DE102008021110A1

DE102008021110A1 - Scapulare Komponente einer Schultergelenkprothese

Info

Publication number: DE102008021110A1
Application number: DE102008021110A
Authority: DE
Inventors: Hans-Kasper Dr. Schwyzer; Marc A. Dr. Riner; E. Kerhli
Original assignee: Smith and Nephew Orthopaedics AG
Current assignee: Smith and Nephew Orthopaedics AG
Priority date: 2008-04-28
Filing date: 2008-04-28
Publication date: 2009-10-29
Also published as: EP2282701A1; WO2009132767A1; US20110106266A1; AU2009242686A1; CN102014802A

Abstract

Scapulare Komponente einer Schultergelenkprothese mit einer an der Scapula verankerbaren Basisplatte (11) und einem auf dieser befestigbaren Gelenkflächenteil (12), welches entweder eine anatomische (konkave, 13) oder inverse (konvexe, 33) Gelenkfläche definiert. An der im implantierten Zustand der Scapula zugewandten Rückseite (14) der Basisplatte (11) ist wenigstens ein Verankerungszapfen (15, 16, 17) angeordnet, der sich in Richtung etwa anterolateral schräg zur Basisplatte (11) erstreckt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine scapulare Komponente einer Schultergelenkprothese mit einer an der Scapula verankerbaren Basisplatte und einem auf dieser befestigbaren Gelenkflächenteil, welches entweder eine anatomische (konkave) oder inverse (konvexe) Gelenkfläche definiert.
Derartige scapulare Komponenten sind allgemein bekannt. Es wird diesbezüglich nur beispielhaft auf die EP 1 520 561 A1 verwiesen.
Die Hauptschwierigkeit beim Gelenkflächenersatz am scapulaseitigen Glenohumeralgelenk liegt vor allem in der guten Darstellung der ursprünglichen Gelenkpfanne beim üblicherweise praktizierten deltopektoralen Zugang. Wird der Numerus mit einer Oberflächenersatz-Prothese versorgt, ist dieser Zugang noch zusätzlich erschwert, weil der anatomische Humeruskopf nicht wie bei einer Schaftprothese reseziert, sondern nur dessen Oberfläche präpariert wird. Dies ist der Hauptgrund dafür, daß Oberflächenersatz-Prothesen fast ausschließlich als Hemi-Arthroplastiken ausgeführt werden.
Die Revision von anatomischen auf inverse Schultersysteme macht bei herkömmlichen Glenoidsystemen die Explantation des bestehenden Glenoidimplantats notwendig, was eine hohe Traumatisierung des Glenoidknochens zur Folge hat.
Ist der Ersatz der Gelenkfläche eines Glenoids notwendig, muß aus den vorgenannten Gründen eine Schaftprothese gewählt werden, obwohl humerusseitig die Indikation für eine Oberflächenersatz-Prothese gegeben wären. Dies hat einen vergleichsweise hohen Knochenverlust am Numerus zur Folge, was sich für allfällige spätere Revisionen für die Verankerung des Revisionsimplantats nachteilig auswirken kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend von dem zitierten Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, ein Glenoidsystem zur Verfügung zu stellen, welches die Implantation von anterolateral ermöglicht, so daß der Zugang zur Gelenkfläche des scapulaseitigen Glenohumeralgelenks erleichtert ist. Gleichzeitig soll es möglich sein, wahlweise ein Gelenkflächenteil mit anatomischer bzw. konkaver Lauffläche oder ein Gelenkflächenteil mit inverser bzw. konvexer Lauffläche einzusetzen, so daß im Revisionsfalle bei Bedarf auch von einem anatomischen System auf ein inverses gewechselt werden kann, ohne daß die bereits im Knochen verankerte Basisplatte explantiert werden muß.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst, wobei weitere Details und bevorzugte Ausführungsformen in den Unteransprüchen beschrieben sind.
Kennzeichnend für die Erfindung ist also u. a. die Anordnung wenigstens eines Verankerungszapfens an der im implantierten Zustand der Scapula zugewandten Rückseite der Basisplatte, wobei sich dieser Verankerungszapfen etwa anterolateral schräg zur Basisplatte erstreckt.
Vorzugsweise sind an der Rückseite der Basisplatte zwei, insbesondere drei sich schräg zur Basisplatte erstreckende Verankerungszapfen vorgesehen. Diese erstrecken sich innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs, insbesondere innerhalb eines Winkelbereichs von 30° bis 70° relativ zur Basisplatte. Damit ist eine Implantation von anterolateral möglich. Die Basisplatte hat die Grundform einer etwa kreisförmigen, insbesondere jedoch oval- oder auch birnenförmigen Scheibe. Die vorgenannten Verankerungszapfen können sich entweder parallel oder zumindest teilweise divergierend zueinander, jedoch stets in Richtung etwa anterolateral erstrecken. Diese Variante erlaubt eine zementfreie Operationstechnik. Die Basisplatte selbst besteht vorzugsweise aus einer Ti-Legierung, welche zum Zwecke einer verbesserten Osteointegration mit einer porösen Titan/Hydroxilapatit-Beschichtung od. dgl. bioaktiven Beschichtung versehen sein kann. Der an der Vorderseite, d. h. an der im implantierten Zustand der Scapula abgewandten Seite wird der bereits erwähnte Gelenkflächenteil befestigt, wobei dieser bei anatomischer Versorgung vorzugsweise aus Polyethylen bzw. PE besteht. Bei inverser Versorgung ist der Gelenkflächenteil aus Keramik oder Implantatstahl hergestellt. Da die Materialien für derartige Gelenkteile an sich bekannt sind, erübrigt sich hier eine nähere Ausführung.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der PE-Einsatz, welcher die eigentliche Gelenkfläche bei anatomischer Versorgung definiert, über einen Schnappmechanismus mit der Basisplatte entweder in situ oder extra korporal montiert.
Vorzugsweise ist auch noch eine sogenannte primäre Verankerung mittels wenigstens einer, vorzugsweise zweier Knochenschrauben vorgesehen, die durch eine entsprechende Bohrung in der Basisplatte hindurchgeführt sind. Innerhalb dieser Bohrung sollen sich die Knochenschrauben in einem Winkelbereich zwischen Basisplatte und Verankerungszapfen erstrecken, insbesondere im Bereich der Winkelhalbierenden zwischen Basisplatte und Verankerungszapfen. Bei mehr als einer Knochenschraube erstrecken sich diese entweder parallel zueinander oder divergieren in einem Bereich zwischen 0° und 45°.
Im Revisionsfall wird der erwähnte PE-Einsatz mit einem Extraktionsinstrument demontiert und durch einen hemisphärischen Gelenkflächenteil bzw. eine sogenannte Glenosphäre ersetzt. Die Glenosphäre kann zentrisch oder exzentrisch relativ zur geometrischen Mittenachse der Basisplatte plaziert sein. Konstruktiv ist die Verankerung zwischen Glenosphäre und Basisplatte so, daß die Glenosphäre von anterolateral an der Basisplatte verankerbar ist. Vorzugsweise sind zu diesem Zweck an der Vorderseite der Basisplatte wenigstens eine, insbesondere zwei sich im implantierten Zustand etwa anteroposterior erstreckende Führungsnuten oder -rippen ausgebildet, die mit komplementären Führungselementen an der Unterseite der Glenosphäre korrespondieren. Die Führungsnuten können im Querschnitt schwalbenschwanzartig ausgebildet sein. Vorzugsweise verjüngen sich die derart ausgebildeten Führungsnuten konisch in Richtung von anterior nach posterior, so daß die Glenosphäre bei der Befestigung auf der Basisplatte nicht über diese hinaus in Richtung nach anterior verschoben werden kann. Die Fixierung der Glenosphäre auf der Basisplatte erfolgt dann mittels einer Sicherungsschraube, die mit einem Innengewinde innerhalb eines etwa mittig an der Unterseite der Basisplatte angeordneten Verankerungszapfens korrespondiert.
Die Operationstechnik sieht die Vorbereitung eines Implantatbetts mittels eines von freier Hand geführten Raspelinstruments vor, welches von einer Bohrmaschine od. dgl. angetrieben wird.
Mittels einer Bohrlehre werden dann schräge Verankerungslöcher entsprechend den vorgenannten Verankerungszapfen an der Unterseite der Basisplatte in den Knochen gebohrt. Mit einem Setzinstrument wird die Basisplatte in die vorbereitete Kavität einge führt. Anschließend erfolgt die Fixierung mittels der erwähnten Knochenschrauben, die selbstbohrend und selbstschneidend ausgebildet sind.
Die Rückseite der Basisplatte kann entweder flach oder flach-sphärisch, d. h. leicht gewölbt ausgebildet sein.
Es ist bereits darauf hingewiesen worden, daß die Verankerungsschrauben zueinander divergierend gesetzt werden können, und zwar in einem Bereich zwischen 0° und 45° zueinander.
Es kann vorgesehen sein, daß die Knochenschrauben an der Basisplatte entweder unidirektional oder polydirektional gehalten sind. In beiden Fällen muß natürlich für die erforderliche Winkelstabilität gesorgt sein. Hier handelt es sich jedoch um eine an sich bekannte Technologie.
Es ist auch die Verwendung herkömmlicher Knochenschrauben denkbar. Alternativ ist auch der Einsatz von nicht winkelstabilen, selbstbohrenden und -schneidenden Knochenschrauben denkbar.
Der anterolaterale Zugang erlaubt die Versorgung des scapulaseitigen Glenohumeralgelenks mit einem Glenoidimplantat in Kombination mit einer humerusseitigen Oberflächenersatz-Prothese. Zudem besteht die Möglichkeit eines späteren Wechsels von einem anatomischen auf ein inverses System. Sowohl die Primär- als auch die Revisionsversorgung sind weniger invasiv als mit herkömmlichen Implantatsystemen. Der Patient wird dadurch weniger belastet und die Rehabilitation erfolgt schneller.
Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Scapulare Komponente mit anatomischem und alternativ inversem Gelenkflächenteil anhand der beigefügten Zeichnung näher beschrieben. Diese zeigt in:
1 ein Glenoid mit anatomischem Gelenkflächenteil für einen anterolateralen Zugang in perspektivischer Ansicht von schräg oben;
2 das Glenoid gemäß 1 in perspektivischer Ansicht von schräg unten;
3 das Glenoid gemäß 1 und 2 in Ansicht von interior;
4 das Glenoid gemäß den 1 bis 3 in Explosionsansicht (perspektivisch);
5 eine auf einer Basisplatte zentrisch plazierte Glenosphäre für anterolateralen Zugang in perspektivischer Ansicht von schräg oben;
6 die Glenosphäre gemäß 5 in perspektivischer Ansicht von schräg unten;
7 die Glenosphäre gemäß den 5 und 6 in Ansicht von anterior;
8 eine relativ zur Basisplatte exzentrisch verankerte Glenosphäre in Ansicht von anterior;
9 die Glenosphäre gemäß den 5 bis 7 in Explosionsansicht von schräg oben;
10 die Glenosphäre gemäß den 5 bis 7 in Explosionsansicht von schräg unten;
11 ein Glenoid entsprechend den 1 bis 4 mit Scapula;
12 eine Glenosphäre gemäß den 5 bis 7 zentrisch mit Scapula; und
13 eine Glenosphäre entsprechend 8 exzentrisch mit Scapula.
Die 1 bis 4 zeigen eine scapulare Komponente einer Schultergelenkprothese, und zwar ein sogenanntes Glenoid mit einer an der Scapula 10 (siehe 11 bis 13) verankerbaren Basisplatte 11 und einem auf dieser befestigbaren Gelenkflächenteil, welches eine anatomische bzw. konkave Gelenkfläche 13 definiert. An der im implantierten Zustand der Scapula 10 zugewandten Rückseite 14 der Basisplatte 11, die entweder flach oder wie hier leicht gewölbt ausgebildet sein kann, sind drei Verankerungszapfen 15, 16 und 17 angeordnet, die sich jeweils in Richtung etwa anterolateral schräg zur Basisplatte 11 erstrecken. Konkret erstrecken sich alle drei Verankerungszapfen parallel zueinander innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs, insbesondere eines Winkelbereichs von 30° bis 70° relativ zur Basisplatte, hier etwa 45° zur Basisplatte 11.
Zwei Verankerungszapfen, nämlich die beiden Verankerungszapfen 15 und 16 sind randseitig an der Rückseite der Basisplatte 11 angeordnet, während der dritte Verankerungs zapfen 17 etwa mittig an der Rückseite 14 der Basisplatte 11 anschließt. Dieser etwa mittig angeordnete Verankerungszapfen 17 begrenzt eine von der Vorderseite 18 der Basisplatte 11 (siehe 4), an der der Gelenkflächenteil, hier vorzugsweise PE-Einsatz 12 anschließbar ist, her zugängliche Gewindebohrung 19. In diese Gewindebohrung 19 ist eine Sicherungsschraube einschraubbar, mittels der ein Gelenkflächenteil auf der Basisplatte fixierbar ist. Dies wird anhand der 5 bis 10 noch näher beschrieben.
Zur primären Verankerung der Basisplatte 11 weist diese bei der dargestellten Ausführungsform zwei Bohrungen 20, 21 zur Aufnahme einer Knochenschraube 22 bzw. 23 auf, und zwar derart, daß sich diese im Winkelbereich zwischen Basisplatte und Verankerungszapfen 15, 16, insbesondere im Bereich der Winkelhalbierenden zwischen Basisplatte 11 und den vorgenannten Verankerungszapfen 15, 16 erstrecken. Insofern ist die Fixierung der Knochenschrauben 22, 23 auch von anterolateral her möglich bzw. gewährleistet.
Die Knochenschrauben 22, 23 können innerhalb der zugeordneten Bohrungen 20, 21 in der Basisplatte 11 entweder unidirektional oder polydirektional gehalten sein. Dabei handelt es sich um eine an sich bekannte Technologie, die hier nicht näher beschrieben werden muß. Es wurde auch schon bereits darauf hingewiesen, daß bei zwei oder mehr Knochenschrauben 22, 23 diese sich entweder wie hier parallel zueinander oder alternativ auch divergierend zueinander erstrecken, wobei im letztgenannten Fall die Divergenz im Bereich zwischen 0° und 45° liegt.
Im vorliegenden Fall erstrecken sich die Knochenschrauben 22, 23, die jeweils selbstschneidend ausgebildet sind, in einem Winkel von etwa 20° bis 25° relativ zur Basisplatte 11.
Der Gelenkflächenteil, vorzugsweise PE-Einsatz 12 ist bei der dargestellten Ausführungsform auf die Vorderseite 18 der Basisplatte 11 aufrastbar. Zu diesem Zweck weist die Vorderseite 18 der Basisplatte 11 zwei randseitig angeordnete Rastvorsprünge 24, 25 auf (siehe dazu insbesondere 4), die mit komplementären Rastöffnungen im Glenoid bzw. PE-Einsatz 12 korrespondieren. Die Anordnung von Rastvorsprung und Rastöffnung kann natürlich auch umgekehrt sein.
Diese Rastvorsprünge können mittels eines Extraktionsinstruments in einer Außerrast-Stellung gebracht werden, um im Revisionsfall den PE-Einsatz bzw. das Glenoid 12 entfernen zu können.
Da an der Vorderseite 18 der Basisplatte 11 auch noch sich von anterior nach posterior konisch verjüngende Schwalbenschwanzführungen 26, 27 zur Verankerung einer sogenannten Glenosphäre vorgesehen sind, was weiter unten noch näher beschrieben wird, weist das Glenoid 12 an seiner Unterseite entsprechende bzw. komplementäre Vorsprünge auf, die die vorgenannten Schwalbenschwanzführungen ausfüllen. Die Befestigung des Glenoids 12 soll jedoch vornehmlich durch den vorgenannten Rastmechanismus erfolgen. Würde man auf diesen Rastmechanismus verzichten, müßte das Glenoid mittels einer Sicherungsschraube fixiert werden, so wie dies nachstehend anhand der Fixierung einer Glenosphäre auf der Basisplatte beschrieben wird. Bevorzugt erfolgt die Befestigung über einen Rastmechanismus in Kombination mit einer Schwalbenschwanz-Führung; dann kann auf eine Sicherungsschraube verzichtet werden.
Wie bereits erwähnt, kann im Revisionsfalle das Glenoid 12 durch einen inversen Gelenkflächenteil bzw. eine sogenannte Glenosphäre 28 ersetzt werden. Dieser Gelenkflächenteil bzw. diese Glenosphäre wird mittels einer sich durch die Gelenkfläche hindurch erstreckenden Sicherungsschraube 29 (siehe 9, 10 bzw. 12, 13) an der Basisplatte 11 fixiert. Die Basisplatte 11 ist so ausgebildet, wie anhand der 1 bis 4 beschrieben. Die Sicherungsschraube 29 ist in die im etwa mittig angeordneten Verankerungszapfen ausgebildete Gewindebohrung 19 einschraubbar, und zwar ebenfalls von anterolateral. Wie bereits erwähnt, sind an der Vorderseite 18 der Basisplatte 11 zwei sich im implantierten Zustand etwa anteroposterior erstreckende Führungsnuten in Form von Schwalbenschwanzführungen 26, 27 ausgebildet, die sich in Richtung von anterior nach posterior konisch verjüngen. Diese Schwalbenschwanzführungen 26, 27 korrespondieren mit komplementären Führungselementen, nämlich Führungsleisten 30, 31 an der Unterseite der jeweils zugeordneten Glenosphäre 28.
Die Glenosphäre kann relativ zur Basisplatte 11 entweder zentrisch wie in den 5 bis 7 oder exzentrisch wie in 8 plaziert sein.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß die Sicherungsschraube 29 zum Zwecke der Fixierung der Glenosphäre 28 auf der Basisplatte 11 durch eine Bohrung 32 in der Glenosphäre 28 hindurchgeführt ist.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß die inverse Gelenkfläche der Glenosphäre in den anliegenden 5 bis 10 und 12, 13 jeweils mit der Bezugsziffer 33 gekennzeichnet ist.
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination neu sind.
Die Erfindung betrifft auch die beschriebene Operationstechnik, soweit Schutz für ein solches Verfahren in Verbindung mit dem beschriebenen System möglich ist.

10: Scapula
11: Basisplatte
12: Gelenkflächenteil (anatomisch)
13: anatomische Gelenkfläche
14: Rückseite
15: Verankerungszapfen
16: Verankerungszapfen
17: Verankerungszapfen
18: Vorderseite
19: Gewindebohrung
20: Bohrung
21: Bohrung
22: Knochenschraube
23: Knochenschraube
24: Rastvorsprung
25: Rastvorsprung
26: Schwalbenschwanzführung (Führungsnut)
27: Schwalbenschwanzführung (Führungsnut)
28: Gelenkflächenteil (invers bzw. Glenosphäre)
29: Sicherungsschraube
30: Führungsleiste
31: Führungsleiste
32: Bohrung für Sicherungsschraube
33: inverse Gelenkfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 1520561 A1 [0002]

Claims

Scapulare Komponente einer Schultergelenkprothese mit einer an der Scapula (10) verankerbaren Basisplatte (11) und einem auf dieser befestigbaren Gelenkflächenteil (12; 28), welches entweder eine anatomische (konkave, 13) oder inverse (konvexe, 33) Gelenkfläche definiert, dadurch gekennzeichnet, daß an der im implantierten Zustand der Scapula (10) zugewandten Rückseite (14) der Basisplatte (11) wenigstens ein Verankerungszapfen (15, 16, 17) angeordnet ist, der sich in Richtung etwa anterolateral schräg zur Basisplatte (11) erstreckt.
Scapulare Komponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Rückseite (14) der Basisplatte (11) zwei, insbesondere drei sich schräg zur Basisplatte (11) erstreckende Verankerungszapfen (15, 16, 17) vorgesehen sind.
Scapulare Komponente nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungszapfen (15, 16, 17) sich innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs, insbesondere eines Winkelbereichs von 30° bis 70° relativ zur Basisplatte (11), entweder parallel oder zumindest teilweise divergierend zueinander, jedoch stets in Richtung etwa anterolateral erstrecken.
Scapulare Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Verankerungszapfen (17) etwa mittig an der Rückseite (14) der Basisplatte (11) anschließt.
Scapulare Komponente nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der etwa mittig angeordnete Verankerungszapfen (17) eine von der Vorderseite (18) der Basisplatte (11), an der der Gelenkflächenteil (12) anschließbar ist, her zugängliche Gewindebohrung (19) begrenzt.
Scapulare Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur primären Verankerung der Basisplatte (11) diese wenigstens eine Bohrung (20, 21) zur Aufnahme einer Knochenschraube (22, 23) aufweist, derart, daß sich diese im Winkelbereich zwischen Basisplatte (11) und Verankerungszapfen (15, 16), insbesondere im Bereich der Winkelhalbierenden zwischen Basisplatte (11) und Verankerungszapfen (15, 16) erstreckt.
Scapulare Komponente nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Knochenschraube (22, 23) innerhalb der zugeordneten Bohrung (20, 21) in der Basisplatte (11) entweder unidirektional oder polydirektional, vorzugsweise jeweils winkelstabil gehalten ist.
Scapulare Komponente nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei zwei oder mehr Knochenschrauben (22, 23) diese sich entweder parallel oder divergierend zueinander erstrecken, wobei im letztgenannten Fall die Divergenz im Bereich zwischen 0° und 45°, insbesondere im Bereich zwischen 15° und 25° liegt.
Scapulare Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkflächenteil (12; 28) auf die Vorderseite (18) der Basisplatte (11) entweder aufschieb- und/oder aufrastbar und damit auch austauschbar ist.
Scapulare Komponente nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkflächenteil (28) mittels einer sich durch die Gelenkfläche (33) hindurch erstreckende Sicherungsschraube (29) an der Basisplatte (11) fixierbar ist.
Scapulare Komponente nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungsschraube (29) in die im etwa mittig angeordneten Verankerungszapfen (17) ausgebildete Gewindebohrung (19) einschraubbar ist.
Scapulare Komponente nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an der Vorderseite (18) der Basisplatte (11) wenigstens eine, insbesondere zwei sich im implantierten Zustand etwa anteroposterior erstreckende Führungsnuten (26, 27) oder -rippen ausgebildet sind, die mit komplementären Führungselementen (30, 31) an der Unterseite des jeweils zugeordneten Gelenkflächenteils (28) korrespondieren.
Scapulare Komponente nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderseite (18) der Basisplatte (11) wenigstens einen Rastvorsprung (24, 25) aufweist, der insbesondere randseitig angeordnet ist und mit einer komplementären Rastöffnung im Gelenkflächenteil (12) bzw. umgekehrt, korrespondiert.
Scapulare Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkflächenteil (28), insbesondere bei inverser Ausbildung desselben, entweder zentrisch oder exzentrisch relativ zur geometrischen Mittenachse der Basisplatte (11) an dieser verankerbar ist.