Направляющая резания для создания наружного контура для эндопротеза сустава - RU2599680C2

Чертежи

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение касается направляющей резания для создания наружного контура на кости для установки эндопротеза сустава, в частности бедренного компонента эндопротеза коленного сустава.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Артроз, то есть чрезмерный износ суставов, означает для пациента значительное ограничение качества жизни. Этот связанный с сильными болями синдром заболевания проявляется, впрочем, не только в старшем возрасте, но и все сильнее также у более молодых пациентов, например, вследствие избыточного веса и как следствие спортивных травм. Несмотря на множество разработанных методов лечения, в итоге часто только искусственный сустав позволяет вернуть безболезненную свободу движения.

Впрочем, даже эти искусственные имплантаты суставов подвержены износу, что приводит к тому, что, в частности, у более молодых пациентов искусственный сустав должен заменяться новым. Такая ревизия при известных обстоятельствах может быть даже необходима неоднократно. Каждая ревизия предполагает, однако, наличие достаточного костного стержня, и при замене сустава важно, чтобы он полностью сохранял имеющиеся костные и связочные структуры.

Для достижения этой цели была разработана так называемая «замена поверхности». При замене поверхности заменяется исключительно суставная поверхность и требуется лишь относительно небольшая резекция кости. Кроме того, при этой технологии может в значительной степени сохраняться связочный аппарат, охватывающий сустав. Такая замена поверхности может осуществляться либо с одной стороны, либо с двух сторон. При этом с каждой стороны сустава замена может осуществляться по всем суставным поверхностям, например, у тазобедренного сустава, или же только на отдельных участках, например на латеральных или медиальных мыщелках бедренной кости и головке большеберцовой кости коленного сустава.

Если замена сустава или поверхности осуществляется при так называемой «химической артропластике» только с одной стороны, после осуществленной имплантации искусственная поверхность сустава имеет суставный хрящ в качестве элемента скольжения. При проводимой в основном двухсторонней замене (полной замене) обе расположенные друг напротив друга поверхности сустава заменяются искусственными суставными поверхностями суставных протезов, которые преимущественно состоят из металла, полимерного материала и/или керамики. Особенно часто такая замена поверхности применяется в коленном суставе. Она осуществляется как на одном, так и на двух мыщелках. Впрочем, замена поверхности вполне может также применяться у других суставов, таких как, например, тазобедренный сустав, плечевой сустав или голеностопный сустав.

Предпосылкой для оптимального функционирования заменителя сустава является его хорошее позиционирование и выравнивание во избежание возникающих после операции деформаций, таких как, например, вальгусная деформация ног или варусная деформация ног, или же для корректировки посредством позиционирования эндопротеза сустава, отличающегося от настоящего сустава. Разумеется, точно так же важно соответственно правильно позиционировать и выравнивать имплантат для обеспечения безукоризненной кинематики сустава. Это является, прежде всего, сложной задачей для оперирующего в том случае, когда, например, у коленного сустава заменяется эндопротезом сустава только медиальная или латеральная сторона сустава. Безукоризненное позиционирование и выравнивание точно так же важно, когда имплантат по меньшей мере с одной стороны состоит из нескольких взаимодействующих суставных поверхностей, которые, однако, имплантируются отдельно друг от друга. У коленного сустава эти составные имплантаты имеют, в частности, то преимущество, что они, во-первых, защищают костный стержень, а во-вторых, связочный аппарат колена. В противоположность этому результатом соединенного заменителя сустава, как правило, является потеря передней и задней крестообразной связки в колене.

Чтобы при имплантации или, соответственно, установке заменителя сустава обеспечивать как можно более точное и быстрое позиционирование, могут применяться направляющие резания. Эти направляющие располагаются и выравниваются во время операции соответственно на том конце кости, где должен имплантироваться эндопротез сустава. Резекция кости происходит затем, например, с помощью пил, распаторов или фрез, направление резания которых задано направляющими. Затем имплантат крепится по созданному при резекции костному наружному контуру, при этом он цементируется или запрессовывается без помощи цемента. После этого по начальной прессовой посадке кость со временем врастает в имплантат.

Вследствие относительно сложной геометрии обрабатываемых и создаваемых наружных контуров во время создания наружного контура зачастую необходима многократная перестановка или же часто также применение нескольких направляющих резания. Однако это влечет за собой, прежде всего, два недостатка. Во-первых, ухудшена достигаемая точность в отношении создаваемого наружного контура, в частности, потому что созданные после перестановки направляющей наружные контуры не находятся на одной линии с созданными до перестановки. Во-вторых, перестановка и/или замена направляющих резания и повторное позиционирование и выравнивание требует дополнительного времени во время операции. Это приводит, в свою очередь, к повышенному риску для пациента, прежде всего, из-за необходимости более длительного наркоза, а также, с другой стороны, к повышенной опасности инфекции вследствие длительной экспозиции раны.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения было, таким образом, предложить направляющую резания, которая может позиционироваться и выравниваться наиболее простым способом так, чтобы по возможности избежать перестановки. Одновременно эта направляющая резания должна позволять осуществлять вмешательство, по возможности наиболее щадящее ткани.

Эта задача решается с помощью направляющей резания и способа, которые раскрыты в независимых пунктах формулы изобретения. Кроме того, зависимые пункты формулы изобретения описывают предпочтительные усовершенствованные варианты осуществления изобретения.

В первом варианте осуществления настоящего изобретения предлагается направляющая резания для создания наружного контура на кости, при этом на наружном контуре может устанавливаться эндопротез (70) сустава, в частности бедренный компонент о эндопротеза коленного сустава. Направляющая резания имеет сагиттальную направляющую пластину, которая может выравниваться относительно кости, и по меньшей мере две сагиттальные направляющие прорези для направления инструмента для резания кости, причем эти сагиттальные направляющие прорези (12) проходят насквозь через сагиттальную направляющую пластину и расположены под углом друг к другу. В случае коленного сустава сагиттальная направляющая пластина может выравниваться на кости так, чтобы она располагалась по существу в сагиттальной плоскости тела или, соответственно, параллельно ей. В этом случае сагиттальные направляющие прорези проходят в сагиттальную плоскость тела.

Направляющие прорези выполнены соответственно инструменту для резания кости. Предпочтительно в качестве инструментов для резания кости при использовании предлагаемой изобретением направляющей резания применяются пилы, сверла, распаторы и/или фрезы. Тогда направляющие прорези имеют размеры, которые обеспечивают возможность введения и движения соответствующего инструмента для резания кости без зазора. Они проходят через материал вертикальных пластин, при этом предпочтительно по меньшей мере продольные стороны их поперечного сечения параллельны друг другу. Даже когда поперечное сечение направляющих прорезей является предпочтительно постоянным, возможно также, чтобы прорезь сужалась или расширялась в направлении своего прохождения. Иначе говоря, в выполненной таким образом направляющей прорези ее отверстие со стороны входа инструмента больше, чем со стороны выхода инструмента, или наоборот.

Сагиттальная направляющая пластина по меньшей мере на обращенной к суставу или, соответственно, кости стороне имеет по существу сагиттально проходящую боковую поверхность. Другими словами, сагиттально проходящая боковая поверхность находится на выходной стороне направляющих прорезей, то есть в направлении, в котором направляющие прорези сагиттальной направляющей пластины проходят по сагиттальной направляющей пластине. На этой боковой поверхности сагиттальные направляющие прорези расположены под углом друг к другу. При этом следует заметить, что при наличии более двух сагиттальных направляющих прорезей углы, заключенные между продольными направлениями соседних направляющих прорезей, не должны быть равны, а, более того, в зависимости от создаваемого наружного контура, углы между двумя направлениями могут также быть различными. При этом наружный контур, в свою очередь, задан внутренним контуром эндопротеза сустава, предпочтительно заменителя суставной поверхности.

Особенно пригодна данная направляющая резания для создания по существу граненых контуров. Соответственно направляющие прорези предпочтительно расположены так, что созданный с их помощью наружный контур на конце кости состоит из расположенных подобно граням, граничащих друг с другом поверхностей. Если для обозначения положения соседних граней или, соответственно, направляющих прорезей рассматривать прямоугольную систему координат, в одной плоскости которой, то есть, например, плоскости Y-Z, лежит первая грань или, соответственно, первая направляющая прорезь, следующая повернута относительно первой вокруг по меньшей мере одной оси, например, вокруг оси Z и/или Y.

Предпочтительно предусматривать в сагиттальной направляющей пластине более двух направляющих прорезей, предпочтительно от четырех до десяти и особенно предпочтительно от шести до восьми направляющих прорезей. Причина этого заключается в том, что большее количество направляющих прорезей увеличивает количество граней и позволяет создавать более равномерный наружный контур, который более приближен к анатомической суставной поверхности. Другими словами, созданная таким образом с помощью направляющих прорезей линия разреза под суставной поверхностью по существу следует ее наружному контуру. При этом линия разреза имеет форму многоугольника вследствие структурного расположения направляющих прорезей. Таким образом, происходит приближение к, в идеальном случае, дугообразной линии разреза, включающей в себя множество разрезов, ориентированных по касательной. Чем больше углов имеет этот многоугольник или, соответственно, чем больше имеется направляющих прорезей, тем лучше при этом линия разреза, расположенная под суставной поверхностью, следует наружному контуру суставной поверхности. Таким образом обеспечивается то преимущество, что при создании наружного контура потеря костного вещества сокращается до минимума. Максимальное количество направляющих прорезей получается вследствие устойчивости направляющей, которая может обеспечиваться, несмотря на прорези, и удобства обращения для хирурга.

При этом направляющие прорези, входящие внутрь сагиттальной направляющей пластины, наклонены под углом 40-80°, предпочтительно 50-70° и особенно предпочтительно 55-65 к оси, лежащей по существу параллельно ширине прорези. Даже если ось наклона предпочтительно проходит параллельно ширине прорези, то она может также быть слегка наклонена относительно продольного направления отверстия прорези, чтобы образовывать грани, которые повернуты друг относительно друга под двумя углами. Наклон проходит, если смотреть от наружной стороны к стороне сустава сагиттальной пластины, предпочтительно в направлении внутренней стороны дуги. Ориентированные на сагиттальной пластине веером друг относительно друга прорези находятся под углом 10-30°, предпочтительно 12-28°, особенно предпочтительно 15-25° друг к другу. Другими словами, направляющие прорези проходят своим продольным направлением отверстия от создаваемой дугообразной линии разреза по касательной в форме лучей от этой дугообразной линии разреза, причем без наличия у этих лучей одной общей точки пересечения. Углы между отдельными направляющими прорезями при этом в среднем становятся тем меньше, чем больше используется граней для приближения к дугообразной идеальной линии параллельно анатомической суставной поверхности. Впрочем, отдельные углы вполне могут отличаться друг от друга.

Благодаря описанному выше расположению направляющих прорезей в сагиттальной направляющей пластине создается желаемый наружный контур на подлежащем замене суставе без перестановки направляющей резания или применения дополнительных направляющих резания. Это имеет, во-первых, то преимущество, что сокращается время операции, а с другой стороны, точность наружного контура воспроизводимым образом повышается.

В другом предпочтительном варианте осуществления сагиттальные направляющие прорези расположены внутри сагиттальной направляющей пластины так, что они по существу взаимно не пересекаются. Таким образом, каждая направляющая прорезь образует закрытое отверстие. Закрытое отверстие в смысле настоящего изобретения имеется тогда, когда это отверстие по меньшей мере на своей стороне входа инструмента или своей стороне выхода инструмента не пересекается с отверстием другой направляющей прорези. То есть, чтобы вести инструмент для резания кости от одной направляющей прорези к следующей, этот инструмент должен полностью выниматься из одной направляющей прорези, чтобы затем он мог снова вводиться в другую. Чтобы, несмотря на не пересекающиеся направляющие прорези, создать сплошной граненый наружный контур, прорезь должна быть выполнена соответственно длинной, чтобы инструмент для резания кости мог прорезать скрытые сагиттальной направляющей пластиной участки кости, например, путем наклонного введения.

Пространственно отделенные друг от друга направляющие прорези имеют то преимущество, что инструмент для резания кости не может заклиниваться, как это может происходит вследствие перехода между двумя направляющими прорезями. Если, в частности, инструмент заклинивается, его движение действует непосредственно на направляющую резания, так что не может больше обеспечиваться правильное позиционирование и выравнивание направляющей резания.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения направляющие прорези расположены, по существу будучи распределены по одной дуговой линии. При этом направляющие прорези предпочтительно ориентированы не по этой дуговой линии, а вместо этого предпочтительно так, что они своим продольным направлением отверстия находятся под углом к дуговой линии и относительно дуговой линии расположены веером в наружном направлении. Другими словами, направляющие прорези повернуты и расположены со смещением друг относительно друга так, что при соединении центров тяжести поверхности разреза очерчивается дуговая линия. При этом получается поверхность разреза из двух пересекающихся поверхностей. Первая поверхность образуется отверстием направляющей прорези, в то время как вторая поверхность образуется созданным через соответствующую направляющую прорезь разрезом, точнее говоря, поперечным сечением этого разреза, которое создает часть граненого наружного контура. Объем пересечения этих двух пересекающихся поверхностей дает в итоге вышеназванную поверхность разреза.

Благодаря такому расположению направляющих прорезей увеличивается свободное пространство для движения инструмента для резания кости при создании сплошного наружного контура. Это становится возможным благодаря тому, что направляющие прорези, если смотреть в направлении от дуговой линии, могут выполняться в наружном направлении до находящегося там края сагиттальной направляющей пластины. Это имеет то преимущество, что при не пересекающихся направляющих прорезях костная ткань, имеющаяся между направляющими прорезями, предпочтительно может прорезаться путем наклонного введения инструмента для резания кости.

В другом особенно предпочтительном варианте осуществления направляющая резания имеет, кроме того, трансверсальную пластину для щели, которая отстоит от сагиттальной направляющей пластины в ту строну, в которую направляющие прорези сагиттальной направляющей пластины проходят по сагиттальной направляющей пластине. Другими словами, трансверсальная пластина для щели находится с той стороны сагиттальной направляющей пластины, с которой инструмент выходит из направляющих прорезей сагиттальной направляющей пластины. Трансверсальная пластина для щели образует, таким образом, вместе с сагиттальной направляющей пластиной своего рода угловой упор. В случае коленного сустава трансверсальная пластина для щели после выравнивания сагиттальной направляющей пластины на кости лежит по существу в трансверсальной плоскости тела или, соответственно, параллельно ей.

Выполненная таким образом трансверсальная пластина для щели обеспечивает возможность простой установки и позиционирования направляющей резания на кости, на которой должен создаваться наружный контур. При этом трансверсальная пластина для щели может быть выполнена так, чтобы она может вводиться в суставную щель, прежде чем один из суставов резецируется. Однако также в смысле изобретения трансверсальная пластина для щели должна вводиться в суставную щель только после того, как противолежащая суставная поверхность уже обработана для размещения эндопротеза сустава. В таком случае толщина пластины для щели может выбираться больше.

В другом варианте осуществления в выполненной вверху трансверсальной пластине для щели находится по меньшей мере одна другая направляющая прорезь, которая проходит насквозь через трансверсальную пластину для щели так, что она продолжает направляющие прорези сагиттальной направляющей пластины, то есть продолжает ряд направляющих прорезей. При этом направляющая прорезь в трансверсальной пластине для щели предпочтительно расположена так, что она продолжает ряд сагиттальных направляющих прорезей предпочтительно в наружном направлении, так что проведенный сквозь трансверсальную направляющую прорезь инструмент для резания кости создает по меньшей мере одну из расположенных снаружи концевых поверхностей наружного контура.

Расположение направляющей прорези в трансверсальной пластине для щели имеет при этом, прежде всего, то преимущество, что направляющая резания при этом варианте осуществления приобретает более компактную конструкцию. В этом варианте осуществления направляющая резания дополняется направляющей щелью, без увеличения при этом размеров направляющей резания. Возможность более компактного исполнения направляющей резания способствует тому, что для установки эндопротеза сустава открывается наименьший возможный доступ к суставу, и технология операции менее инвазивна.

В другом предпочтительном варианте осуществления направляющая резания имеет, кроме того, передний направляющий элемент, через который проходит по существу параллельная сагиттальной направляющей пластине направляющая прорезь и/или по меньшей мере одно направляющее отверстие. В случае коленного сустава передний направляющий элемент после выравнивания сагиттальной направляющей пластины на кости находится спереди относительно поверхности скольжения большеберцовой кости.

Расположенная таким образом направляющая прорезь и/или расположенное таким образом направляющее отверстие способствуют тому, что становится возможным не только создание необходимой для имплантации наружной геометрии для установки заменителя сустава, но и дополнительно может адаптироваться геометрия наружного контура. Так, например, эндопротезы сустава на их внутреннем контуре могут иметь по меньшей мере один штырь и/или ребро, для которых должна быть предусмотрена соответствующая выемка, предпочтительно сверление или, соответственно, паз, в намеченном наружном контуре кости.

Путем интеграции переднего направляющего элемента в направляющую резания могут, таким образом, выполняться дополнительные требования к наружной геометрии контактной поверхности между костью и протезом. Благодаря тому, что все направляющие прорези и направляющие отверстия направляющей резания расположены, будучи неподвижно позиционированы друг относительно друга, и направляющая резания должна устанавливаться и выравниваться только один раз, направляющая резания даже при вышеназванных сложных геометрических требованиях может предпочтительным образом обеспечивать правильную ориентацию отдельных участков наружной геометрии.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения направляющая резания имеет по меньшей мере один выравнивающий выступ, который предпочтительно расположен на трансверсальной пластине для щели, и вершина которого служит точкой вращения для выравнивания направляющей резания. Для этой цели ведущие к вершине поверхности наклонены по меньшей мере в одном пространственном направлении. Таким образом, выравнивающий выступ может предпочтительно опираться на противолежащую сторону сустава, а именно либо к здоровому суставу, либо к уже подготовленному участку сустава, снабженному выемкой для размещения протеза сустава. Выравнивающий выступ может быть выполнен в виде выступающей кромки или точечного возвышения. Прилегающая по выравнивающему выступу направляющая резания может, таким образом, выравниваться относительно подлежащей резекции кости путем вращения и/или опрокидывания, то есть, при известных условиях, путем вращательных движений вокруг более чем одной оси, посредством выравнивающего выступа относительно конца кости.

Выполненный таким образом выравнивающий выступ обеспечивает возможность простого и точного интраоперационного выравнивания имплантата. Другими словами, такого рода выравнивающий выступ может быть достаточным для выравнивания имплантата. Но, разумеется, могут также применяться дополнительные или другие выравнивающие приспособления.

В одном из особенно предпочтительных вариантов осуществления изобретения направляющая имеет по меньшей мере два места контакта, причем предпочтительно по меньшей мере одно из этих мест контакта выступает наружу. По этим местам контакта можно накладывать направляющую резания на подлежащую резекции суставной поверхность. Предпочтительно, кроме того, одно из мест контакта выполнено в виде выступающего наружу продолговатого элемента, который выступает наружу от сагиттальной направляющей пластины, трансверсальной пластины для щели и/или внутренней стороны переднего направляющего элемента. Внутренняя сторона переднего направляющего элемента находится с той стороны, с которой также находится сторона выхода инструмента сагиттальной направляющей пластины.

Расстояние между направляющими прорезями и местами контакта определяет глубину линии разреза, то есть насколько глубоко под суставной поверхностью создается наружный контур. Причем это расстояние первично зависит от толщины материала подлежащего имплантированию эндопротеза сустава.

Выполненные таким образом места контакта обеспечивают возможность целенаправленной и быстрой установки направляющей резания на подлежащую резекции суставную поверхность. Одновременно при этом наложении уже происходит позиционирование или по меньшей мере предварительное позиционирование направляющей резания относительно суставной поверхности. Другое преимущество получается за счет того, что места контакта служат для обеспечения выбора правильного размера имплантата в качестве замены для сустава или, соответственно, участка сустава. Другими словами, таким образом можно контролировать, что правильный размер имплантата был выбран в случае, когда места контакта при установке направляющей резания на суставную поверхность прилегают к предусмотренным для этого местам. В ином случае, несмотря на планирование операции, интраоперационно также возможен срочный выбор другого размера имплантата посредством установки соответствующей направляющей резания. Таким образом, места контакта способствуют не только оптимальному выравниванию направляющей резания, но также и правильному выбору предназначенного для установки заменителя сустава.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения описанные выше места контакта выступают наружу из сагиттальной направляющей пластины, трансверсальной пластины для щели и/или переднего направляющего элемента. При этом предпочтительно по меньшей мере в одном месте контакта имеется маркировка в качестве дополнительной помощи при позиционировании направляющей резания.

В частности, вступающее наружу место контакта, такое как, например, выступающий наружу из направляющей резания продолговатый элемент, например, снабженный маркировкой штырь, обладает при этом, во-первых, преимуществами мест контакта описанного выше варианта осуществления, обеспечивающий возможность дополнительной маркировки, однако, кроме того, позволяет позиционировать создаваемый наружный контур в направлении сагиттальных направляющих прорезей. Это, в частности, имеет важное значение в том случае, когда эндопротез сустава имеет направляющие штыри или направляющие ребра, которые входят в зацепление с создаваемым наружным контуром. Для этого обычно должны создаваться выемки, так что направляющая резания предварительно должна позиционироваться относительно создаваемого наружного контура.

В другом варианте осуществления направляющая резания имеет по меньшей мере одно сквозное отверстие, предпочтительно три сквозных отверстия, для крепления направляющей резания, причем сквозное отверстие предпочтительно расположено в сагиттальной направляющей пластине с внутренней стороны дуговой линии. Через эти сквозные отверстия направляющая резания крепится к кости подлежащей резекции суставной поверхности. Расположенные с внутренней стороны дуговой лини сквозные отверстия обеспечивают при этом надежное закрепление направляющей резания относительно кости даже после отделения частей кости и сустава для создания наружного контура. Крепление направляющей резания через указанное по меньшей мере одно сквозное отверстие происходит при этом предпочтительно посредством проволок Киршнера, скоб, винтов и/или гвоздей.

Кроме того, изобретение включает в себя способ создания наружного контура на кости для установки эндопротеза сустава, в частности, бедренного компонента эндопротеза коленного сустава. При этом для создания наружного контура применяется описанная выше направляющая резания. При этом способ содержит следующие этапы:

- установка и позиционирование направляющей резания на латеральную и/или медиальную сторону подлежащего резекции сустава, выравнивание направляющей резания относительно суставной поверхности,

- создание наружного контура с помощью инструмента для резания кости и

- снятие направляющей резания.

При установке направляющей резания на латеральную и/или медиальную сторону кости сначала может осуществляться проверка правильности выбора эндопротеза сустава путем проверки правильности позиционирования направляющей резания относительно суставной поверхности. Если выбор неправилен, то направляющая резания может непосредственно снова сниматься и заменяться другой. В ином случае резекция суставной поверхности может продолжаться. Когда подходящая направляющая резания установлена и надлежащим образом позиционирована, может начинаться резекция поверхности кости. При этом следует считать особенно предпочтительным, чтобы вследствие расположения направляющих инструмента на направляющей резания резекция для создания желаемого наружного контура происходила без снятия или перестановки направляющей резания.

В другом особенно предпочтительном варианте осуществления способа направляющая резания устанавливается на подлежащую резекции суставную поверхность по меньшей мере по двум местам контакта. При этом предпочтительно по меньшей мере одно из этих мест контакта расположено на трансверсальной пластине для щели, которая предварительно была вставлена между двумя сторонами сустава, предпочтительно между по меньшей мере одним мыщелком бедра и плато большеберцовой кости.

После открытия доступа к суставу, причем этот сустав предпочтительно располагается в согнутом или разогнутом положении, находящиеся на направляющей резания места контакта облегчают оптимальную установку эндопротеза сустава на подлежащую резекции суставную поверхность. Места контакта облегчают при этом, кроме того, проверку правильности выбора размера протеза. Это идентифицируется на основании того, прилегают ли места контакта по возможности без просвета к суставной поверхности. При этом в качестве мест контакта предпочтительно выбираются особенно просто идентифицируемые анатомические точки ориентации. Если согласно одному из особенно предпочтительных вариантов осуществления направляющей резания, кроме того, трансверсальная пластина для щели находится между двумя сторонами сустава, то проверка размера протеза может дополнительно улучшаться благодаря местам контакта, пространственно удаленным на большее расстояние друг от друга.

Если, в частности, на направляющей резания имеются три места контакта, правильность выбора размера имплантата обычно может быть идентифицирована сразу, так как в таком случае предпочтительно все места контакта прилегают к суставной поверхности. При этом предпочтительно по меньшей мере одно из мест контакта прилегает к анатомически просто идентифицируемому и контролируемому положению и служит, таким образом, своего рода эталонным местом контакта.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления способа резекции коленного сустава места контакта направляющей резания прилегают по меньшей мере к одной из следующих областей подлежащей резекции суставной поверхности: контактной области, в которой противолежащие суставной поверхности, предпочтительно мыщелок бедра и плато большеберцовой кости, соприкасаются друг с другом при сгибании примерно на 85°; контактной области, в которой противолежащие суставные поверхности, предпочтительно мыщелок бедра и плато большеберцовой кости, соприкасаются друг с другом при разгибании примерно на 0°; и/или области, в которой конец подлежащего имплантации эндопротеза сустава, предпочтительно передний конец, прилегает к кости.

В частности, описанные в данном примере осуществления анатомические точки ориентации могут легко идентифицироваться интраоперационно. Кроме того, если в качестве одного из мест контакта выбирается положение, с которым позднее будет граничить один из концов эндопротеза сустава, может обеспечиваться, что протез перекроет всю область скольжения и таким образом весь диапазон движения сустава.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления способа перед установкой направляющей резания в противолежащей стороне сустава выполняется выемка, предпочтительно ступенчатая выемка.

Выполнение предпочтительно ступенчатой выемки в противолежащей стороне сустава дополнительно облегчает установку направляющей резания на подлежащую резекции суставную поверхность или, соответственно, в частности, трансверсальную пластину для щели между обоими сторонами сустава.

В другом предпочтительном варианте осуществления способа направляющая резания перед созданием наружного контура выравнивается посредством по меньшей мере одного выравнивающего выступа, который служит точкой вращения для направляющей резания.

Указанный имеющийся на направляющей резания по меньшей мере один выравнивающий выступ после установки и позиционирования направляющей резания опирается в суставе на наружный контур противолежащей стороны сустава. Так простым образом может обеспечиваться правильное выравнивание эндопротеза сустава. Кроме того, выравнивающие выступы обеспечивают возможность корректировки деформаций типа варус/вальгус, а также координации взаимодействия у функционально взаимосвязанных, но отдельных рабочих суставной поверхностей (например, коленный сустав, лучезапястный сустав или локтевой сустав).

Комбинация указанного по меньшей мере одного выравнивающего выступа и выемки приведенного выше варианта осуществления улучшает выравнивание в указанном по меньшей мере одном пространственном направлении, а, в частности, также при двух выравнивающих выступах возможное выравнивание в двух пространственных направлениях.

В одном из особенно предпочтительных вариантов осуществления способа направляющая резания после установки, позиционирования и выравнивания крепится через сквозные отверстия к кости подлежащего резекции сустава.

Крепление направляющей резания после установки, позиционирования и выравнивания обеспечивает сохранение направляющей резания своего положения относительно кости во время создания наружного контура на кости. Конечно, это также относится к созданию возможно имеющегося направляющего отверстия или дополнительного паза в созданной или создаваемой наружной геометрии путем резекции суставной поверхности. Крепление направляющей резания происходит при этом, например, с помощью спиц Киршнера, скоб, винтов и/или гвоздей, которые обеспечивают возможность особенно быстрого и эффективного крепления направляющей резания.

В другом предпочтительном варианте осуществления способа инструмент для резания кости всегда вводится в направляющие прорези, чтобы резецировать сустав и одновременно создавать посредством выполненных при этом разрезов желаемый наружный контур для установки эндопротеза сустава.

Особенное преимущество вследствие применения предлагаемой изобретением направляющей резания получается благодаря тому, что резекция суставной поверхности и создание желаемого наружного контура происходит с помощью одного и того же разреза. Наряду с только однократной установкой направляющей резания это также сокращает время операции, необходимое для резекции суставной поверхности.

В другом особенно предпочтительном варианте осуществления способа до и/или после создания наружного контура для вставления протеза через указанное по меньшей мере одно переднее направляющее отверстие, то есть через расположенное в переднем направляющем элементе направляющее отверстие, выполняется отверстие для размещения находящегося на эндопротезе выступа, и/или через переднюю направляющую прорезь, то есть через расположенную в переднем направляющем элементе направляющую прорезь, выполняется паз для помещения находящегося на эндопротезе ребра в кость.

Применение дополнительных направляющих резания становится возможным, в частности, благодаря этому варианту осуществления способа, так как наряду с наружным контуром дополнительно могут создаваться уже описанные выше выемки в наружной геометрии. В эти выемки обеспечивают возможность размещения возможно имеющихся штырей или ребер на внутреннем контуре эндопротеза, который после имплантации находится в контакте с наружным контуром.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

Ниже изобретение поясняется с помощью приведенных в качестве примера изображенных на прилагаемых фигурах вариантов осуществления, на которых показано:

фиг. 1 - вид в перспективе передней стороны направляющей резания;

фиг. 2 - другой вид в перспективе передней стороны направляющей резания;

фиг. 3 - вид сбоку передней стороны предлагаемой изобретением направляющей резания;

фиг. 4 - вид сверху предлагаемой изобретением направляющей резания с точкой вращения для выравнивания имплантата в одном пространственном направлении;

фиг. 5 - установка предлагаемой изобретением направляющей резания на сторону сустава;

фиг. 6 - установка направляющей резания на виде сверху и переднем виде сбоку на коленный сустав;

фиг. 7 - вид сбоку имплантированного эндопротеза сустава, то есть в данном случае заменителя суставной поверхности, на примере колена, и

фиг. 8 - вид сбоку предлагаемой изобретением направляющей резания в направлении взгляда от подлежащего резекции сустава;

фиг. 9 - схематичный вид расположения направляющих прорезей в сагиттальной направляющей пластине.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Ниже предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения поясняются с помощью соответствующих фигур. Одинаковые ссылочные обозначения, если не указано иное, обычно обозначают одинаковые и одинаково функционирующие признаки настоящего изобретения.

На фиг. 1 показан один из предлагаемых изобретением вариантов осуществления направляющей 1 резания. При этом изображены как сагиттальная направляющая пластина 10, так и передний конец трансверсальной пластины 20 для щели и передний направляющий элемент 30. Сагиттальная направляющая пластина имеет, как показано на фиг. 2 и 8, сагиттально проходящую боковую поверхность 18. Выходящие из боковой поверхности 18 направляющие прорези 12 расположены в ряд на изображенной на фиг. 8 дуговой линии. При этом сагиттальные направляющие прорези 12 расположены, будучи как повернуты друг относительно друга, так и смещены друг относительно друга, причем так, что они в направлении взгляда от дуговой линии располагаются веером наружу. Показанные на фиг. 1 направляющие прорези 12, 22 и 32 выполнены в виде направляющих прорезей для пилы, в частности, осцилляционной пилы. Она изображается в качестве примера на фиг. 9. При этом ссылочное обозначение 90 обозначает схематично показанное полотно осцилляционной пилы, которое вводится в направляющие прорези 12. Для пояснения наклоненного под углом расположения отдельных направляющих прорезей друг относительно друга в каждой направляющей прорези 12 находится полотно 90 пилы. Каждое из этих полотен пилы наклонено относительно оси, проходящей по существу параллельно ширине прорези. Направляющие прорези проходят на сагиттальной направляющей пластине по касательной к воображаемой дуговой линии и отстоят под углом друг от друга. Как описано выше, однако, можно также выполнить направляющие прорези для инструмента для резания кости, такого как фреза.

Направляющие прорези, как изображено на фиг. 1 в случае нижних сагиттальных направляющих прорезей 12, могут быть выполнены в виде закрытых прорезей. Также, однако, можно выполнить их открытыми в направлении наружной стороны сагиттальной пластины, как, например, показано в случае сагиттальной направляющей прорези в верхней области фиг. 1 и 2. К тому же направляющие прорези ни в коем случае не должны иметь одинаковую длину, а вполне могут также выполняться разной длины.

Кроме того, на фиг. 1 и 2 показано, что сагиттальные направляющие прорези 12, хотя и расположены под углом друг относительно друга, однако не всегда повернуты друг относительно друга на одинаковый угол. Кроме того, соответственно на наружных концах сагиттальных направляющих прорезей 12 предусмотрены вводные поверхности 16 для инструмента для резания кости, которые облегчают введение инструмента в направляющие прорези и к тому же предпочтительно с одной стороны увеличивают имеющуюся в распоряжении направляющую поверхность. В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения концы вводных поверхностей 16 служат при этом вспомогательным средством ориентирования при введении инструмента в направляющие прорези. Так, концы вводных поверхностей 16 могут быть предпочтительно выполнены так, чтобы продольная ось инструмента, например, осцилляционной пилы, при введении в направляющую прорезь предпочтительно располагалась под прямым углом к оконечной кромке вводной поверхности 16. Это обеспечивает также короткое время операции, а также воспроизводимым образом высокое качество при создании наружного контура на кости.

На внутренней стороне дуговой линии 14 на фиг. 1 расположены три сквозных отверстия 50, через которые направляющая 1 резания закреплена на подлежащем резекции суставе 80 (см. фиг. 6). Предпочтительно все сквозные отверстия 50 расположены в одной области, которая при креплении направляющей 1 резания не попадает в область резекции кости. Даже если крепежные отверстия 50 в показанном примере осуществления походят в том же пространственном направлении, что и сагиттальные направляющие прорези 12, можно также ориентировать их в другом пространственном направлении или же предусмотреть на другом участке направляющей 1 резания.

Как изображено на фиг. 1-6, трансверсальная пластина 20 для щели расположена перпендикулярно сагиттальной направляющей пластине 10. Разумеется, можно также расположить трансверсальную пластину 20 для щели под другим углом. Решающим является, прежде всего, выравнивание и позиционирование направляющих элементов друг относительно друга, то есть направляющих прорезей 12, 22, 32, а также направляющих отверстий 34. Как показано на фиг. 1, передняя направляющая прорезь 22 расположена по отношению к сагиттальным направляющим прорезям 12 так, что она дополняет ряд сагиттальных направляющих прорезей 12 в нижней области по технологии действия дополнительной направляющей прорезью. В показанном приведенном в качестве примера варианте осуществления направляющая прорезь 22 образует направляющую для инструмента для создания граненой поверхности наружного контура, лежащей на наружном конце.

Трансверсальная пластина 20 для щели, как показано на фиг. 1, 2, 4, 5 и 6, предпочтительно выполнена так, что она выдается за сагиттальную направляющую пластину 10 и передний направляющий элемент 30. Тем самым обеспечивается возможность введения ее как можно дальше в промежуток между противолежащими сторонами 80, 82 сустава. Кроме того, трансверсальная пластина 20 для щели имеет место 44 контакта, к которому на фиг. 5 в качестве примера прилегает точка 84 ориентации, анатомически хорошо идентифицируемая благодаря своему положению.

На фиг. 2 и 4 показана точка 62 вращения, которая в этом примере осуществления изобретения выполнена в виде выступающей вперед кромки. На стороне, расположенной напротив места 44 контакта трансверсальной пластины 20 для щели, находится точка 64 опрокидывания, которая в изображенном примере осуществления на фиг. 3 выполнена не в виде кромки, а в виде точечного выступа, выступающего за трансверсальную пластину 20 для щели.

С помощью фиг. 6 поясняется принцип действия выравнивающих выступов, то есть как точки 62 вращения, так и точки 64 опрокидывания. Выравнивающий выступ точки 62 вращения и/или точки 64 опрокидывания может быть выполнен в виде выступающей вперед кромки или в виде выступающей вперед точечной накладки. При этом точка 64 опрокидывания при выравнивании направляющей 1 резания, например, также обеспечивает возможность, при необходимости, корректировки деформаций типа варус/вальгус путем соответствующего опрокидывания направляющей 1 резания перед созданием наружного контура коси. При этом наряду с накладкой на суставном хряще можно также, как показано на фиг. 6, выполнять выравнивание через точку 64 опрокидывания при установке направляющей резания 1 на уже оперативно созданную выемку в противолежащей стороне сустава. То же самое относится к точке 62 вращения, которая в показанном на фиг. 6 варианте осуществления дополнительно допускает выравнивание направляющей 1 резания вокруг второй оси вращения. При применении направляющей 1 резания для резекции мыщелка бедра это обеспечивает возможность выравнивания направляющей резания и вместе с тем устанавливаемого эндопротеза сустава в направлении вращения вокруг продольной оси бедра.

Кроме того, на фиг. 1-6 передний направляющий элемент 30 выполнен в виде дополнительного участка предлагаемой изобретением направляющей 1 резания. Выполненный в данном случае передний направляющий элемент 30 имеет при этом место 40 контакта, два направляющих отверстия 34 и одну направляющую прорезь 32. При этом следует заметить, что передний направляющий элемент 30 обычно имеет по меньшей мере один из этих признаков, однако не обязательно, чтобы имелись все эти признаки. Как направляющая прорезь 32, так и направляющие отверстия 34 ориентированы по отношению к сагиттальным направляющим прорезям 12 перпендикулярно друг относительно друга. Однако вполне можно выбрать отличающийся от этого угол, предпочтительно от 60 до 120°, например, когда такой угол необходим для адаптации наружного контура кости к внутреннему контуру эндопротеза сустава. Со стороны выхода инструмента направляющих отверстий 34 или, соответственно, направляющей прорези 32 находится выполненное в виде выступа место 40 контакта. Причем это место 40 контакта выполнено в виде накладной кромки. Однако оно может быть также выполнено в виде поверхности, как, например, место 44 контакта трансверсальной пластины 20 для щели, или же в виде точки прилегания (не показано).

Место 44 контакта, выполненное на поверхности трансверсальной пластины 20 для щели, прилегает относительно поверхности подлежащего резекции сустава 80 к анатомически хорошо идентифицируемой точке 84 ориентации. Аналогичным образом место 40 контакта переднего направляющего элемента 30 прилегает к анатомической точке 85 ориентации. В показанном примере анатомическая точка 84 ориентации представляет собой контактную область между поверхностями коленного сустава при сгибании на 85°, а точка 85 ориентации контактную область между бедром и плато большеберцовой кости при разгибании на 0°.

С помощью направляющих отверстий 34 предпочтительно с помощью сверла в создаваемом наружном контуре выполняются отверстия, так чтобы штыри 71, имеющиеся на эндопротезе сустава, могли помещаться в созданный наружный контур кости подлежащего резекции сустава. Как показано на фиг. 7, направляющие отверстия 34 ориентированы в переднем направляющем элементе 30 таким образом, что с их помощью могут создаваться отверстия в создаваемом наружном контуре, которые предпочтительно ориентированы примерно на 20° относительно продольной оси бедра коленного сустава.

Аналогичную направляющим отверстиям 34 функцию выполняет направляющая прорезь 32, при этом введенный в нее инструмент для резания кости, такой как, например, пила или фреза, выполняет дополнительный паз в создаваемом наружном контуре. Посредством соответственно выполненного паза можно имплантировать эндопротез сустава, снабженный ребром.

На фиг. 2-6 показано также, что по меньшей мере одно место контакта может быть также выполнено в виде продолговатого выступающего вперед элемента. Так, в представленном на этих фиг. варианте осуществления цилиндрически выполненный штырь с местом 42 контакта расположен по существу перпендикулярно сагиттальной направляющей пластине 10. Показанное на фиг. 2-4, а также фиг.6 место 42 контакта имеет, кроме того, маркировку 46, которая нанесена вдоль его продольного направления.

Хотя место 42 контакта может также прилегать к анатомической точке ориентации подлежащего резекции сустава, однако, как показано на фиг. 5, возможно также, чтобы место 42 прилегания прилегало к суставу в области, в которой после имплантации находится один из концов эндопротеза сустава.

Как показано на фиг. 5 и 6, маркировка 46 служит для того, чтобы позиционировать направляющую 1 резания на заданном расстоянии от сустава 80. При этом направляющая 1 резания приближается к суставу 80 до тех пор, пока маркировка 46 и наружный контур подлежащего резекции сустава не будут располагаться друг над другом. В качестве альтернативы или дополнения к изображенным на фигурах вариантам осуществления маркировка может быть также выполнена в любом другом месте направляющей 1 резания или образовываться кромкой, например, кромкой переднего направляющего элемента 30.

Реферат

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для установки эндопротеза сустава, в частности бедренного компонента эндопротеза коленного сустава для создания наружного контура на кости. Направляющая резания включает сагиттальную направляющую пластину, может выравниваться относительно кости и имеет, по меньшей мере, две сагиттальные направляющие прорези для направления инструмента для резания кости. Сагиттальные направляющие прорези проходят насквозь через сагиттальную направляющую пластину и расположены под углом друг к другу. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 9 ил.

Формула