindeteil 16 schneidet in das Knochenmaterial des Femurs 32 und verankert dadurch den Stift 10 in dem Femur 32. Wie zuvor dargelegt, wird durch den Außensechskantkopf 12 das Risiko vermindert, daß der Kopf 12 in den Femur 32 einsinkt. Die Kante 13 dringt nur geringfügig in die äußere Oberfläche des Femurs 32 ein. Der Kopf 12 befindet sich oberhalb der Oberfläche des Femurs 32. Deswegen kann der Kopf 12 durch die Haut des Patienten lokalisiert werden, so daß der Stift 10 nach erfolgter Heilung oder im Falle eines Versagens des Ersatzligamentes 37 durch einen kleinen Einschnitt in die Haut leicht entfernt werden kann.

Wenn der Stift 10 aus dem Femur 32 entfernt wird, wird das Gewinde 16 aus dem Femur 32 herausgeschraubt. Sobald das Ende des Gewindeteils 16 aus dem Femur 32 herausgekommen ist, ist der Stift 10 sehr leicht drehbar. In dieser Phase dient der Halsteil 14 dazu, den Stift 10 mittels eines Instrumentes (nicht dargestellt), das einer Beißzange ähnelt, zu ergreifen und aus dem Femur 32 herauszuziehen.

Obwohl die Erfindung im einzelnen anhand eines bestimmten bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, umfaßt sie Variationen und Modifikationen, wie sie den nachfolgenden Ansprüchen zu entnehmen sind.


Anspruch[de]

1. Stift (10) zum Verankern eines Knochenstopfens (38) oder eines Gewebetransplantates in einer Ausnehmung (34) eines aufnehmenden Knochens (32), wobei der Stift (10)

dazu ausgebildet ist, in den aufnehmenden Knochen (32) einzudringen und sich durch einen äußeren Teil des aufnehmenden Knochens (32) und anschließend durch die das Transplantat enthaltende Ausnehmung zu erstrecken,

ein proximales Ende, einen an dem proximalen Ende angeordneten Kopfteil, der zum Eingriff eines Antriebswerkzeuges dient, und ein distales Ende zur Anordnung innerhalb des aufnehmenden Knochens umfaßt,

in der Nähe des proximalen Endes einen Gewindeteil (16) zum Eingriff in den aufnehmenden Knochen aufweist und

zwischen dem Gewindeteil (16) und dem distalen Ende einen Hauptteil (18) aufweist, der so ausgebildet ist, daß er eine glatte konische Form mit einer dem Gewindeteil (16) zugewandten, im Querschnitt größeren kreisförmigen Basis und einem kleineren kreisförmigen Querschnitt in dem relativ zu der Basis weiter von dem Gewindeteil entfernten Bereich hat, um dadurch den Knochenstopfen oder das Gewebeimplantat gegen eine Seite der Wand der Ausnehmung (34) zu drücken und zu verkeilen.

2. Stift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er zwischen dem Gewindeteil (16) und dem proximalen Ende einen Teil mit vermindertem Durchmesser aufweist.

3. Stift nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das distale Ende sich verjüngt.

4. Stift nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das distale Ende im wesentlichen konisch geformt ist.

5. Stift nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das im wesentlichen konische distale Ende unter einem Winkel von etwa 30º verläuft.

6. Stift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfteil (12) ein Außensechskantkopf ist, um das Risiko zu vermindern, daß der Kopf in dem aufnehmenden Knochen (32) versinkt, wenn der Stift in den aufnehmenden Knochen eingeschraubt wird.

7. Stift nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er an dem sich verjüngenden distalen Ende eine scharfe Spitze (20) aufweist, um in einen Teil des aufnehmenden Knochens (32) auf der dem Kopf gegenüberliegenden Seite der Ausnehmung einzustechen.

8. Stift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen im wesentlichen glatten Halsabschnitt (14), der sich zwischen dem Kopf und dem Gewindeteil des Hauptteils befindet.

9. Stift nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Durchmesser des Hauptteils (18) von einer Stelle in der Nachbarschaft des Gewin deteils (16) zu einer Stelle in der Nachbarschaft des distalen Endes verjüngt, wobei sich der Verjüngungswinkel von dem des distalen Endes unterscheidet.







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