DE60119156T2 - Apparat für die unabhängige konditionierung und vorspannung von mehreren bänderplastiken bei der chirurgischen gelenkreparation - Google Patents

Apparat für die unabhängige konditionierung und vorspannung von mehreren bänderplastiken bei der chirurgischen gelenkreparation Download PDF

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Jr. Hugh S. Salt Lake City West
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/08—Muscles; Tendons; Ligaments
    • A61F2/0805—Implements for inserting tendons or ligaments
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
    • A61B17/88—Osteosynthesis instruments; Methods or means for implanting or extracting internal or external fixation devices
    • A61B17/8869—Tensioning devices
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    • Y10S606/00—Surgery
    • Y10S606/916—Tool for installing or removing orthopedic fastener

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der Gelenkoperationen, wie zum Beispiel Rekonstruktion des vorderen Kreuzbands (Anterior Cruciate Ligament, ACL). Insbesondere betrifft die Erfindung den Bereich von Spannvorrichtungen zum Konditionieren und Vorspannen chirurgischer Nähte, welche an weiche Gewebetransplantate, die bei Gelenkoperationsverfahren verwendet werden, angebracht sind, wie zum Beispiel chirurgische Nähte, die an ein Paar von Kniesehnenimplantaten unabhängig angebracht sind. Die Erfindung ist in der Lage, jedes weiche Gewebeimplantat einzeln unabhängig zu konditionieren und vorzuspannen.
  • 2. Die relevante Technologie
  • Verletzungen an Gelenken, speziell dem Knie, sind ziemlich üblich, insbesondere wenn jemand sich stark mit Sportaktivitäten beschäftigt. Eine übliche Verletzung ist ein Bruch oder Riss des vorderen Kreuzbands (Anterior Cruciate Ligament, (ACL)), welches das Hauptband ist, welches verantwortlich für ein Zusammenhalten des Kniegelenks ist und welches es vor einem Herausrutschen aus dem Gelenk oder einer Verlagerung bewahrt. Ein nicht repariertes gebrochenes oder gerissenes ACL kann verkrüppeln und würde äußerst sicher eine physikalische Aktivität der Person, welche an dem gebrochenen oder zerrissenen ACL leidet, begrenzen. Bei fehlender Rekonstruktion des ACLs würden derartige Verletzungen wahrscheinlich das Ende von professionellen Sportkarrieren sein und würden gewöhnliche Leute daran hindern, ein aktives Leben, welches Sport und ähnliche Erholung mit einbezieht, zu genießen.
  • Verbesserungen bei chirurgischen Verfahren haben ACL-Rekonstruktionsverfahren erfolgreicher und somit üblicher gemacht. Im Allgemeinen gehört zu einem ACL-Rekonstruktionsverfahren ein Entnehmen eines weichen Gewebetransplantats von einer anderen Stelle des Körpers, wie zum Beispiel der Patellasehne oder den Kniesehnen, und ein Anbringen von diesem an beiden Enden durch ein Loch, welches durch die zwei Knochen, die das Kniegelenk ausmachen, gebohrt ist: der Femur und die Tibia. Das weiche Gewebetransplantat wird, wenn es an der Stelle befestigt ist, den Platz der ACL selbst nachahmen und somit einnehmen. Dieses weiche Gewebetransplantat hält den Femur und die Tibia zusammen, um das Gelenk stabiler zu machen, ist aber flexibel genug, um normale Gelenkbewegungen zu ermöglichen (das heißt, Durchbiegen und Strecken).
  • Eine Implantatspannung wurde bei einer ACL-Rekonstruktion als ein wichtiger Faktor bei dem klinischen Ergebnis des ACL-Rekonstruktionsverfahrens erkannt. Mit anderen Worten, Transplantate, die zu locker sind, können instabil sein, während Transplantate, die zu fest sind, eine Bewegung des Knies stark einschränken. Neues Interesse an Transplantatspannung und wissenschaftliche Arbeit auf dem Gebiet haben den Bedarf nach erstklassigen Instrumenten gesteigert, welche den Chirurg effektiver unterstützen, Bandtransplantate unter bekannter Spannung zu befestigen.
  • Veröffentlichungen in den letzten paar Jahren haben den Bedarf zum geeigneten Spannen des Transplantats verstärkt. Diese beinhalten Markolf et al., „Biomechanical Consequences of Replacement of the Anterior Cruciate Ligament With a Patellar Ligament Allograft. Part Two: Forces in the Graft Compared with Forces in the Intact Ligament," J. Bone Joint Surg. Am., 78: 11, 1728–34 (Nov. 1996); Tohyama et al., „Significance of Graft Tension in Anterior Cruciate Ligament Reconstruction. Basic background and clinical outcome," Knee Surg. Sports Traumatol. Arthroscopy, 6 Suppl. 11, S30–7 (1998); Andersen et al., „Review on Tension in the Natural and Reconstructed Anterior Cruciate Ligament," Knee Surg. Sports Traumatol. Arthroscopy, 2: 4, 192–202 (1994); Yasuda et al., „Effects of Initial Graft Tension on Clinical Outcome After Anterior Cruciate Ligament Reconstruction. Autogenous Doubled Hamstring Tendons Connected in Series of Polyester Tapes," Am. J. Sports Med., 25: 1, 99–106 (Jan. 1997).
  • Während viel Augenmerk auf das Problem des ungenügenden Spannens gerichtet wurde, welches typischerweise in Knien resultiert, die weniger stabil als normal sind, kann theoretisch ein Anwenden von zu viel Spannung auch eine ungünstige Wirkung aufweisen, indem die Gelenke eingeschränkt werden oder indem ein erhöhter Druck auf die Gelenkoberflächen ausgeübt wird.
  • Eine neue Studie von Hamner et al. hat dem Verständnis der Transplantatspannung durch Demonstrieren hinzugefügt, dass eine ungleiche Spannung in den einzelnen Strängen des weichen Gewebetransplantats erhebliche Verluste der gesamten Transplantatfestigkeit und Steifigkeit zur Folge haben kann. Hamner et al., „Hamstring Tendon Grafts for Reconstruction of the Anterior Cruciate Ligament: Biochemical Evaluation of the Use of Multiple Strands and Tensioning Techniques," J. Bone Joint Surg. Am., 81: 4, 549–57 (Apr. 1999). Hamner et al. untersuchten, ob ein Spannen der weichen Gewebestränge von Hand zu einem Ausgleich der Last, die von jedem Strang getragen wird, führen würde. Hamner et al. zeigten, dass dieses Verfahren nicht wirksam zum Ausgleichen der Last auf den Strängen ist, was zu einer endgültigen Transplantatfestigkeit führte, die nicht erheblich größer war, als die Last der einzelnen Stränge allein genommen.
  • Bisher wurden Arbeiten durchgeführt, um Vorrichtungen zu entwickeln und zu patentieren, die verwendet werden, um eine bekannte Spannung auf Kreuzbandtransplantate anzuwenden. Derartige Vorrichtungen enthalten typischerweise einfache Federskalen, die eine bekannte Last auf das Implantat als ein Ganzes ausüben. Zum Beispiel US-Patent Nr. 4,712,542; US-Patent Nr. 5,037,426; US-Patent Nr. Re 34,762; US-Patent Nr. 5,713,897; US-Patent Nr. 5,507,750; und US-Patent Nr. 5,562,668.
  • In der US 4,712,542 ist eine Vorrichtung zum Spannen eines Bandtransplantats gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 offenbart. Diese Vorrichtung ist geeignet, eine Spannung auf einen einzelnen Transplantatstrang anzuwenden.
  • In der Druckschrift US 5,071,420 ist eine Vorrichtung zum Bestimmen des isometrischen Punkts eines Kniekreuzbandersatzes in einem Femur, nachdem ein Tibialtunnel vorbereitet wurde, durch Anbringen einer Schraube an einem berechneten Platzierungspunkt an dem Femur mit einem Strang, welcher an der Schraube angebracht ist und sich davon erstreckt, offenbart. Dies wird durch Anwenden einer Spannung auf ein Strangmittel, zum Beispiel chirurgische Nähte, ausgeführt.
  • Da keine der vorhergehenden Referenzen irgendein Verfahren zur Verwendung dieser Vorrichtungen zum getrennten Spannen mehrerer weicher Gewebetransplantate offenbart, um die Belastung, die auf jede angewendet wird, auszugleichen, wird häufig ein Strang vorzugsweise stärker als andere belastet, was zu ungleich konditionierten und vorgespannten Strängen führt, die nicht erheblich stärker oder steifer als ein einzelner Strang sind. Weiter kann insbesondere, da Kniesehnen unterschiedliche Durchmesser aufweisen können, einfaches Anwenden einer Standardlast auf beide Stränge gleichzeitig dazu führen, dass ein Transplantat einer anderen Materialbelastung als das andere Transplantat ausgesetzt ist. Außerdem können sogar in dem Fall von Kniesehnen oder anderen weichen Gewebetransplantaten, die die gleichen oder im Wesentlichen die gleichen Durchmesser aufweisen, versehentliche oder unvermeidbare Fehler durch den behandelnden Chirurgen, wie zum Beispiel ungleiche Konditionierung eines jeden weichen Gewebetransplantats, immer noch zu ungleichen Belastungen, die von jedem einzelnen Transplantat getragen werden, führen. Unbeachtet der Gründe für eine ungleiche Anwendung von Materialbelastung auf jede der einzelnen weichen Gewebetransplantate wird das „festere" Transplantat (oder das Transplantat mit höherer Materialbelastung) den Ausfallpunkt zuerst erreichen, wodurch bewirkt wird, dass eine geringere Last zum Ausfall des zusammengesetzten Transplantats führt.
  • In Anbetracht des Vorhergehenden wäre es eine Verbesserung des Stands der Technik bei Gelenkoperationen, eine Vorrichtung zum unabhängigen Konditionieren und Vorspannen einzelner weicher Gewebetransplantatstränge, wie zum Beispiel ein Paar von Kniesehnen, die in einem ACL-Rekonstruktionsverfahren verwendet werden, bereitzustellen.
  • Es wäre eine zusätzliche Verbesserung des Stands der Technik, eine Vorrichtung zum Konditionieren und Vorspannen einzelner Implantatsstränge bereitzustellen, so dass jeder Transplantatstrang im Wesentlichen zu der gesamten Stärke und Stabilität des reparierten Gelenks beiträgt.
  • Es wäre eine weitere Verbesserung des Stands der Technik, wenn derartige Vorrichtungen zum Konditionieren und Vorspannen einzelner Transplantatstränge die andernfalls ungleiche Konditionierung und Vorspannung der einzelnen Transplantatstränge, die zum Beispiel durch Stränge von unterschiedlichen Durchmessern oder unterschiedlicher Steifheit oder durch unbeabsichtigte oder unvermeidbare chirurgische Fehler, wie zum Beispiel einen Fehler, die chirurgischen Nähte in einer Art und Weise derart zu befestigen, dass jeder Transplantatstrang gleich gespannt ist, auftreten kann, ausgleichen könnten.
  • Überdies wäre es eine Verbesserung des Stands der Technik, eine verbesserte Verankerungsvorrichtung bereitzustellen, die in Verbindung mit einer derartigen Vorrichtung, welche das unabhängige Spannen von chirurgischen Nähten, die an einzelnen weichen Gewebetransplantatsträngen angebracht sind, ermöglicht, verwendet werden kann und die nach einem unabhängigen Spannen der chirurgischen Nähte betätigt werden kann, um nachfolgend die chirurgischen Nähte in Position zu verriegeln, um zuverlässig jeden der weichen Gewebetransplantatstränge an den Knochen mit einer gewünschten Spannung zu befestigen.
  • Eine Vorrichtung zum unabhängigen Konditionieren und Vorspannen mehrerer Bandtransplantate ist hierin offenbart und beansprucht.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum unabhängigen Spannen mehrerer weicher Gewebetransplantate während Gelenkoperationsverfahren, wie zum Beispiel bei Verfahren zum Ersetzen oder Erweitern des vorderen Kreuzbands (Anterior Cruciate Ligament, ACL). Wegen der wichtigen Vorspannung weicher Gewebetransplantate um einen vorbestimmten Betrag, aber wegen der Tendenz der weichen Gewebetransplantate, sich zu entspannen oder zu strecken, nachdem sie implantiert wurden, ist es häufig notwendig, derartige Transplantate vor dem Verankern der Transplantate an einer Stelle zu „konditionieren". Weiche Gewebetransplantate können durch Anwenden einer Zuglast für einen ausreichenden Zeitraum „konditioniert" werden, um weiteres Strecken oder Entspannen des Gewebetransplantats im Laufe der Zeit, nachdem es implantiert wurde, zu verhindern. Zusätzlich zum Konditionieren ist es im Allgemeinen auch wünschenswert, die weichen Gewebetransplantate vorzubelasten (oder vorzuspannen), um einen gewünschten Grad von Gelenkstabilität und Stärke sicherzustellen. Somit sind sowohl Konditionierung als auch Vorspannung wichtige Verfahren, welche den Erfolg der Gelenkoperation sicherstellen.
  • Transplantate werden vorteilhafterweise bevor sie vorgespannt werden „konditioniert", um das „Spiel" aus dem System zu nehmen. Konditionieren unterstützt ein festes Sitzen des Transplantats innerhalb des Knochentunnels und unterstützt ferner ein vollständiges Setzen der chirurgischen Nähte. Erst nachdem das gesamte Spiel aus dem System herausgenommen wurde, können die einzelnen Transplantate zuverlässig auf einen gewünschten Grad vorbelastet werden. Ein Versuch, eine gewünschte Menge von Materialbelastung auf ein Transplantat auszuüben, welches nicht geeignet konditioniert wurde, resultiert typischerweise in einem Abklingen oder einer Abnahme der eigentlichen Materialbelastung, die von dem Transplantat getragen wird, über der Zeit. Dies kann zu einer Langzeitinstabilität des Gelenks führen.
  • Eine vorbestimmte Menge von Materialbelastung wird vorteilhafterweise auf die weichen Gewebetransplantate angewendet, um ein Gelenk mit einer gewünschten Menge von Stabilität und Steifheit hervorzubringen. Unangemessen gespannte weiche Gewebetransplantate ergeben häufig ein Gelenk, das nicht angemessen stabil ist oder welches zu lose ist, welches somit bei weitem anfälliger für eine nachfolgende Verletzung und einen möglichen Riss des Gewebetransplantats ist. Außer wenn jeder Strang eines Mehrfachstrangtransplantats näherungsweise die gleiche Größe an Materialbelastung trägt, wird jedoch der Strang, welcher anfänglich die höchste Materialbelastung trägt, den Ausfallpunkt zuerst erreichen und reißen, wenn das Gelenk einer hohen Belastung ausgesetzt wird. Nachfolgend wird dann das Transplantat, welches anfänglich weniger Materialbelastung trägt, die gesamte Belastung tragen und ausfallanfälliger sein, da es allein arbeiten wird, um das Gelenk zusammenzuhalten. Kurz gesagt ergibt ein weiches Gewebetransplantat, welches mehrere Stränge aufweist, die anfänglich unterschiedliche Mengen von Materialbelastung tragen, ein Gelenk, welches sowohl elastischer ist als auch eine erheblich geringere zusammengesetzte Last bis zum Ausfallpunkt aufweist.
  • Trotz der Notwendigkeit des Sicherstellens, dass jeder Strang eines Mehrfachstrangwebetransplantats vorgespannt wird, um näherungsweise die gleiche Materialbelastung zu tragen, war es bisher sehr schwierig, eine gleiche oder im Wesentlichen gleiche Konditionierung und Vorspannung eines jeden Strangs sicherzustellen. Demzufolge war es bisher schwierig sicherzustellen, dass jeder der Stränge gleich und gleichzeitig zu der Stärke und Steifheit des Gelenks beiträgt.
  • Die vorliegende Erfindung schlägt neue Vorrichtungen zum Lösen der Probleme vor, welche mit der Unfähigkeit, jeden Strang eines Mehrfachstrangs eines weichen Gewebetransplantats unabhängig zu bearbeiten und vorzuspannen, in Verbindung gebracht werden. Die Spannvorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung können ausgestaltet sein, um einen gewünschten Betrag von Spannung oder Last auf Mehrfachstrangtransplantate anzuwenden. Die erfinderische Vorrichtung umfasst eine Spannvorrichtung, die mehrere getrennt einstellbare Spannungsapplikatoren (zum Beispiel zwei) aufweist, welche geeignet sind, unabhängig einen gewünschten Pegel von Spannung auf jeden der mehreren (zum Beispiel zwei) der weichen Gewebetransplantate, die bei einer Gelenkoperation verwendet werden, anzuwenden. Die Spannvorrichtung weist ferner Befestigungsmittel zum lösbaren Befestigen der Vorrichtung an einem Knochen oder einer Gliedmaße eines Patienten während des chirurgischen Verfahrens auf.
  • Ein Vorteil der erfinderischen Spannvorrichtung ist die Fähigkeit, das Transplantat nach einer Implantation, aber vor einer Befestigung, an einem Ende vorzukonditionieren. Im Falle eines ACL-Rekonstruktionsverfahrens kann das Transplantat, da das Transplantat nahe der Befestigungsstelle an der Tibia befestigt ist, durch wiederholtes Biegen und Strecken des Knies des Patienten unter Last gespannt und konditioniert werden, um Lockerheit oder Schlaffheit in der Transplantatskonstruktion zu entfernen.
  • Die vorgeschlagene Vorrichtung ist vorteilhafterweise auf der Tibia freistehend, was die Hände des Chirurgen freisetzt, um den Kniebiegewinkel festzusetzen und das distale Ende des Transplantats zu befestigen, während die Spannung überwacht wird. Die Vorrichtung ist ferner geeignet, eine Last für statische Belastung auf dem Transplantat zu halten, was hilft, das Transplantat vor einer Befestigung zu strecken.
  • Jeder einstellbare Spannapplikator der Spannvorrichtung weist Befestigungsmittel zum Sichern einer oder mehrerer chirurgischer Nähte, welche an dem weichen Gewebetransplantat angebracht sind, und einen einstellbaren Vorspannmechanismus (zum Beispiel einen federbelasteten Mechanismus) auf, welcher geeignet ist, eine abgemessene Zuglast auf die chirurgischen Nähte und das zugeordnete weiche Gewebetransplantat anzuwenden. Der einstellbare Vorspannmechanismus weist ferner eine unbewegliche Basis oder einen unbeweglichen Block, einen Zylinderblock oder ein Modul, welches gleitfähig an der unbeweglichen Basis angeordnet ist, einen Spannkolben, welcher inner halb eines Abschnitts des Zylinderblocks gleitfähig angeordnet ist, eine vorspannende Feder in Verbindung zwischen dem Zylinderblock und dem Spannkolben, und einen drehbaren Einstellknopf auf, welcher mit einem Gewinde an dem gleitfähigen Zylinderblock angebracht ist, der durch Drehen selektiv den Zylinderblock in Richtung zu oder hinweg von dem Spannkolben drängt, um wahlweise die vorspannende Feder zusammenzudrücken oder auszudehnen und dadurch die Last, welche durch die vorspannende Feder auf den Spannkolben angewendet wird, zu erhöhen oder zu erniedrigen.
  • Das Mittel zum Befestigen der einen oder mehreren chirurgischen Nähte an den Spannkolben kann vorteilhafterweise ein Befestigungsrad für chirurgische Nähte aufweisen, welches drehbar mit jedem Spannkolben verbunden ist. Freies Drehen des Befestigungsrads für die chirurgische Naht stellt eine gleiche Spannung sicher, welche auf jede Seite einer geschlauften chirurgischen Naht eines Strangs angewendet wird.
  • Während die Spannvorrichtung verwendet wird, ist eine Auswärtsbewegung des Spannkolbens relativ zu dem verschiebbaren Zylinderblock sowie die zusammendrückende Kraft, welche von der Vorspannfeder ausgeübt wird, durch die ausgleichende Einwärtsspannung, die durch das weiche Gewebetransplantat, welches mittels chirurgischer Nähte an dem Spannkolben angebracht ist, ausgeübt wird, beschränkt. Somit kann sich während einer Konditionierung und einer nachfolgenden Vorspannung des weichen Gewebetransplantats der Spannkolben nur wenige Millimeter oder weniger bewegen, da das weiche Gewebetransplantat gespannt ist. Ein Drehen des Einstellknopfes bewirkt, dass der verschiebbare Zylinderblock sich entweder in Richtung zu oder hinweg von dem im Wesentlichen bewegungsunfähig gemachten Spannkolben bewegt. Ein Bewegen des Zylinderblocks in Richtung des Spannkolbens bewirkt, dass die Vorspannfeder progressiv zusammengedrückt wird, was somit die Auswärts- oder Zusammenpresskraft, welche durch die Feder auf den Kolben ausgeübt wird, erhöht. Ebenso druckentlastet ein Bewegen des Zylinderblocks hinweg von dem Kolben die Vorspannfeder progressiv, was somit die Zusammenpresskraft, welche durch die Feder auf den Kolben ausgeübt wird, verringert.
  • Die Stärke der Zusammenpresskraft, welche durch die Vorspannfeder auf den Kolben ausgeübt wird, ist im Wesentlichen gleich der Stärke der Spannkraft, welche auf das weiche Gewebetransplantat durch den Spannkolben ausgeübt wird. Da der Betrag der Zusammenpresskraft, welche durch eine Feder ausgeübt wird, sich direkt mit dem Abstand, um den die Feder zusammengedrückt wurde, in Beziehung steht, kann die Zusammenpressbelastung, welche durch die Feder auf den Spannkolben ausgeübt wird, und die Spannbelastung, welche durch den Spannkolben auf das weiche Gewebetransplantat ausgeübt wird, direkt durch Messen des Abstands, um den die Feder zusammengedrückt wurde, gemessen werden. Somit kann der einstellbare Vorspannmechanismus vorteilhafterweise mit einer Anzeige oder anderen Mitteln zum Messen der Stärke der Federkompression ausgestattet sein, um so indirekt den Betrag der Spannbelastung, welche auf das weiche Gewebetransplantat während einer Konditionierung und Vorspannung ausgeübt wird, zu messen.
  • Trotz des Vorhergehenden wird man leicht einsehen, dass, in Anbetracht der Offenbarung hierin, die erfinderischen Vorrichtungen gemäß der Erfindung nicht auf irgendeinen speziellen Mechanismus zum Ausführen der individuellen und getrennten Aufgaben des unabhängigen Streckens mehrerer Stränge eines weichen Gewebetransplantats beschränkt sind. Sondern die hierin beschriebenen Mechanismen sind darstellend und beispielhaft. Beispielsweise könnte die Spannbelastungsfunktion alternativ durch eine Auswahl von einfachen Skalen, wie zum Bei spiel Zugfedern, Druckfedern, Drehfedern oder elektronischen Messaufnehmern bereitgestellt werden. Außerdem sind eine Auswahl von elektronisch betätigten und gemessenen Spannvorrichtungen natürlich innerhalb des Umfangs der Erfindung, solange sie geeignet sind, getrennte weiche Gewebetransplantate unabhängig zu spannen. Beispiele umfassen einen Dehnungsmessstreifen, ein Drehmessgerät, einen LVDT und dergleichen.
  • Die Spannvorrichtung kann möglicherweise verwendet werden, eine Isometrie zu überwachen und eine Spannung in einem einzelnen Strang eines weichen Gewebetransplantats zu messen. Die aktuelle Ausführung könnte ferner geändert werden, um zusätzlich einstellbare Spannungsapplikatoren zu beinhalten, welche Spannungen in so vielen Strängen ausüben und messen können, wie ein Chirurg zum Beinhalten in einem weichen Gewebetransplantat wählen könnte.
  • Bei einem Verfahren zum Verwenden der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung werden zwei weiche Gewebetransplantate von dem Patienten entnommen, wie zum Beispiel von den Kniesehnen oder der Patellasehne, durch Löcher, die durch den Femur und die Tibia gemäß bekannten chirurgischen Verfahren gebohrt sind, gezogen und an dem Femur gemäß bekannten chirurgischen Verfahren angebracht. Chirurgische Nähte werden an den Strängen des weichen Gewebetransplantats an einer geeigneten Stelle während des Implantationsverfahrens unter Verwendung bekannter Verfahren angebracht. Das Ende des weichen Gewebetransplantats wird gegenüber der chirurgischen Nähte durch Löcher geführt, welche durch die Tibia und den Femur gebohrt sind, und an dem Femur unter Verwendung bekannter chirurgischer Verfahren befestigt. Die chirurgischen Nähte und ein Abschnitt des Transplantats erstrecken sich aus einem Zugriffsloch in dem Bein des Patienten nahe dem Loch in der Tibia.
  • Danach wird die Spannvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, welche geeignet ist, eine Spannung getrennt auf jeden der weichen Gewebetransplantate anzuwenden, bereitgestellt, wobei ein Beispiel hierin beschrieben ist. Die Spannvorrichtung wird vorteilhafterweise zwei oder mehr einstellbare Spannapplikatoren entsprechend den zwei bzw. mehr weichen Gewebetransplantatsträngen aufweisen. Die Spannvorrichtung wird dann an dem Knochen oder der Gliedmaße des Patienten mittels Führungsstiften, welche in den Knochen gebohrt sind, oder auf eine andere geeignete Art und Weise (das heißt, mittels eines Gürtels oder eines Bands, welcher/welches um das Bein des Patienten gewickelt ist) angebracht, gefolgt von einem Anbringen der chirurgischen Nähte, welche mit einem der weichen Gewebetransplantatstränge verbunden sind, an einem einstellbaren Spannapplikator und Anbringen des anderen weichen Gewebestrangs an dem anderen einstellbaren Spannapplikator. Im Fall einer modularen Spannvorrichtung wird vorteilhafterweise das Modul, welches zum Befestigen der Spannvorrichtung an der Tibia des Patienten verantwortlich ist, zuerst an dem Bein angebracht. Danach wird das Modul, welches für ein Anwenden der Spannkraft auf das weiche Gewebetransplantat verantwortlich ist, an dem Befestigungsmodul angebracht.
  • Nachdem die chirurgischen Nähte an der Spannvorrichtung befestigt wurden, wird die Spannvorrichtung verwendet, um eine gewünschte Spannkraft unabhängig auf jeden der zwei weichen Gewebetransplantatstränge auszuüben. Dies kann zum Beispiel durch Festschrauben der Spannknöpfe eines jeden zuvor beschriebenen einstellbaren Spannapplikators durchgeführt werden, um die Vorspannfeder zusammenzudrücken und dadurch eine entsprechende Zusammenpresskraft auf jeden Spannkolben auszuüben, welche im Wesentlichen gleich der Größe der Spannkraft, welche durch den Spannkolben auf den weichen Gewebetransplantatstrang ausgeübt wird, ist.
  • Danach wird das Gelenk (zum Beispiel das Knie) vorteilhafterweise von dem behandelnden Arzt „zyklisch durchlaufen", das heißt, einige Male (zum Beispiel mit 25 Wiederholungen) zwischen Null und 90° gebogen und gestreckt, um eine Konditionierung der weichen Gewebetransplantatstränge zu fördern, und um ferner die Gelenkstabilität zu überprüfen. Das Verfahren des Erhöhens der Spannkraft, welche auf jeden der weichen Gewebetransplantatstränge durch die Spannvorrichtung angewendet wird, gefolgt von dem zyklischen Durchlaufen des Gelenks wird wiederholt, bis ein gewünschter Pegel von Konditionierung, Vorbelastung und zugeordneter Gelenkstabilität und Stärke erreicht werden. Wenn vernachlässigbare Verluste der Gelenkstabilität festgestellt werden, wird das weiche Gewebetransplantat an dem Knochen (zum Beispiel der Tibia) durch geeignete Verankerungsmittel, welche nach dem Stand der Technik bekannt sind, oder mittels der neuen hierin offenbarten implantierbaren Ankervorrichtung befestigt.
  • Ein Beispiel eines Befestigungsmittels, welches nach dem Stand der Technik bekannt ist, ist eine Interferenzschraube, welche direkt in das Loch in dem Patientenknochen (zum Beispiel der Tibia), durch welches das weiche Gewebetransplantat geführt ist, mittels eines Antriebs geschraubt ist. Nachdem die Interferenzschraube an ihren Platz geschraubt wurde, werden der Antrieb und die Spannvorrichtung entfernt. Wenn Führungsstifte verwendet wurden, um die Spannvorrichtung an dem Bein der Person zu befestigen, werden diese auch entfernt. Der übrige Abschnitt des weichen Gewebetransplantats, welcher sich über den Knochen hinaus erstreckt, kann an der äußeren Oberfläche des Knochens durch nach dem Stand der Technik bekannten Befestigungsmitteln befestigt werden, zum Beispiel eine gezahnte Scheibe, eine Krampe oder einen Stab, um eine Befestigung des Transplantats zu verstärken. Das Transplantat wird dann zu rechtgeschnitten, um die chirurgischen Nähte zu entfernen und der Schnitt in dem Bein wird geschlossen.
  • Alternativ kann eine neue implantierbare Verankerungsvorrichtung verwendet werden, um das weiche Gewebetransplantat an der Tibia oder einem anderen Knochen zu befestigen. Eine beispielhafte Verankerung weist eine zylindrische äußere Hülle mit einer zylindrischen äußeren Wand und einer im Wesentlichen zylindrischen Bohrung dadurch und einen entsprechenden Verriegelungskern oder Schaft auf, welcher verwendet wird, um die chirurgischen Nähte, sobald das Konditionierungs- und Vorspannungsverfahren abgeschlossen wurde, an der Stelle zu verriegeln. Der Umfang der äußeren Hülle ist ausgewählt, um innerhalb des Lochs, welches durch die Tibia oder einen anderen Knochen gebohrt ist, zu passen.
  • Der Bodenanteil der äußeren Hülle, oder der Anteil der Hülle, welcher dem Knochen gegenüberliegt, weist mehrere Löcher für chirurgische Nähte auf, welche nahe dem äußeren Rand der Hülle benachbart zu der zylindrischen äußeren Wand angeordnet sind. Das Loch für eine chirurgische Naht ermöglicht ein Durchführen von einzelnen Strängen der chirurgischen Nähte, welche an dem weichen Gewebetransplantat angebracht sind. Die äußere Hülle kann innerhalb der Löcher für die chirurgischen Nähte geschlossen werden oder ein Loch durch eine Mitte der Hüllenbodenfläche aufweisen. Ein Loch ermöglicht ein Durchführen einer Interferenzschraube, eines Stabs oder einer anderen Vorrichtung, welche geeignet ist, das weiche Gewebetransplantat gegen die Wände des Lochs durch den Knochen zu drücken, um ein schnelleres Anhaften daran zu fördern. Die Verwendung einer Interferenzschraube stärkt ferner die Befestigung des Transplantats an dem Knochen.
  • Der obere Teil der Hülle oder der Teil der Hülle, welcher dem Knochen abgewandt ist, weist eine Lippe oder einen anderen Vorsprung auf, welcher sich seitlich von dem Rand der zylindrischen äußeren Wand erstreckt. Wenn die Verankerungsvorrichtung in der Bohrung innerhalb der Tibia oder eines anderen Knochens platziert ist, überdecken die Lippe oder der andere Vorsprung vorteilhafterweise die äußere Oberfläche des Knochens, um somit als ein Anschlag zu arbeiten, um die Verankerungsvorrichtung an dem gewünschten Ort zu halten. Die Einwärtsspannung, welche von dem weichen Gewebetransplantat auf die chirurgischen Nähte ausgeübt wird, zieht die Lippe oder den Vorsprung wirksam gegen den Knochen, um somit die Verriegelungsvorrichtung zuverlässig gegen den Knochen zu verriegeln.
  • Der Verriegelungskern ist geeignet, in die äußere Hülle und aus der äußeren Hülle zu gleiten, aber weist eine etwas abgeschrägte äußere Wand auf, so dass er eine ansteigend engere Presspassung mit der inneren Wand der äußeren Hülle ausbilden kann, wenn er in die Hülle gedrückt oder gepresst wird. Der Verriegelungskern ist vorzugsweise hohl und weist chirurgische Nahtdurchgänge, welche durch den unteren Rand am nächsten zu und entsprechend zu den Löchern für die chirurgische Naht der äußeren Hülle verlaufen. Die chirurgischen Nahtdurchgänge verlaufen näherungsweise in Längsrichtung durch den Verriegelungskern, aber in einem derartigen Winkel, dass sie durch die äußere Wand des Verriegelungskerns anstatt dem oberen Rand oder dem Rand, welcher der äußeren Hülle abgewandt ist, austreten. Auf diese Art und Weise verlaufen die chirurgischen Nähte durch den Verriegelungskern in einer derartigen Art und Weise, dass, wenn der Verriegelungskern angewendet wird, die chirurgischen Nähte eng zwischen der äußeren Wand des Verriegelungskerns und der inneren Wand der äußeren Hülle eingeklemmt werden. Dieser Einklemmvorgang verhindert ein Zurückrutschen der chirurgischen Nähte in das Knochenloch, was somit die gewünschte Spannung auf den chirurgischen Nähten und zugehörigen weichen Gewebetransplantatsträngen nach einer Konditionierung und Vorspannung der einzelnen Transplantatstränge, wie hierin vollständiger beschrieben wurde, hält. Vor einer Anwendung des Verriegelungskerns sind die chirurgischen Nähte frei, um nach innen oder nach außen wie gewünscht relativ zu der äußeren Hülle und dem Verriegelungskern zu gleiten, was der Spannvorrichtung ermöglicht, die Spannlast, welche auf die weichen Gewebetransplantatstränge ausgeübt wird, wie gewünscht zu erhöhen oder zu erniedrigen.
  • Diese und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen vollständiger verdeutlicht werden, oder können durch die Arbeitsweise der Erfindung, wie im Folgenden dargelegt, in Erfahrung gebracht werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Um die Art und Weise, mit welcher die zuvor dargelegten und weitere Vorteile der Erfindung erzielt werden, zu erläutern, wird eine genauere Beschreibung der Erfindung, welche zuvor kurz beschrieben wurde, unter Bezugnahme auf eine spezielle Ausführungsform davon, welche in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist, wiedergegeben werden. Es ist selbstverständlich, dass diese Zeichnungen nur eine typische Ausführungsform der Erfindung darstellen und deshalb nicht zum Beschränken ihres Umfangs zu betrachten sind, wobei die Erfindung mit zusätzlicher Genauigkeit und im Detail durch die Verwendung der beigefügten Zeichnungen beschrieben und erklärt werden wird, in denen:
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Spannvorrichtung gemäß der Erfindung.
  • 2 ist eine Seitenquerschnittsansicht der in 1 dargestellten Spannvorrichtung entlang einer Linie 2-2.
  • 2A zeigt die Spannvorrichtung der 2 nach Zusammendrücken der Vorspannfeder, um die Spannkraft zu erhöhen, welche durch den Spannkolben ausgeübt wird.
  • 3A–3L stellen nacheinander beispielhafte Schritte während einer Konditionierung und Vorspannung und ein Anbringen eines mehrsträngigen Gewebetransplantats innerhalb eines Knochentunnels unter Verwendung der Spannvorrichtung der 1 in Kombination mit einer Interferenzschraube dar.
  • 4A–4C zeigen alternativ ein weiches Gewebetransplantat, welches an einem Knochen unter Verwendung einer implantierbaren Verankerungsvorrichtung anstatt oder zusätzlich zu einer Interferenzschraube befestigt wird.
  • 5 ist eine perspektivische Ansicht einer Verankerungsvorrichtung, welche ein Spannen von chirurgischen Nähten in einem nicht angewendeten Zustand ermöglicht und welche die chirurgischen Nähte bei Anwendung der Verankerungsvorrichtung verriegelt.
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht der äußeren Hülle der Verankerungsvorrichtung der 5.
  • 7 ist eine perspektivische Ansicht des Verriegelungskerns der Verriegelungsvorrichtung der 5.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1. Einführung
  • Die vorliegende Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum unabhängigen Spannen mehrerer weicher Gewebetransplantate (zum Beispiel zwei), während Gelenkoperationsverfahren, wie zum Beispiel bei Verfahren zum Ersetzen des vorderen Kreuzbands (Anterior Cruciate Ligament, ACL). Weiterhin wird ein Verfahren zur Verwendung dieser Vorrichtung beschrieben werden. Damit das weiche Gewebetransplantat eine angemessene Gelenkstabilität bereitstellt und eine vorbestimmte Menge von Festigkeit bereitstellt und wegen der Neigung vieler weicher Gewebetransplantate (zum Beispiel Kniesehnen) und/oder chirurgischen Nähten, welche daran angebracht sind, sich zu entspannen, nachdem das Transplantat implantiert wurde, ist es häufig notwendig oder wünschenswert, das Transplantat bevor es permanent an dem Knochen verankert wird, zu „konditionieren". Konditionieren wird vorteilhafterweise durchgeführt, um das Spiel aus dem System herauszunehmen und um ein angemessenes Setzen des Transplantats vor dem Vorbelasten sicherzustellen. Es kann ferner wünschenswert sein, das weiche Gewebetransplantat vorzubelasten (oder vorzuspannen), um einen vorbestimmten Betrag von Gelenkstabilität und Festigkeit bereitzustellen. Somit kann Konditionieren und Vorspannen der weichen Gewebetransplantate helfen, den Erfolg des chirurgischen Verfahrens sicherzustellen.
  • Wenn mehrere Stränge eines weichen Gewebes als das Bandtransplantat verwendet werden, ist es häufig schwierig oder sogar unmöglich, unter Verwendung von Vorrichtungen und Verfahren gemäß dem Stand der Technik, gleiche oder im Wesentlichen gleiche Konditionierung und Vorspannung eines jeden Strangs sicherzustellen. Solange nicht jedes Bandtransplantat angemes sen konditioniert und vorgespannt ist, ist es unwahrscheinlich, dass jeder der weichen Gewebestränge gleichermaßen zu der Festigkeit des Gelenks beitragen wird. Belege haben gezeigt, dass die Stränge, welche ungeeignet konditioniert und vorgespannt wurden, wenn überhaupt wenig aushalten können, wenn eine Last auf das Gelenk während normaler Verwendung ausgeübt wird, wobei kein Strecken oder Reißen der stark konditionierten und vorgespannten Stränge vorhanden ist. In dem Fall, dass Transplantate ein Paar von Kniesehnensträngen umfassen, von denen eine ungeeignet konditioniert und vorgespannt ist, wird der Großteil der Last von dem Strang getragen werden, welcher vollständiger konditioniert und vorgespannt wurde.
  • Frühere Vorrichtungen und Verfahren sind nur geeignet, um eine Spannung auf Mehrfachstrang-Gewebetransplantate als eine Gruppe anstatt auf einzelne auszuüben. Derartige Verfahren führen aus mindestens zwei Gründen häufig dazu, dass ein Strang besser konditioniert und vorgespannt wird als der andere. Erstens kann ein unvermeidbarer oder versehentlicher Fehler, wie die chirurgischen Nähte anfänglich an den weichen Gewebetransplantaten befestigt werden, zu der Unfähigkeit führen, eine gleiche Kraft auf jeden der Stränge auszuüben. Mit anderen Worten, kann einer von der Gruppe der chirurgischen Nähte, welcher an einem der weichen Gewebestränge befestigt ist, vor der anderen Gruppe oder vor den anderen Gruppen von chirurgischen Nähten, welche an den anderen weichen Gewebesträngen angebracht sind, stramm werden, was somit nur zu einer richtigen Konditionierung und Vorspannung von dem Strang führt, welcher zuerst der Spannkraft ausgesetzt ist.
  • Zweitens sind nicht alle Kniesehnen oder anderen weiche Gewebetransplantate von gleichem Querschnitt und/oder inhärenter Steifheit. Somit können einige Stränge einem größeren Strecken oder „Belasten" unterliegen oder ermöglichen größeres Strecken oder „Belasten", bevor der gewünschte Pegel der Spannkraft auf den Strang ausgeübt wurde, um ein geeignetes „Konditionieren" und nachfolgendes Vorspannen sicherzustellen. Stränge von größerem Querschnitt können ferner erfordern, dass sie einer höheren Spannkraft ausgesetzt werden, um geeignet konditioniert zu werden. Die an jedem Strang eines Mehrfachstrangtransplantats befestigten chirurgischen Nähte können anfänglich vor einer Konditionierung ungleich fest sein, was somit möglicherweise ein größeres Ausmaß an „Belastung" (oder Ziehdistanz) auf unterschiedlichen Strängen erfordert, um den gleichen Grad von Konditionierung zu erreichen. Eine Vorrichtung oder ein Verfahren, welches nicht in der Lage ist, derartige Abweichungen der Gewebetransplantatsteifheit oder des Querschnittsdurchmessers einzustellen, können ungeeignet sein, eine angemessene Konditionierung und nachfolgende Vorspannung eines jeden Strangs des weichen Gewebetransplantats sicherzustellen. Das Gleiche gilt für die Unfähigkeit, inhärente Abweichungen der anfänglichen Strammheit der chirurgischen Nähte oder andere systematische oder zufällige Abweichungen, wie der Chirurg die einzelnen chirurgischen Nähte an jedem weichen Gewebestrang befestigt, in Betracht zu ziehen.
  • Die vorliegende Erfindung bezweckt eine neue Vorrichtung zum Lösen der vorhergehenden Probleme. Genauer umfasst die erfinderische Vorrichtung eine Spannvorrichtung, welche mehrere getrennt einstellbare Spannapplikatoren (zum Beispiel zwei) aufweist, welche geeignet sind, einen gewünschten Pegel einer Spannung auf jeden der mehreren (zum Beispiel zwei) Stränge des weichen Gewebetransplantats, welches bei einer Gelenkoperation verwendet wird, unabhängig anzuwenden. Die Spannvorrichtung weist ferner Befestigungsmittel zum lösbaren Anbringen der Vorrichtung an einem Knochen oder einer Gliedmaße des Patienten während des chirurgischen Verfahrens auf.
  • II. SPANNVORRICHTUNG, WELCHE ZUM KONDITIONIEREN UND VORSPANNEN EINES WEICHEN GEWEBETRANSPLANTATS BEI EINER GELENKOPERATION VERWENDET WIRD
  • Eine veranschaulichende Spannvorrichtung, welche zum unabhängigen Konditionieren und Anwenden einer Spannung auf zwei getrennte weiche Gewebestränge oder Gruppen von Strängen geeignet ist, ist in 1 dargestellt. Insbesondere stellt 1 eine Spannvorrichtung 10 dar, welche modular ist, das heißt, die zwei getrennte und entfernbare Unterstrukturen oder Systeme aufweist, nämlich ein Spannsystem 12 und ein Gliedmaßenbefestigungssystem 14. Das Spannsystem 12 weist ferner ein Paar von einstellbaren Spannapplikatoren auf, welche zum unabhängigen Anwenden einer Spannung auf jeden des Paars der weichen Gewebestränge oder Gruppen von Strängen geeignet ist. Wie in 1 gezeigt, weist das Spannsystem 12 einen Spannblock oder ein Spannmodul 16 auf. Angebracht an oder in Verbindung mit dem Spannmodul 16 sind ein erster einstellbarer Spannapplikator 18 und ein zweiter einstellbarer Spannapplikator 20, welche im Wesentlichen Spiegelbilder voneinander sind. Deshalb kann jeder der beispielhaften ersten und zweiten einstellbaren Spannapplikatoren 18 und 20, welche in 1 dargestellt sind, in einer einzigen detaillierten Beschreibung beschrieben werden. Natürlich ist es sicherlich innerhalb des Umfangs der Erfindung, zusätzliche einstellbare Spannapplikatoren zu enthalten und/oder die Ausführung eines jeden einstellbaren Spannapplikators wie gewünscht zu verändern.
  • Um die mechanische Struktur und den Betrieb eines jeden der ersten und zweiten einstellbaren Spannapplikatoren 18 und 20 besser zu verstehen, wird genauer Bezug auf 2 und 2A genommen, welche Querschnittsansichten des zweiten einstellbaren Spannapplikators 20 entlang einer Linie 2-2 in unterschiedlichen Phasen des Anwendens einer Spannung sind. Ferner kann ein Querverweis zu 1 hilfreich sein, um das Zusammenspiel zwischen den ersten und zweiten einstellbaren Spannapplikatoren 18 und 20 und ihrer mechanischen Strukturen zu verstehen. Jeder der ersten und zweiten einstellbaren Spannapplikatoren 18 und 20 weist einen Zylinderblock oder ein Modul 22 und einen Spannkolben 24 auf, welcher teilweise innerhalb des Zylindermoduls 22 angeordnet ist. Das Zylindermodul 22 und der Spannkolben 24 sind geeignet, um relativ zueinander zu gleiten, wie nachfolgend genauer beschrieben werden wird.
  • Um jede der zwei Gruppen von chirurgischen Nähten, welche jeweils an jedem der zwei weichen Gewebestränge angebracht sind, anzubringen oder ansonsten zu sichern, weist jeder Spannkolben 24 ferner ein Befestigungsrad 26 für chirurgische Nähte auf, welches mittels einer Achse 28 an dem Spannkolben 24 angebracht ist. Das Befestigungsrad 26 für chirurgische Nähte wurde ausgewählt, da es geeignet ist, sich zu drehen und dadurch selbst zu justieren, nachdem die chirurgischen Nähte an dem Befestigungsrad 26 für chirurgische Nähte befestigt wurden und darum herumgewickelt wurden. Diese Fähigkeit, sich zu drehen, stellt sicher, dass eine gleiche Spannung auf jeden Strang der chirurgischen Nähte auf jeder Seite des Befestigungsrads 26 für chirurgische Nähte ausgeübt wird. Es ist jedoch selbstverständlich, dass andere Befestigungsmittel zum Anbringen der chirurgischen Nähte an dem Spannkolben 24 innerhalb des Umfangs der Erfindung sind, welche (nicht gezeigte) Schlitze, Stäbe, Löcher, Kanten und dergleichen aufweisen.
  • Um den Betrag der Spannkraft, welcher von jedem der Spannkolben 24 auf seinen jeweiligen weichen Gewebetransplantatstrang oder auf seine jeweilige Gruppe von Strängen ausgeübt wird, zu messen, ist ein Spannstab 30, welcher an dem Spannkolben 24 angebracht ist, bereitgestellt, welcher sich durch einen Spannungsanzeigeschlitz 32 innerhalb des Zylindermoduls 22 er streckt und darin frei bewegt. Wie nachfolgend erörtert werden wird, wird die Größe der Spannkraft, welche auf den weichen Gewebetransplantatstrang ausgeübt wird, zu jeder gegebenen Zeit in Bezug zu dem relativen Abstand, um den sich der Spannstab 30 relativ zu dem Zylindermodul 22 bewegt hat, sein. In Wirklichkeit, da der Spannkolben 24 im Wesentlichen wegen der ausgleichenden Spannung, welche durch die entsprechenden weichen Gewebestränge ausgeübt wird, unbeweglich ist, ist es das Zylindermodul 22 und sein zugehöriger Spannungsanzeigeschlitz 32, die sich typischerweise relativ zu dem Spannstab 30 bewegen, wenn die Spannkraft, welche auf das weiche Gewebetransplantat ausgeübt wird, erhöht wird (vgl. 2 und 2A). Ungeachtet dessen, welches Element sich wirklich bewegt, versorgt der Ort des Spannungsstabs 30 relativ zu dem Spannungsanzeigeschlitz 32 den Chirurgen mit einer genauen optischen Anzeige des Betrags der Spannkraft, welche von jedem einstellbaren Spannapplikator 18 und 20 auf seinen jeweiligen weichen Gewebetransplantatstrang (auf seine jeweiligen weichen Gewebetransplantatstränge) zu jeder Zeit ausgeübt wird. Um eine genauere Art und Weise des Bestimmens der genau angewendeten Last bereitzustellen, können Skalen 33 an dem Zylindermodul 22 oder in der Nähe des Spannungsanzeigeschlitzes 32 bereitgestellt werden. Die Skalen 33 können jeden gewünschten Messstandard, wie zum Beispiel metrische (zum Beispiel Newton) oder englische Einheiten (zum Beispiel Pfund) sowie jedes gewünschte Präzisionsniveau bereitstellen.
  • Um den Betrag der Spannung, welche von jedem einstellbaren Spannapplikator 18 oder 20 ausgeübt wird, einzustellen, ist ein Mechanismus zum Bewegen des Zylindermoduls 22 entweder in Richtung auf oder hinweg von dem Spannkolben 22 bereitgestellt. Wie in 2 und 2A zu sehen ist, weist jeder einstellbare Spannapplikator 18 oder 20 einen Spannungseinstellknopf 34 auf, welcher an einem Spannungseinstellbolzen 36, der mit dem Zylindermodul 22 mittels eines Gewindes in Verbindung steht, angebracht. Der Spannungseinstellbolzen 36 verläuft durch ein Paar von Bolzenlöchern 38 an den vorderen bzw. hinteren Enden des Spannungsblocks oder Moduls 16. Die Löcher 38 sind nicht mit einem Gewinde versehen und ermöglichen somit ein freies Drehen des Spannungseinstellbolzens 36 ohne den Ort des Spannungseinstellbolzens 36 relativ zu dem Spannungsmodul 16 zu ändern. Zur einfachen Verwendung und um die Spannungseinstellknöpfe 34 hinter oder über die Spannungskolben 24 hinaus in geeigneter Weise zu erstrecken, können Knopfextender 39, wie in beiden 1 und 2 dargestellt, bereitgestellt werden.
  • Zwischen jedem der Löcher 38 ist der Spannungseinstellbolzen 36 innerhalb einer Zylinderblockführungsaushöhlung 40 aufgehängt, welcher das Zylindermodul 22 hält und führt, wenn es relativ zu dem Spannblock 16 und dem Spannkolben 24 vor und zurück gleitet. Ferner ist besonders eine Seitenzunge oder Erweiterung 42, welche sich seitlich von dem Boden des Zylindermoduls 22 erstreckt, geeignet, innerhalb der Zylinderblockführungsaushöhlung 40 vor und zurück zu gleiten. Die Seitenerweiterung 42 des Zylindermoduls 22 weist ferner ein mit einem Gewinde versehenes Loch 44 auf, durch welches der Spannungseinstellbolzen 36 verläuft, der entsprechende Gewinde 46 aufweist, und welches mit dem Spannungseinstellbolzen 36 mittels eines Gewindes in Verbindung ist. Das Zusammenwirken zwischen den Einstellbolzengewinden 46 und dem mit einem Gewinde versehenen Loch 44 des Zylindermoduls 22 sieht eine fein einstellbare Bewegung des Zylindermoduls 22 entweder in Richtung oder weg von dem Spannkolben 24 vor, wenn der Chirurg selektiv den Spannungseinstellbolzen 36, beispielsweise mittels des Spannungseinstellknopfes 34, dreht.
  • Der Grad oder die Größe der Bewegung des Zylindermoduls 22 pro Umdrehung des Spannungseinstellbolzens 36 ist natürlich abhängig von dem Maß der Gewinde 46. Ein Erhöhen der Anzahl der Gewindegänge pro Längeneinheit an dem Einstellbolzen 36 und dem mit einem Gewinde versehenen Loch 44 gewährleistet kleinere oder feinere Bewegungen des Zylindermoduls 22 pro Umdrehung des Einstellbolzens 36. Ebenso gewährleistet ein Verringern der Anzahl der Gewindegänge pro Längeneinheit an dem Einstellbolzen 36 und dem mit einem Gewinde versehenen Loch 44 größere oder gröbere Bewegungen des Zylindermoduls 22 pro Umdrehung des Einstellbolzens 36. Ein durchschnittlicher Fachmann kann ein Gewindemaß wählen, um eine gewünschte Größe der Bewegung des Zylindermoduls 22 pro Umdrehung des Einstellbolzens 36 zu gewährleisten.
  • Wie in 2 und 2A ersichtlich, weist der Spannkolben 24 ein erstes Kolbenende 98 mit einem ersten Durchmesser und ein zweites Kolbenende 50 mit einem zweiten Durchmesser, welcher kleiner als der Durchmesser des ersten Kolbenendes 48 ist, auf. Eine vorspannende Feder 52 ist in Umfangsrichtung um das zweite Kolbenende 50 angeordnet und stößt an eine interne Endfläche 54 des ersten Kolbenendes 48 an. Wie in 1 besser ersichtlich ist, weist der Spannkolben 24 ferner ein Führungsstiftloch 56 in Längsrichtung auf, durch welches ein (nachfolgend zu erörternder) Führungsstift falls erforderlich während eines Anbringens der Spannvorrichtung 10 an der Gliedmaße des Patienten verlaufen kann. Der Spannkolben 24 weist ferner ein Befestigungsloch 58 auf, an welchem der Spannungsanzeigestab 30 angebracht wird.
  • Wie zuvor dargelegt, ist der Spannkolben 24 gleitfähig innerhalb des Zylindermoduls 22 angeordnet. Wie ferner aus 2 und 2A genauer ersichtlich ist, weist das Zylindermodul 22 einen internen zylindrischen Hohlraum 60 auf, welcher einen Durchmesser aufweist, der komplementär zu dem Durchmesser des ersten Kolbenendes 48 ist, um einen gleitfähigen Durchgang des ersten Kolbenendes 48 dadurch zu ermöglichen, wenn das Zylindermodul 22 entweder in Richtung auf oder weg von dem Spannkolben 24 bewegt wird. Das Zylindermodul 22 weist ferner ein Endloch 62 mit einem kleineren Durchmesser auf, welches derart bemessen ist, um einen gleitfähigen Durchgang des zweiten Kolbenendes 50 mit dem kleineren Durchmesser dadurch zu ermöglichen, wenn das Zylindermodul 22 entweder in Richtung auf oder weg von dem Spannkolben 24 bewegt wird. Die vorspannende Feder 52, welche in Umfangsrichtung um das zweite Kolbenende 50 mit dem kleineren Durchmesser des Spannkolbens 24 angeordnet ist, stößt an eine interne Endfläche 64 des internen zylindrischen Hohlraums 60 an der Verbindung mit dem Endloch 62 an.
  • Somit wird die vorspannende Feder 52 innerhalb der Länge oder des Volumens, welches durch die interne Endfläche 64 des internen zylindrischen Hohlraums 60 an dem einen Ende und der internen Endfläche 54 des ersten Kolbenendes 48 des Spannkolbens 24 an dem anderen Ende definiert wird, gehalten. Auf diese Art und Weise wird die vorspannende Feder 52 zusammengedrückt, wenn das Zylindermodul 22 in Richtung auf den Spannkolben 24 (wie in 2A ersichtlich) bewegt wird, wodurch die von der vorspannenden Feder 52 auf den Spannkolben 24 ausgeübte zusammendrückende Kraft, welche im Wesentlichen gleich der Größe der Spannkraft, die von dem Spannkolben 24 auf das beispielsweise durch chirurgische Nähte für Gewebetransplantatbefestigungen daran befestigte Gewebetransplantat ausgeübt wird, ist.
  • Das vorhergehende Spannsystem ist nur exemplarisch und nicht begrenzend gemeint. Obwohl der Spannkolben 24, das Zylindermodul 22 und die vorspannende Feder 52 ausgestaltet sind, um die Spannfeder progressiv zusammenzudrücken, um eine steigende Kraft auf ein weiches Gewebetransplantat auszuüben, wäre es natürlich innerhalb des Umfangs der Erfindung eine Ausgestaltung oder ein alternatives Spannsystem bereitzustellen, in welchem eine vorspannende Feder anstatt einer progressiv verlängerten wäre, um eine wachsende Kraft auf das weiche Gewebetransplantat auszuüben.
  • Um das vorhergehende Spannsystem 12 in geeigneter Weise verwenden zu können, um ein Paar von weichen Gewebetransplantaten unabhängig zu spannen, wird das Spannsystem 12 vorteilhafterweise an der Gliedmaße eines Patienten (zum Beispiel dem Bein unterhalb des Knies) mittels des Gliedmaßenbefestigungssystems 14 angebracht. Wie in 1, 2 und 2A ersichtlich ist, weist das Gliedmaßenbefestigungssystem 14 einen Gliedmaßenbefestigungsblock oder ein Gliedmaßenbefestigungsmodul 66 auf, welcher/welches passend zu dem Spannblock oder Modul 16 ist. Sobald das Befestigungsmodul 66 an der Gliedmaße des Patienten angebracht ist, kann auf diese Art und Weise das Spannsystem 12 in geeigneter Art und Weise und einfach an dem Gliedmaßenbefestigungssystem 14 angebracht werden.
  • Wie durch Vergleichen von 3B und 3G genauer gezeigt wird, kann das Gliedmaßenbefestigungsmodul 66 eine anpassende Zunge 68 oder einen anderen (nicht gezeigten) Vorsprung oder ein mechanisches Merkmal aufweisen, welches geeignet ist, um mit einem entsprechenden Anpassungsloch 70 in dem Spannblock oder Modul 16 (3F) oder einem anderen entsprechenden (nicht gezeigten) mechanischen Merkmal zusammenzupassen. Natürlich können die Merkmale derart vertauscht werden, dass die anpassende Zunge von dem Spannmodul 16 hervorragt und derart, dass das Anpassungsloch innerhalb des Gliedmaßenbefestigungsmoduls 66 ausgebildet ist. Ein gewöhnlicher Fachmann wird angesichts der Lehren hierin leicht einsehen, dass praktisch jedes gewünschte mechanische Anpassungssystem verwendet werden kann, solange es ein selektives Anbringen und Lösen des Spannsystems 12 von dem Gliedmaßenbefestigungssystem 14 vorsieht. Natürlich ist es sicherlich innerhalb des Umfangs der Erfindung, eine Spannvorrichtung bereitzustellen, in welcher sowohl das Spannsystem 12 als auch das Gliedmaßenbefestigungssystem 14 eine einzige (nicht gezeigte) nichtmodulare Einheit umfasst.
  • Wie ferner aus den 1, 2 und 2A einfach ersichtlich ist, weist das Gliedmaßenbefestigungsmodul 66 ferner ein Paar von Stiftführungen 72 auf, welche jeweils ein Führungsstiftloch 74 in Längsrichtung dadurch aufweisen, welches derart bemessen ist, um einen Führungsstift 76 (3C) aufzunehmen. Bei Verwendung werden die Führungsstifte 76 in den Knochen der Gliedmaße des Patienten (wie nachfolgend ausführlicher erörtert) getrieben, gebohrt oder ansonsten geschoben, um das Gliedmaßenbefestigungsmodul 66 gleitfähig an dem Bein oder einer anderen Gliedmaße des Patienten anzubringen. Um das Gliedmaßenbefestigungsmodul 66 während einer geeigneten Platzierung der Führungsstifte 76 als eine Schablone zu verwenden, kann das Gliedmaßenbefestigungsmodul 66 zuerst mittels eines temporären Führungsstabs 78, welcher vorteilhafterweise an einem Ende derart dimensioniert ist, um in ein entsprechendes Loch in der Tibia oder einem anderen Knochen des Patienten (3B) zu gleiten, an der Gliedmaße des Patienten angebracht werden. Das andere Ende des Führungsstabs 78 ist vorteilhafterweise derart dimensioniert, um durch ein entsprechendes Führungsstabloch 80 in der Mitte des vorderen Endes des Gliedmaßenbefestigungsmoduls 66 zu verlaufen. Der Führungsstab 78 hält, wenn er in das Loch in der Tibia oder einem anderen Knochen des Patienten gedrückt wird, das Gliedmaßenbefestigungsmodul 66 während eines Platzierens der Führungsstifte 76 in die Tibia oder einem anderen Knochen der Person (3B) in Position.
  • Sobald die Führungsstifte 76 geeignet platziert wurden, kann der Führungsstab 78 entfernt werden, um einen Zugriff zu den Löchern innerhalb der Tibia und dem Femur zu ermöglichen und um ferner zu ermöglichen, dass das Gliedmaßenbefestigungsmodul 66 in geeigneter Weise wie gewünscht auf und von den Führungsstiften 76 gleitet. Obwohl das Gliedmaßenbefestigungsmodul 66 sogar nur gleitfähig mit den Führungsstiften 76 verbunden ist, wird die Spannvorrichtung 10 gegenüber der Gliedmaße des Patienten durch die kompensierende Spannung, welche von dem gespannten weichen Gewebetransplantat ausgeübt wird, in Position gehalten. Wenn ein Konditionieren und Vorspannen des weichen Gewebetransplantats beendet ist, wird das weiche Gewebetransplantat zuerst an der Tibia oder einem anderen Knochen befestigt und dann von der Spannvorrichtung 10 gelöst. An dieser Stelle kann die Spannvorrichtung 10 gleitend von den Führungsstiften 76, welche dann auch von der Gliedmaße des Patienten entfernt werden, entfernt werden.
  • Trotz des Vorhergehenden wird man angesichts der Offenbarung hierin leicht einsehen, dass die erfinderischen Vorrichtungen gemäß der Erfindung nicht auf einen bestimmten Mechanismus zum Durchführen der einzelnen und getrennten Aufgaben des unabhängigen Spannens mehrerer weicher Gewebetransplantate begrenzt sind. Die hierin beschriebenen Mechanismen sind nur darstellend und exemplarisch. Zum Beispiel könnte die Spannbelastungsfunktion alternativ durch eine Auswahl von einfachen Skalen, wie zum Beispiel Spannfedern, Druckfedern, Torsionsfedern oder elektronischen Messaufnehmern bereitgestellt werden. Zusätzlich sind eine Auswahl von elektronisch betätigten und spannungsmessenden Vorrichtungen sicherlich innerhalb des Umfangs der Erfindung, solange sie geeignet sind, getrennte weiche Gewebetransplantate unabhängig zu spannen. Beispiele wei sen einen Dehnungsmessstreifen, ein Drehmessgerät, ein LVDT und dergleichen auf.
  • Zusätzlich zum Konditionieren und Vorspannen einzelner Stränge oder getrennter Gruppen von Strängen eines mehrsträngigen weichen Gewebetransplantats, kann die Spannvorrichtung möglicherweise zum Überwachen einer Isometrie und zum Messen einer Spannung in einem einzelnen Strang eines weichen Gewebetransplantats verwendet werden. Die aktuelle Ausführung kann ferner verändert werden, um zusätzliche einstellbare Spannapplikatoren zu umfassen, welche auf so viele Stränge, wie ein Chirurg zum Aufweisen in dem weichen Gewebetransplantat wählen könnte, eine Spannung ausüben und messen können.
  • Ein Vorteil der erfinderischen Spannvorrichtung ist die Fähigkeit, das Transplantat nach einer Implantation an einem Ende, aber vor einer Befestigung des anderen Endes vorzukonditionieren. Im Fall eines ACL-Wiederherstellungsverfahrens kann das Transplantat, da das weiche Gewebetransplantat an der Tibia nahe der Befestigungsstelle befestigt ist, durch wiederholtes Biegen und Strecken des Knies des Patienten unter Last gespannt und konditioniert werden, um jegliche Lockerheit und jegliches Spiel in der Transplantatkonstruktion zu entfernen.
  • Die vorgeschlagene Vorrichtung ist vorzugsweise an der Tibia freistehend, was die Hände des Chirurgen befreien kann, um den Kniebiegewinkel festzusetzen und das distale Ende des Transplantats zu befestigen, während eine Spannung überwacht wird. Die Vorrichtung ist ferner geeignet, um eine gewünschte Spannkraft auf dem Transplantat zu halten, um eine statische Spannung zuzuführen, welche hilft, das Transplantat vor einer endgültigen Befestigung zu strecken.
  • III. VERFAHREN ZUM UNABHÄNGIGEN SPANNEN EINZELNER STRÄNGE EINES WEICHEN GEWEBETRANSPLANTATS, WELCHES BEI GELENKOPERATIONEN VERWENDET WIRD
  • Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung ist das Verstehen der Wichtigkeit des unabhängigen Konditionierens und Vorspannens jedes der zwei oder mehr der Stränge oder der Gruppen von Strängen eines mehrsträngigen weichen Gewebetransplantats (zum Beispiel eines Kniesehnengewebetransplantats). Somit sollte es verständlich sein, dass die hierin offenbarten erfinderischen Verfahren unter Verwendung einer beliebigen Vorrichtung, entweder einer bekannten oder einer, welche in der Zukunft entwickelt werden kann, ausgeführt werden kann, die geeignet ist, die erfinderischen Schritte des unabhängigen Konditionierens und Vorspannens eines jeden der zwei oder mehr Stränge eines mehrsträngigen weichen Gewebetransplantats durchzuführen. Obwohl die Verwendung der Spannvorrichtung 10, wie hierin ausführlicher beschrieben, bevorzugt ist, ist sie deshalb nur veranschaulichend und nicht als eine Begrenzung was die Typen von Vorrichtungen anbelangt, die verwendet werden können, um die hierin offenbarten erfinderischen Verfahren durchzuführen, bestimmt.
  • Jetzt wird Bezug auf 3A–3L genommen. Bei einem bevorzugten Verfahren zum Ausführen des Ablaufs werden zwei oder mehr Stränge, welche das weiche Gewebetransplantat umfassen, von dem Patienten, wie zum Beispiel von den Kniesehnen oder der Patellasehne, entnommen. Trotzdem ist es innerhalb des Umfangs der Erfindung, beliebige halbsehnige oder Gracilisgewebe, welche in dem Körper gefunden werden, zu verwenden. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das weiche Gewebetransplantat einen ersten weichen Gewebestrang 100 und einen zweiten weichen Gewebestrang 102. An einem Punkt während des Verfahrens werden die ersten Transplantatbefestigungsnähte 104 an das Spannende des ersten weichen Gewebestrangs 100 und zweite Transplantatbefestigungsnähte 106 werden an Spannenden des zweiten Gewebestrangs 102 befestigt.
  • Entweder bevor oder nachdem die Transplantatbefestigungsnähte 104 und 106 an ihren entsprechenden weichen Gewebesträngen 100 und 102 befestigt wurden, werden die Enden der weichen Gewebestränge 100 und 102 gegenüber der Spannenden an einer geeigneten Stelle an dem Knochen des Patienten, welcher einen der Knochen des Gelenks umfasst, angebracht. Im Fall einer Kniegelenksoperation (zum Beispiel Rekonstruktion des vorderen Kreuzbands) werden die Enden der weichen Gewebestränge 100 und 102 vorzugsweise gegenüber der Spannenden an dem Femur 120 befestigt. Am Ende des Konditionierungs- und Vorspannungsverfahrens werden die Spannenden der weichen Gewebestränge 100 und 102 an der Tibia 122 befestigt.
  • Wie aus 3D genauer ersichtlich, umfasst das Kniegelenk 124 den Schnittpunkt des Femurs 120 und der Tibia 122, genauer gesagt durch das vergrößerte Ende 126 des Femurs 120 und das vergrößerte Ende 128 der Tibia 122 und ist dadurch definiert. Das vergrößerte Ende 128 der Tibia ist im Allgemeinen komplementär in Größe und Form zu dem vergrößerten Ende 126 des Femurs 120 (zur Vereinfachung werden wir uns nachfolgend nur auf den Femur 120 und die Tibia 122 beziehen). Das Kniegelenk 124 weist ferner ein umgebendes Verbindungsgewebe auf, welches den Femur 120 und die Tibia 122 zusammenhält, um normalerweise ein stabiles und starkes Kniegelenk 124 bereitzustellen. Eine der wichtigen Bestandteile dieses Verbindungsgewebes ist das vordere Kreuzband 130 (Anterior Cruciate Ligament, ACL), welches ein relativ kurzes Band ist, welches an einem Ende mit einer unteren Oberfläche des Femurs 120 und an dem anderen Ende mit der gegenüberliegenden Oberfläche der Tibia 122 verbunden ist. Ein normal arbeitendes ACL ist entscheidend für ein Bereit stellen von Stabilität und Stärke des Kniegelenks 124, insbesondere für Personen wie zum Beispiel Athleten, die sich mit physischen Aktivitäten beschäftigen, die eine beachtliche Belastung auf das Kniegelenk 124 ausüben.
  • Wenn das ACL gerissen oder zerbrochen ist, ist das Knie typischerweise sehr unstabil und schwach. Während eines traumatischen Ereignisses, in welchem das ACL ernsthaft beschädigt wurde, kann auch ein anderes umgebendes Verbindungsgewebe zur gleichen Zeit ernsthaft beschädigt werden. Wenn es unbehandelt gelassen wird, kann ein ernsthaft beschädigtes ACL eine Person teilweise oder gänzlich auf Lebenszeit verkrüppeln. Erfreulicherweise wurde eine Vielfalt von Strategien entwickelt, um das ACL zu „reparieren" oder zu rekonstruieren, was typischerweise ein Ersetzen des ACL mit einem weichen Gewebetransplantat, welches von einem anderen Teil des Körpers des Patienten entnommen wurde, umfasst. In einer bevorzugten Ausführungsform kann ein mehrsträngiges weiches Gewebetransplantat, wie zum Beispiel ein Paar von Kniesehnen, als eine Alternative „ACL" dienen, um die Stärke und Stabilität des Kniegelenks 124 wiederherzustellen.
  • Um das weiche Gewebetransplantat an beiden Knochen, die das Gelenk ausbilden (zum Beispiel der Femur 120 und die Tibia 122 des Kniegelenks 124), zu befestigen, wird ein Loch durch jeden der Knochen, die das Kniegelenk umfassen, gebohrt. In dem Fall der Rekonstruktion der ACL 130 wird ein Loch 132 durch den Femur 120 gebohrt und ein entsprechendes Loch 133 wird durch die Tibia 122 unter Verwendung bekannter chirurgischer Verfahren gebohrt. Die Stränge des weichen Gewebetransplantats, wie zum Beispiel erste und zweite weiche Gewebestränge 100 und 102, werden zuerst durch die Löcher 132 und 133, die gemäß bekannten chirurgischen Verfahren durch den Femur 120 bzw. die Tibia 122 gebohrt wurden, gezogen. Danach werden die Enden der ers ten und zweiten weichen Gewebestränge 100 und 102 gegenüber der Spannenden an dem Femur 120 gemäß bekannten chirurgischen Verfahren befestigt. Die Transplantatbefestigungsnähte 104 und 106 werden an die Spannenden der ersten und zweiten weichen Gewebestränge 100 bzw. 102 an einer geeigneten Stelle während des Implantationsverfahrens unter Verwendung bekannter Verfahren typischerweise vor dem Durchführen der ersten und zweiten weichen Gewebestränge 100 und 102 durch die Löcher 132 und 133 des Femurs 120 bzw. der Tibia 122 und vor einem Anbringen der ersten und zweiten weichen Gewebestränge 100 und 102 an dem Femur 120 angebracht.
  • Sobald die ersten und zweiten weichen Gewebestränge 100 und 102 durch Löcher 132 und 133 geführt wurden, sicher an dem Femur 120 befestigt wurden, und an ersten und zweiten Transplantatbefestigungsnähten 104 bzw. 106 befestigt wurden, sind sie zum Konditionieren und Vorspannen bereit. Um jeden der ersten und zweiten weichen Gewebestränge 100 und 102 geeignet zu „konditionieren", wird auf jeden der weichen Gewebestränge 100 und 102 für einen geeigneten Zeitraum eine minimale Spannbelastung separat angewendet, um weiteres Ausdehnen oder Erschlaffen der weichen Gewebestränge nach einem Verankern an der Tibia 122 zu verhindern. Zusätzlich ist es nach einer Konditionierung, aber vor einem Befestigen der ersten und zweiten weichen Gewebestränge 100 und 102 an der Tibia 122, im Allgemeinen wünschenswert, jeden der weichen Gewebestränge 100 und 102 auf eine gewünschte Spannkraft weiter vorzuspannen, um sicherzustellen, dass jeder den gleichen oder im Wesentlichen den gleichen Pegel von Stabilität und stärkender Kraft zu dem Kniegelenk 124 beiträgt. Auf diese Art und Weise ist jeder Strang in der Lage, vorteilhaft zu der Stärke und Stabilität des gesamten Transplantats beizutragen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Schritte des getrennten und unabhängigen Konditionierens und Vorspannens eines jeden der ersten und zweiten weichen Gewebestränge 100 und 102 vorteilhafterweise durch Verwenden der Spannvorrichtung 10, welche in 1 und 2 dargestellt ist und im Detail zuvor beschrieben wurde, ausgeführt. Wie nachfolgend in den 3A–3L genauer gezeigt wird, wird die Spannvorrichtung 10 folgendermaßen verwendet, wobei die Führungsstifte 76 der Spannvorrichtung 10 geeignet an der Tibia 122 platziert und befestigt werden, bevor das weiche Gewebetransplantat durch die Löcher 132 und 133 in dem Femur 120 bzw. der Tibia 122 geführt werden, und bevor ein Ende des Transplantats an dem Femur 120 angebracht wird.
  • Zuerst werden die Löcher 132 und 133 durch den Femur bzw. die Tibia 122 unter Verwendung üblicher chirurgischer Techniken (zum Beispiel unter Verwendung eines Bohrers) ausgebildet. In Verbindung mit diesen, wird ein Zugriffsloch 134 durch das Fleisch in der Nähe des Lochs 133 durch die Tibia 122 bereitgestellt (3A). Als zweites wird der Gliedmaßenbefestigungsblock oder das Gliedmaßenbefestigungsmodul 66 an der Tibia 122 mittels des Führungsstabs 78 in dem Loch 133 durch die Tibia 122, wie zuvor beschrieben (3B), befestigt. Als drittes werden die Führungsstifte 76 an der geeigneten Stelle unter Verwendung des Gliedmaßenbefestigungsmoduls 66 als eine Schablone in die Tibia 122 getrieben, gebohrt oder ansonsten an der Tibia 122 befestigt, genauer gesagt die Stiftführungen 72 und zugeordnete Führungsstiftlöcher 74 des Gliedmaßenbefestigungsmoduls 66 (3C). In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Enden der Führungsstifte 76 mit einer Spitze versehen, welche eine schneidende Oberfläche aufweist, um selbstschneidend zu sein, und um geeignet zu sein, in die Tibia 122 mittels eines (nicht gezeigten) Bohrers gebohrt zu werden. Sobald die Führungsstifte 76 an der Tibia 122 befes tigt wurden, wird der Führungsstab 78 und das Gliedmaßenbefestigungsmodul 66 entfernt.
  • Mit den Führungsstiften 76 an der Stelle, gefolgt von einem Entfernen des Führungsstabs 78 und des Gliedmaßenbefestigungsmoduls 66, werden die ersten und zweiten weichen Gewebestränge 100 und 102, welche das Transplantat umfassen, welche an ersten und zweiten Transplantatbefestigungsnähten 104 bzw. 106 angebracht sind, durch das Zugriffsloch 134 (3D) eingeführt. Die Enden der weichen Gewebestränge 100 und 102 werden gegenüber zu dem, wo die Gewebebefestigungsnähte 104 und 106 angebracht sind, durch Löcher 132 und 133 des Femur 120 bzw. der Tibia 122 geführt und an dem Femur unter Verwendung bekannter chirurgischer (nicht gezeigter) Verfahren befestigt. Beispiele weisen Schrauben, Stifte, Krampen, Stäbe und andere Verankerungsvorrichtungen, welche gemäß dem Stand der Technik bekannt und verwendet werden, auf.
  • Danach wird das Gliedmaßenbefestigungsmodul 66 des Gliedmaßenbefestigungssystems 14 gleitfähig an den Führungsstiften 76 durch Schieben eines jeden der Stiftführungen 72 über ihren entsprechenden Führungsstift 76, bis das Gliedmaßenbefestigungsmodul an dem Bein des Patienten anstößt (3E), angebracht. Das Spannmodul 16 des Spannsystems 12 wird dann an dem Gliedmaßenbefestigungsmodul 66 durch Einsetzen der Passzunge 68 des Gliedmaßenbefestigungsmoduls 66 durch das Einpassloch 70 des Spannmoduls 16 (3F) angebracht. Schließlich wird jeder der Transplantatbefestigungsnähte 104 und 106, die an den weichen Gewebetransplantatsträngen 100 bzw. 102 angebracht sind, an einen entsprechenden einstellbaren Spannapplikator 18 oder 20 angebracht (3G). Die Spannvorrichtung 10 ist jetzt zur Verwendung für ein getrenntes und unabhängiges Konditionieren und Vorspannen eines jeden der ersten und zweiten weichen Gewebestränge 100 und 102 bereit.
  • Die Spannungseinstellknöpfe 34 eines jeden der ersten und zweiten einstellbaren Spannapplikatoren 18 und 20 sind getrennt betreibbar, um wie gewünscht unabhängig eine gewünschte Spannkraft auf jeden der ersten und zweiten weichen Gewebestränge 100 bzw. 102 auszuüben. Die Größe der Spannkraft, welche auf jeden weichen Gewebestrang ausgeübt wird, kann durch das Verschieben eines jeden Spannanzeigestabs 30 relativ zu seinem entsprechenden Spannanzeigeschlitz 32 gemessen werden, insbesondere durch Beziehen des Orts eines jeden Spannanzeigestabs 30 in Relation zu entsprechenden Skalen 33 an der Seite des entsprechenden Spannanzeigeschlitzes 32. Es kann in einigen Fällen wünschenswert sein, jeden weichen Gewebestrang mit der gleichen Spannkraft zu spannen. In anderen Fällen, insbesondere wo die Stränge des weichen Gewebetransplantats von unterschiedlichen Querschnittsdicken sind, kann es notwendig oder wünschenswert sein, unterschiedliche Zugkräfte auf jeden weichen Gewebestrang auszuüben. Im Allgemeinen kann es notwendig sein, größere Zugkräfte auf dickere weiche Gewebestränge auszuüben. Umgekehrt können dünnere weiche Gewebestränge eine geringere Zugkraft zum Erreichen einer angemessenen Konditionierung erfordern.
  • Um zu überprüfen, ob die Stränge des weichen Gewebetransplantats angemessen konditioniert wurden, kann es wünschenswert sein, das Bein „zyklisch zu durchlaufen", indem das Bein oder eine andere Gliedmaße um einen gewünschten radialen Abstand von beispielsweise 90° gebogen und dann gestreckt wird (3H). Der Vorgang des zyklischen Durchlaufens selbst kann das Konditionieren des weichen Gebetransplantats fördern. Wenn sich das weiche Gewebetransplantat nach dem zyklischen Durchlaufen gelockert hat oder wenn das Gelenk nicht angemessen stabil ist, können weitere Einstellungen an den Spannungseinstellknöpfen 34 erforderlich sein, um die Zugkraft zu erhöhen, welche auf einen oder mehrere der weichen Gewebetransplantatstränge 100 und 102 angewendet werden, um ein geeignetes Konditionieren und Vorspannen des weichen Gewebetransplantats sicherzustellen. Der Vorgang des abwechselnden Spannens des Spannungseinstellknopfes 34 und zyklischen Durchlaufens des Kniegelenks 124 kann nach Bedarf wiederholt werden, bis Verluste an Gelenkstärke und Stabilität vernachlässigbar werden. An dieser Stelle wurde eine geeignete Konditionierung und Vorspannung der einzelnen Stränge des weichen Gewebetransplantats erreicht.
  • Es sollte klar sein, dass sogar obwohl die Spannkolben 24 im Wesentlichen unbeweglich sind, wobei die Zylindermodule 22 das meiste, wenn nicht das Gesamte, der Bewegung verrichten, wenn die Spanneinstellknöpfe 34 gespannt werden, etwas Bewegung der Spannkolben 24 aufgrund der Dehnung von einem oder mehreren der weichen Gewebestränge 100 und 102 beobachtet werden kann. Diese Bewegung wird jedoch typischerweise nur wenige Millimeter oder weniger betragen. In jedem Fall ist die Größe der Kraft, welche unabhängig auf jeden der weichen Gewebestränge 100 und 102 angewendet wird, unabhängig von der Bewegung der Spannkolben 24, was somit jede Wirkung eines ungleichmäßigen Spannens oder Bewegens der weichen Gewebestränge 100 und 102 zunichte macht. Andererseits sind Vorrichtungen, welche versuchen, das weiche Gewebetransplantat mit einer einzelnen ungeteilten Zugkraft zu konditionieren und vorzuspannen, ungeeignet zum ungleichen Dehnen oder Bewegen der weichen Gewebestränge beizutragen, was somit ungleichmäßig konditionierte und/oder vorgespannte Stränge zur Folge hat. Somit sind die Verfahren und Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung ein enormer Vorteil für die Technik des Vorbereitens weicher Gewebetransplantate zur Verwendung bei Gelenkoperationen.
  • Nachdem die weichen Gewebestränge 100 und 102 des weichen Gewebetransplantats geeignet konditioniert und vorgespannt wurden, werden sie vorteilhafterweise an der Tibia 122 verankert oder anderweitig befestigt, um den gewünschten Betrag von Vorspannung aufrechtzuerhalten. Dies kann beispielsweise mittels einer Interferenzschraube 150 bewerkstelligt werden (3I). Die Interferenzschraube 150 kann zum Beispiel mittels eines speziell angepassten Schraubendrehers 152 in das Loch 132 in der Tibia 122 getrieben werden. Alternativ kann das Transplantat an der Tibia 122 mittels einer implantierbaren Verankerungsvorrichtung 160, welche nachfolgend ausführlicher erörtert wird, verankert werden.
  • Nach einem Befestigen der weichen Gewebestränge 100 und 102 des weichen Gewebetransplantats an der Tibia 122 mittels der Interferenzschraube 150 wird die Spannvorrichtung 10 durch Schneiden oder anderweitiges Trennen der chirurgischen Nähte 104 und 106 von den Befestigungsrädern 26 für die chirurgischen Nähte entfernt und dann wird die Spannvorrichtung 10 von den Führungsstiften 76 weggeschoben (3J). Danach werden die Führungsstifte 76 von der Tibia des Patienten durch bekannte chirurgische Verfahren, wie zum Beispiel mittels eines (nicht gezeigten) „Nadelhalters" entfernt.
  • Die Enden der weichen Gewebestränge 100 und 102 des weichen Gewebetransplantats werden danach an den Außenoberflächen der Tibia 122 durch übliche chirurgische Verfahren befestigt, wie zum Beispiel mittels einer gezahnten Scheibe, einer Krampe oder einem Stab. 3K stellt eine gezahnte Scheibe 154 dar, welche verwendet wird, um die Enden des weichen Gewebetransplantats an der Tibia 122 zu befestigen. Schließlich werden die Enden des weichen Gewebetransplantats jenseits der gezahnten Scheibe 154 oder anderer Befestigungsmittel gekürzt, um die Transplantatbefestigungsnähte 104 und 106 (3L) unter Verwendung üblicher Schneidvorrichtungen (zum Beispiel mittels eines nicht gezeigten Skalpells oder einer chirurgischen Schere) zu entfernen.
  • Eine implantierbare Verankerungsvorrichtung 160, wie in 5–7 dargestellt, kann verwendet werden, um das weiche Gewebetransplantat an dem Knochen zu befestigen. Die Verankerungsvorrichtung 160 weist im Allgemeinen eine zylindrische Außenhülse 162 mit einer zylindrischen Außenwand 163, eine im Allgemeinen zylindrische Bohrung 164 dadurch, welche eine Innenhülsenwand 165 definiert, und eine Knocheneingriffslippe 166 auf (6). Ein entsprechender Verriegelungskern oder Schaft 168 wird verwendet, um die chirurgischen Nähte an einer Stelle zu verriegeln, sobald das Konditionierungs- und Vorspannungsverfahren beendet wurde (7).
  • Der Umfang der Außenwand 163 der Außenhülse 162 ist gewählt, um innerhalb eines entsprechenden Lochs 133, welches durch die Tibia 122 oder einen anderen Knochen gebohrt ist, zu passen. Der Bodenteil der Außenhülse 162 oder der Teil der Außenhülse 162, welcher dem Knochen gegenüberliegt, weist mehrere Löcher 170 für chirurgische Nähte auf, welche in der Nähe des Außenrands der Außenschicht 162 benachbart zu der zylindrischen Außenwand 163 angeordnet sind. Die Löcher 170 für chirurgische Nähte ermöglichen ein Durchführen von einzelnen Strängen chirurgischer Nähte dadurch, welche an den Strängen der weichen Gewebetransplantate angebracht sind. Wenn die Verankerungsvorrichtung 160 in dem Loch 133 innerhalb der Tibia 122 oder einem anderen Knochen platziert ist, überdeckt die Eingriffslippe 166 oder ein anderer Vorsprung die äußere Oberfläche des Knochens, was somit wie ein Anschlag wirkt. Der Zug, welcher einwärts durch die weichen Gewebetransplantate auf die chirurgischen Nähte ausgeübt wird, zieht die Eingriffslippen 166 oder andere Vorsprünge wirksam gegen den Knochen, wobei die Verankerungsvorrichtung 160 zuverlässig gegen den Knochen verriegelt wird.
  • Der Verriegelungskern 168 ist geeignet, in die Außenhülse 162 hinein- und herauszugleiten, aber weist eine etwas abgeschrägte Außenwand 169 derart auf, dass er eine wachsende dichtere Presspassung mit der Innenwand 165 der Außenhülse 162 ausbilden kann, wenn er in die Hülse 162 gedrückt oder gezwängt wird. Der Verriegelungskern 168 ist vorzugsweise hohl und weist Durchgänge 174 für chirurgische Nähte auf, welche durch den Bodenrand nächstgelegen und entsprechend zu den Löchern 170 für chirurgische Nähte der Außenhülse 162 auf. Die Durchgänge 174 für chirurgische Nähte verlaufen näherungsweise in Längsrichtung durch den Verriegelungskern 168, aber in einem Winkel derart, dass sie ihn eher durch die Außenwand 169 des Verriegelungskerns 168 als durch den oberen Rand oder den Rand, welcher von der Außenhülse 162 abgewandt ist, verlassen. Auf diese Art und Weise verlaufen die chirurgischen Nähte, welche an dem weichen Gewebetransplantat angebracht sind, durch den Verriegelungskern 168 in einer derartigen Art und Weise, dass, wenn der Verriegelungskern verwendet wird, die chirurgischen Nähte zwischen der Außenwand 169 des Verriegelungskerns 168 und der Innenwand 165 der Außenhülse 162 eng eingeklemmt werden. Dieser Einklemmvorgang verhindert, dass die chirurgischen Nähte zurück in das Knochenloch rutschen, was somit die gewünschte Spannung an den chirurgischen Nähten und zugehörigen weichen Gewebetransplantatsträngen nach einer Konditionierung und Vorspannung der einzelnen Transplantatstränge, wie zuvor vollständiger beschrieben, aufrechterhält. Vor einem Einsetzen des Verriegelungskerns 168 sind die chirurgischen Nähte frei, um zwischen der Außenhülse 162 und dem Verriegelungskern 168 zu gleiten, was einer geeigneten Spannvorrichtung, wie zum Beispiel der Spannvorrichtung 10, ermöglicht, die Zugkraft, welche auf die weichen Gewebetransplan tatstränge ausgeübt wird, wie gewünscht zu erhöhen oder zu erniedrigen.

Claims (11)

  1. Spannvorrichtung zur Verwendung bei Gelenkoperationen, umfassend: einen Befestigungsabschnitt (14), welcher ausgestaltet ist, um die Spannvorrichtung (10) an einer Gliedmaße eines Menschen entfernbar anzubringen; gekennzeichnet durch einen Spannabschnitt (12), welcher dem Befestigungsabschnitt (14) zugeordnet ist und welcher ausgestaltet ist, eine gewünschte Zuglast auf mindestens zwei getrennte Stränge (100, 102) eines weichen Gewebetransplantats unabhängig anzuwenden, wobei der Spannabschnitt (12) ferner aufweist: eine erste einstellbare Spannvorrichtung (18), welche ausgestaltet ist, um selektiv eine erste Zuglast, welche auf einen ersten Strang (100) eines weichen Gewebetransplantats angewendet wird, zu erhöhen oder zu verringern; und eine zweite einstellbare Spannvorrichtung (20), welche ausgestaltet ist, um selektiv eine zweite Zuglast, welche auf einen zweiten Strang (102) eines weichen Gewebetransplantats angewendet wird, unabhängig von der Zuglast, welche auf den ersten Strang (100) des weichen Gewebetransplantats angewendet wird, zu erhöhen oder zu erniedrigen.
  2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Befestigungsabschnitt (14) zum entfernbaren Anbringen der Spannvorrichtung (10) an einer Gliedmaße eines Menschen mindestens eine hohle Dornführung (72) aufweist, welche selektiv an mindestens einem entsprechenden Dorn (76) angebracht ist, welcher entfernbar an der Gliedmaße des Menschen angebracht ist.
  3. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei jede der ersten (18) und zweiten (20) Spannvorrichtung eine einstellbare Spannvorrichtung besitzt, welche aufweist: einen Spannkolben (24), welcher ausgestaltet ist, eine oder mehrere chirurgische Nähte, welche an mindestens einem weichen Gewebetransplantatstrang (100, 102) angebracht sind, aufzunehmen und zu sichern; einen hohlen Zylinder (22), welcher verschiebbar um den mindestens einen Abschnitt des Spannkolbens (24) angeordnet ist; eine Feder (52), welche innerhalb des hohlen Zylinders angeordnet ist und welche zwischen dem hohlen Zylinder (22) und dem Spannkolben (24) derart verläuft, dass sich die Zugkraft, welche von dem Spannkolben (24) auf den weichen Gewebetransplantatstrang (100; 102) angewendet wird, erhöht, wenn die Feder (52) zusammengedrückt wird; und eine Spannschraube (36), welche mit dem hohlen Zylinder (22) in einer Art und Weise in Verbindung steht, dass ein selektives Drehen der Spannschraube (36) eine entsprechende Bewegung des hohlen Zylinders (22) in Bezug zu der Spannschraube (36) bewirkt.
  4. Spannvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Spannkolben (24) ein Befestigungsrad (26) für chirurgische Nähte aufweist, welches drehbar daran befestigt ist.
  5. Spannvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Spannkolben (24) mindestens eines von einem Schlitz, Stäben, einem Loch oder einem Wulst aufweist, welcher/welche/welches ausgestaltet ist/sind, ein Befestigen der mindestens einen chirurgischen Naht an dem Spannkolben (24) zu unterstützen.
  6. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 3–5, wobei die Spannschraube (36) mittels eines Gewindes mit dem hohlen Zylinder (22) in Verbindung ist.
  7. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–6, welches ferner Anzeigemittel (32) zum Messen der Spannung aufweist, welche durch mindestens eine der ersten (18) und zweiten (20) Spannvorrichtung angewendet wird.
  8. Spannvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Anzeigemittel (32) Skalen (33) aufweisen.
  9. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–8, welche ferner einen provisorischen Führungsstab (78) aufweist, welcher entfernbar an einem Führungsstabloch (80) innerhalb des Befestigungsabschnitts (14) angebracht ist.
  10. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–9, wobei der Befestigungsabschnitt (14) und der Spannabschnitt (12) derart entfernbar aneinander angebracht sind, dass sie selektiv angebracht und abgenommen werden können.
  11. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–9, wobei der Befestigungsanteil (14) und der Spannabschnitt (12) dauerhaft aneinander angebracht sind.
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