DE69814889T2

DE69814889T2 - Vorrichtung und verfahren zum verankern eines fadenelements an einem werkstück

Info

Publication number: DE69814889T2
Application number: DE69814889T
Authority: DE
Inventors: F. Felmont EAVES; S. Jack PEDLICK; C. Vincent BIONDO
Original assignee: Ethicon Inc
Current assignee: Ethicon Inc
Priority date: 1997-09-22
Filing date: 1998-08-31
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2018-09-01
Also published as: US6041485A; US5885294A; EP1018945B1; EP1018945A2; US5935134A; DE69814889D1; CA2303860C; WO1999015083A3; JP2001517471A; CA2303860A1; WO1999015083A2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Das Gebiet, auf das sich diese Erfindung bezieht, betrifft Vorrichtungen und Verfahren zum Verankern eines schnurähnlichen Elementes an einem Werkstück und genauer Nahtanker zum Verankern von Nahtmaterial an Knochen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Obgleich die Behandlung von Verletzungen an Gelenken und weichem Gewebe in der orthopädischen Medizin fortgeschritten ist, bestand ein Bedürfnis für medizinische Geräte, die dazu verwendet werden können, Sehnen, Bänder und anderes weiches Gewebe an Knochen zu befestigen. Beim chirurgischen Reparieren eines verletzten Gelenkes ist es z. B. häufig vorteilhafter, das Gelenk durch Wiederbefestigen der verletzten weichen Gewebe wieder herzustellen als diese mit einem künstlichen Material zu ersetzen. Solche Wiederherstellungen erfordern typischerweise das Befestigen von weichem Gewebe, wie z. B. Bänder und Sehnen, an Knochen.
Ein Anstieg in der Häufigkeit von Verletzungen von Gelenken, bei denen weiches Gewebe involviert ist, wurde festgestellt. Dieser Häufigkeitsanstieg kann zumindest teilweise darauf beruhen, dass ein Anstieg bei der Teilnahme der Öffentlichkeit an verschiedenen physikalischen Aktivitäten, wie z. B. Sport oder anderen der Erholung dienenden Aktivitäten, vorliegt. Diese Arten von Aktivitäten können die Belastung und die Beanspruchung erhöhen, die auf Gelenke ausgeübt werden, was manchmal in Gelenkverletzungen mit einem damit korrespondierenden Schaden an zugehörigem weichem Gewebe resultiert. Zum Beispiel gab es 1991 annähernd 560.000 in den Vereinigten Staaten ausgeführte chirurgische Eingriffe, in welchen weiches Gewebe an einem Knochen in verschiedenen Gelenken, einschließlich der Schulter, der Hüfte und des Knies, befestigt wurde.
Eine übliche orthopädische Vorgehensweise zum Wiederbefestigen von weichem Gewebe an Knochen wird durch das anfängliche Bohren von Löchern oder Kanälen an vorbestimmten Orten durch einen Knochen in der Nähe eines Gelenkes ausgeführt bzw. vollzogen. Dann nähert der Chirurg das weiche Gewebe der Oberfläche des Knochens an, wobei durch diese Löcher oder Kanäle eingefädelte Nahtmaterialien verwendet werden. Obwohl dieses Verfahren effektiv ist, ist es eine zeitbeanspruchende Vorgehensweise, die in der Erzeugung zahlreicher Knochenkanäle bzw. -tunnel resultiert. Eine bekannte Komplikation beim Bohren von Tunneln quer durch Knochen ist, dass Nerven und andere weiche Gewebestrukturen durch den Bohrer oder die orthopädische Nadel verletzt werden können, wenn sie aus der anderen Seite des Knochens austritt. Ebenso ist es anatomisch sehr schwierig, ein Nahtmaterial/einen Draht zu erreichen und/oder zu sichern, der durch einen Kanal geführt wurde. Beim Sichern des Nahtmaterials oder des Drahtes auf der anderen Seite des Knochens, können Nerven und weiches Gewebe eingeschlossen und verletzt werden.
Um einige der Probleme, die mit der Verwendung von konventionellen Knochenkanalverfahren verbunden sind, zu bewältigen, wurden Nahtanker entwickelt und diese werden häufig verwendet, um weiches Gewebe an Knochen zu befestigen. Ein Nahtanker ist eine orthopädische, medizinische Vorrichtung, die üblicherweise in eine Kavität, die in einen Knochen gebohrt wurde, eingesetzt wird. Weniger häufig wurden diese Vorrichtungen auch als Knochenanker bezeichnet. Die Kavität wird üblicherweise als Bohrloch bezeichnet und erstreckt sich gewöhnlich nicht durch den Knochen. Diese Art von Bohrloch wird üblicherweise als „Blindloch" bzw. „Sackloch" bezeichnet. Das Bohrloch wird üblicherweise durch die äußere Kortex-Schicht des Knochens gebohrt, hinein in die innere Spongiosa-Schicht. Der Nahtanker kann in das Bohrloch mittels einer Vielzahl von Mechanismen eingreifen, einschließlich einer Reibungs-Passung, Widerhaken, die in die Spongiosa-Schicht des Knochens getrieben werden, usw. Es ist bekannt, dass Nahtanker viele Vorteile aufweisen, einschließlich einer reduzierten Knochenverletzung, vereinfachten Anwendungs-Verfahren, und einer verringerten Wahr scheinlichkeit von Nahtfehlern aufgrund einer Abschürfung am Knochen. Nahtanker können bei der Bankart-Schulterrekonstruktion zum Reparieren des glenohumeralen Bandes verwendet werden und können ebenso in chirurgischen Verfahren wie z. B. der Rotatorenmanschetten-Reparatur und der Hüft-Ersetzung verwendet werden. Ebenso können solche Anker bei der Reparatur von Sehnenrissen durch das direkte Verbinden von Knochen auf Knochen verwendet werden.
Nahtanker weisen üblicherweise zumindest ein daran befestigtes Nahtmaterial auf. Dies kann durch ein Loch oder eine Öffnung zur Aufnahme des Nahtmaterials bzw. der Naht oder der Nahtmaterialien bzw. der Nähte realisiert sein. Zumindest ein Ende und typischerweise beide Enden des Nahtstrangs erstrecken sich von dem Bohrloch nach außen und werden verwendet, um weiches Gewebe zu befestigen. Die gegenwärtig im Stand der Technik beschriebenen Nahtanker können aus absorbierbarem Materialien gefertigt sein, die über die Zeit absorbieren, oder sie können aus verschiedenen nicht-absorbierbaren, biokompatiblen Materialien gefertigt sein. Obwohl die meisten im Stand der Technik beschriebenen Nahtanker aus nicht-absorbierbaren Materialien gefertigt sind, kann die Verwendung von absorbierbaren Nahtankern zu weniger Komplikationen führen, weil der Nahtanker. über die Zeit absorbiert und durch Knochen ersetzt wird. Zusätzlich kann die Verwendung von absorbierbaren Nahtankern die Wahrscheinlichkeit von Schäden an lokalen Verbindungen, die durch eine Anker-Migration verursacht ist, reduzieren.
Obwohl Nahtanker zum Befestigen von weichem Gewebe an Knochen für die Verwendung von orthopädischen Chirurgen verfügbar sind, besteht ein konstanter Bedarf in diesem Bereich für neue Nahtanker, die verbesserte Leistungseigenschaften aufweisen.
Es wurde nun auch erkannt, dass Nahtanker in anderen Bereichen als der Orthopädie Anwendung finden können. Lediglich als Beispiel, jedoch nicht als Einschränkung, können Nahtanker in einem Bereich wie z. B. der plastischen Chirurgie eingesetzt werden, um Gewebe an Knochen zu stabilisieren. In diesen nicht-orthopädischen Anwendungen, können der Einsatzbereich des Nahtankers es erforderlich machen, dass der Nahtanker so klein wie möglich gebildet wird. Zum Beispiel kann es notwendig sein, den Nahtanker in einem relativ kleinen Gesichtsknochen einzusetzen. Gleichzeitig kann die auf solch einem Nahtanker ausgeübte Belastung jedoch viel geringer sein als die Belastungen, die auf einen orthopädischen Nahtanker ausgeübt werden, was daher zu einem Bereich bzw. einer Reihe von verschiedenen Design-Betrachtungen anregt.
Die US 5,647,874 A offenbart einen Anker zum Befestigen eines Längenabschnittes aus schnurähnlichem Material in einem hinterschnittenen Loch oder einer hinterschnittenen Bohrung in einem Werkstück, wobei der Anker aufweist:
einen Körper aus elastischem Material mit einer Längsachse, einem distalen Ende, einem distalen Abschnitt nahe dem distalen Ende, einem proximalen Ende, einem proximalen Abschnitt nahe dem proximalen Ende und einem Zwischenabschnitt, der den distalen Abschnitt mit dem proximalen Abschnitt verbindet;
wobei der Zwischenabschnitt einen in Querrichtung verlaufenden Querschnitt aufweist, der dazu ausgelegt ist, in den in Querrichtung kleinsten Querschnitt des hinterschnittenen Loches in dem Werkstück zu passen;
wobei das proximale Ende radial nach außen von dem in Querrichtung verlaufenden Querschnitt des Zwischenabschnitts vorragt;
wobei der proximale Abschnitt sich einwärts und in distaler Richtung vom proximalen Ende aus verjüngt, um mit dem Zwischenabschnitt glatt zusammen zu passen;
wobei der Körper erste und zweite Bohrungen aufweist, die zur Aufnahme eines Längenabschnitts des schnurähnlichen Materials dort hindurch ausgelegt sind.
Die getrennten Schenkel 134 dieser bekannten Vorrichtung, die dazu verwendet werden, in ein Loch in einem Werkstück einzugreifen, sind relativ dünn. Mit dieser Vorrichtung ist bzw. wird die Naht-Schnur 140 zusätzlich unter dem distalen Ende 132 freigelegt und entlang eines scharf gewinkelten Pfades um die Lochkanten in dem distalen Ende 132 geführt, wodurch diese anfällig für Schäden ist und wobei diese getrennt wird, sodass ein Objekt, das an dem Werkstück befestigt wird, abgetrennt werden kann und eine wiederholte Operation erfordert, usw.
Deshalb gibt es ebenso ein Bedürfnis nach verbesserten Nahtankern, die in nicht-orthopädischen Anwendungen verwendet werden können, einschließlich der plastischen Chirurgie und ähnlichem.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Diese und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden durch die Bereitstellung und die Verwendung eines neuen Systems und Verfahrens zum Verankern einer Naht bzw. eines Nahtmaterials oder eines anderen schnurähnlichen Elements an einem Knochen oder einem anderen Werkstück erreicht.
In einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Anker zum Befestigen eines Längenabschnitts eines schnurähnlichen Materials in einem hinterschnittenen Loch oder einer solchen Bohrung in einem Werkstück bereit, mit:
einem Körper aus elastischem Material mit einer Längsachse, einem distalen Ende, einem distalen Abschnitt nahe dem distalen Ende, einem proximalen Ende, einem proximalen Abschnitt nahe dem proximalen Ende und einem Zwischenabschnitt, der den distalen Abschnitt mit dem proximalen Abschnitt verbindet;
wobei der Zwischenabschnitt einen in Querrichtung verlaufenden Querschnitt aufweist, der dazu ausgelegt ist, in den in Querrichtung kleinsten Querschnitt des hinterschnittenen Loches in dem Werkstück zu passen;
wobei das proximale Ende radial nach außen von dem in Querrichtung verlaufenden Querschnitt des Zwischenabschnitts vorragt;
wobei der proximale Abschnitt sich einwärts und in distaler Richtung von dem proximalen Ende aus verjüngt, um mit dem Zwischenabschnitt glatt zusammen zu passen;
wobei der Körper erste und zweite Bohrungen aufweist, die zur Aufnahme eines Längenabschnitts des schnurähnlichen Materials dort hindurch ausgelegt sind;
dadurch gekennzeichnet, dass
das proximale Ende eine im Wesentlichen polygonale Fläche ausbildet;
der distale Abschnitt vom Zwischenabschnitt aus zum distalen Ende nach innen und in distaler Richtung gebogen ist, und das distale Ende eine gekrümmte Fläche ausbildet, die mit dem distalen Abschnitt glatt zusammenpasst;
der distale Abschnitt und das distale Ende zusammen eine im Wesentlichen U-förmige Nut ausbilden, die von einem ersten Nutende aus, das nahe dem Zwischenabschnitt und in Ausrichtung mit einer Ecke des proximalen Endes, das eine im Wesentlichen polygonale Fläche bildet, angeordnet ist, bis zu einem zweiten Nutende verläuft, das nahe dem Zwischenabschnitt und in Ausrichtung mit einer anderen Ecke des proximalen Endes angeordnet ist;
die Nut zur Aufnahme eines Längenabschnitts des schnurähnlichen Materials ausgelegt ist;
die erste Bohrung von einem ersten Nutende aus zum proximalen Ende des Ankers parallel zur Längsachse verläuft;
die zweite Bohrung von dem zweiten Nutende aus zum proximalen Ende des Ankers parallel zur Längsachse verläuft;
und eine dritte Bohrung in das proximale Ende des Ankers nahe einer weiteren seiner Ecken verläuft, wobei die dritte Bohrung ebenfalls parallel zur Längsachse verläuft und sich durch wenigstens den proximalen Abschnitt des Ankers hindurch erstreckt.
Der Anker der vorliegenden Erfindung ist für die Verwendung in einem System geeignet, das einen Bohrer zur Bildung eines hinterschnittenen Loches in einem Knochen oder einem anderen Werkstück aufweist, wobei der Anker der vorliegenden Erfindung zum Befestigen einer Naht oder eines anderen schnurähnlichen Elements in dem hinterschnittenen Loch in dem Knochen oder dem anderen Werkstück verwendet wird, und das ein Einsetzgerät bzw. einen Inserter zum Einsetzen des Ankers in das hinterschnittene Loch in dem Knochen oder dem anderen Werkstück aufweist.
Ein Bohrer zum Bilden des hinterschnittenen Loches zum Einsetzen eines Ankers gemäß der vorliegenden Erfindung ist von der Art mit einem Schaft mit einem proximalen Ende, einem distalen Ende und einer ersten Längsachse; einem re-zentrierenden Element, das mit dem distalen Ende des Schafts verbunden ist, wobei das re-zentrierende Element einen sich distal verjüngenden Abschnitt aufweist, der auf eine zweite Längsachse zentriert ist, die parallel zu, aber lateral beabstandet von, einer Verlängerung der ersten Längsachse verläuft; einem Verbindungselement, das auf der zweiten Längsachse zentriert ist, wobei das Verbindungselement ein proximales Ende und ein distales Ende aufweist und das Verbindungselement distal von dem re-zentrierenden Element aus verläuft und am proximalen Ende des Verbindungselementes an dem sich distal verjüngenden Abschnitt derart befestigt ist, dass das Verbindungselement und der sich distal verjüngende Abschnitt zusammen eine abgeschrägte Ecke, die auf der zweiten Achse zentriert ist, ausbilden; und einem im Wesentlichen zylindrischen Bohrkopf, der auf einer axialen Verlängerung der ersten Längsachse zentriert ist, wobei der Bohrkopf ein proximales Ende, eine distale Schneidspitze, eine Außenfläche, die Schneidspannutmittel ausbildet, die sich zwischen der distalen Schneidspitze und dem proximalen Ende des Bohrkopfes erstrecken, und einen in Querrichtung verlaufendem Querschnitt aufweist, der größer ist als der in Querrichtung verlaufende Querschnitt des Verbindungselementes; wobei das proximale Ende des Bohrkopfes exzentrisch an dem distalen Ende des Verbindungselementes befestigt ist.
Ein Inserter zum Einsetzen eines Ankers der vorliegenden Erfindung in ein hinterschnittenes Loch ist von der Art, mit einem Griff bzw. Griffstück, das ein Vorspannelement beinhaltet; einer Antriebsstange mit einer Stangen-Längsachse, einem distalen Ende der Stange, einem proximalen Ende der Stange, einem axialen Längenabschnitt, wobei das proximale Ende der Antriebsstange an dem Griffstück befestigt ist; und einer Hülse mit einer Hülsen-Längsachse, einem proximalen Ende der Hülse, einem distalen Ende der Hülse, und einem axialen Längenabschnitt, der kürzer ist als der axiale Längenabschnitt der Antriebsstange; wobei die Hülse teleskopartig co-axial über der Antriebsstange montiert ist und derart in Eingriffsstellung mit dem Griff bzw. dem Griffstück und dem Vorspannelement ist, dass die Hülse normalerweise in Richtung einer ersten Position vorgespannt ist, bei der das distale Ende der Hülse distal bzw, fern von dem distalen Ende der Stange angeordnet ist, um eine offene Kavität zu schaffen, die angepasst ist, um zumindest einen Bereich des Ankers aufzunehmen und durch Reibung zu halten, aber proximal entlang der Antriebsstange gegen das Vorspannelement zu einer zweiten Position bzw. Stellung bewegt werden kann, bei der das distale Ende der Stange axial und distal von dem distalen Ende der Hülse vorragt.
Der Anker der vorliegenden Erfindung kann in einem Loch in einem Werkstück zum Anbringen eines Objektes daran befestigt werden, wobei ein Verfahren zum Bilden eines hinterschnittenen Loches in einem Werkstück verwendet wird mit den Schritten (a) Bereitstellen eines Bohrers zum Bilden eines hinterschnittenen Loches in einem Werkstück, wobei der Bohrer aufweist: einen Schaft mit einem proximalen Ende, einem distalen Ende und einer ersten Längsachse; ein re-zentrierendes Element, das an dem distalen Ende des Schaftes angebracht ist, wobei das re-zentrierende Element einen sich distal verjüngenden Abschnitt aufweist, der auf einer zweiten Längsachse parallel zu, aber lateral beabstandet von, einer Verlängerung der ersten Längsachse zentriert ist; ein Verbindungselement, das auf der zweiten Längsachse zentriert ist, wobei das Verbindungselement ein proximales Ende und ein distales Ende aufweist und das Verbindungselement distal von dem re-zentrierenden Element aus verläuft und bei dem proximalen Ende des Verbindungselementes an dem sich distal verjüngenden Abschnitt derart befestigt ist, dass das Verbindungselement und der sich distal verjüngende Abschnitt zusammen eine abgeschrägte Kante bzw. Ecke bilden, die auf der zweiten Achse zentriert ist; und einen im Wesentlichen zylindrischen Bohrkopf, der auf einer axialen Verlängerung der ersten Längsachse zentriert ist, wobei der Bohrkopf ein proximales Ende, eine distale Schneidspitze, eine Außenfläche, die Schneidspannutmittel ausbildet, das zwischen der distalen Schneidspitze und dem proximalen Ende des Bohrkopfes verläuft, und einen in Querrichtung verlaufenden Querschnitt aufweist, der größer ist als der in Querrichtung verlaufende Querschnitt des Verbindungselements; wobei das proximale Ende des Bohrkopfes exzentrisch an dem distalen Ende des Verbindungselements befestigt ist; (b) Ineingriffbringen der distalen Spitze mit der Oberfläche des Werkstücks; (c) Drehen des Bohrers auf der ersten Längsachse und dabei Drücken der distalen Spitze in Richtung des Werkstücks, um ein im Wesentlichen zylindrisches Loch in dem Werkstück mit einer Tiefe zu formen, die im Wesentlichen gleich der axialen Länge des Bohrkopfes plus der axialen Länge des Verbindungselements ist; (d) Weiterbewegen der distalen Spitze in das Werkstück, sodass die angeschrägte Kante bzw. Ecke in das Loch einrückt bzw. eingreift, wodurch die Rotationsachse des Bohrkopfes von der ersten Längsachse hin zu der zweiten Längsachse verschoben und bewirkt wird, dass der Bohrkopf den Durchmesser der Bohrung unterhalb einer Tiefe, die im Wesentlichen gleich der axialen Länge des Verbindungselements ist, vergrößert; und (e) Herausnehmen des Bohrkopfes und des Verbindungselements aus dem Loch.
Der Anker der vorliegenden Erfindung kann auch in einem Verfahren zum Befestigen eines Objektes an einem Werkstück verwendet werden, das die Schritte aufweist: Bilden eines Loches in einem Werkstück; Bereitstellen eines elastisch komprimierbaren Ankers mit einer Längsachse, einem Querschnitt, der in Querrichtung zu der Längsachse verläuft und größer als der in Querrichtung verlaufende Querschnitt der Bohrung nahe der Oberfläche des Werkstücks ist, und Mitteln zum Befestigen eines Objektes an dem Anker; axiales Einführen des Ankers in das Loch, um den Anker an dem Werkstück zu befestigen; und Festmachen bzw. Befestigen des Objektes an dem Anker.
Ein weiteres Verfahren zum Befestigen eines Längenabschnitts eines schnurähnlichen Materials innerhalb einer Öffnung in einem Werkstück unter Verwendung eines Ankers der vorliegenden Erfindung umfasst die folgenden Schritte:

(a) Bereitstellen: eines Längenabschnitts eines schnurähnlichen Materials; eines Ankers der vorliegenden Erfindung; und eines Inserters zum Einsetzen eines zusammendrückbaren bzw. komprimierbaren Ankers in ein hinterschnittenes Loch in dem Werkstück, wobei der Inserter aufweist: ein Griffstück bzw. einen Griff mit einem Vorspannelement; eine Antriebsstange mit einer Stangen-Längsachse, einem distalen Ende der Stange, einem proximalen Ende der Stange, und einer axialen Länge, wobei das proximale Ende der Antriebsstange an dem Griff bzw. Griffstück befestigt wird; und eine Hülse mit einer Hülsen-Längsachse, einem proximalen Ende der Hülse, einem distalen Ende der Hülse und einer axialen Länge, die kürzer als die axiale Länge der Antriebsstange ist; wobei die Hülse teleskopartig co-axial über der Antriebsstange und in Eingriff bzw. Eingriffsstellung mit dem Griff bzw. Griffstück und dem Vorspannelement derart montiert ist, dass die Hülse normalerweise hin zu einer ersten Position vorgespannt ist, bei der das distale Ende der Hülse distal von dem distalen Ende der Stange angeordnet ist, um eine offene Kavität zu schaffen, die angepasst ist, um zumindest einen Abschnitt des Ankers aufzunehmen und über Reibung zu halten, jedoch proximal entlang der Antriebsstange gegen das Vorspannelement hin zu einer zweiten Position bewegt werden kann, bei der das distale Ende der Stange axial und distal von dem distalen Ende der Hülse vorragt;
(b) distales Einfädeln des Längenabschnitts des schnurähnlichen Materials durch die erste Bohrung in dem Anker, durch die Nut in dem Anker, und proximales Einfädeln durch die zweite Bohrung in dem Anker;
(c) mit dem Inserter in der ersten Position bzw. Stellung, zunächst proximales Einführen des Ankers in die Kavität an dem distalen Ende der Hülse und Festhalten des Ankers in der Kavität durch eine Reibungspassung;
(d) Ineingriffbringen des distalen Endes der Hülse mit der Oberfläche des Werkstücks, die die hinterschnittene Öffnung unmittelbar umgibt;
(e) Ausüben einer Antriebskraft auf den Griff bzw. das Griffstück, um die Hülse von ihrer ersten Position relativ zu der Antriebsstange zu ihrer zweiten Position relativ zu der Antriebsstange zu bewegen und das distale Ende der Antriebsstan ge in die Öffnung vorzurücken, wobei der Anker voraus bzw. nach vorne gedrückt und dabei elastisch verformt wird; und
(f) Entfernen der Antriebsstange von der Öffnung und des distalen Endes der Hülse von der Oberfläche des Werkstücks.

Ein anderes Verfahren zum Befestigen eines Längenabschnitts eines schnurähnlichen Materials an einem Werkstück unter Verwendung eines Ankers der vorliegenden Erfindung umfasst die folgenden Schritte:

a) Bereitstellen: eines Längenabschnitts eines schnurähnlichen Materials; eines Bohrers zum Bilden eines hinterschnittenes Loches in einem Werkstück, wobei der Bohrer aufweist: einen Schaft mit einem proximalen Ende, einem distalen Ende und einer ersten Längsachse; ein re-zentrierendes Element, das an dem distalen Ende des Schaftes befestigt ist, wobei das re-zentrierende Element einen sich distal verjüngenden Abschnitt aufweist, der auf einer zweiten Längsachse zentriert ist, die parallel zu, jedoch lateral beabstandet von einer Verlängerung der ersten Längsachse angeordnet ist; ein Verbindungselement, das auf der zweiten Längsachse zentriert ist, ein proximales Ende sowie ein distales Ende aufweist und distal von dem re-zentrierenden Mittel aus verläuft und mit seinem proximalen Ende an dem sich distal verjüngenden Abschnitt derart befestigt ist, dass das Verbindungselement und der sich distal verjüngende Abschnitt zusammen eine abgeschrägte Kante bzw. Ecke ausbilden, die auf der zweiten Achse zentriert ist; und einen im Wesentlichen zylindrischer Bohrkopf, der auf einer axialen Verlängerung der ersten Längsachse zentriert ist, wobei der Bohrkopf ein proximales Ende, eine distale Schneidspitze, eine Außenfläche, die Schneidspannutmittel ausbildet, welche sich zwischen der distalen Schneidspitze und dem proximalen Ende des Bohrkopfes erstrecken, und einen in Querrichtung verlaufenden Querschnitt aufweist, der größer ist als der in Querrichtung verlaufende Querschnitt des Verbindungselements; wobei das proximale Ende des Bohrkopfes exzentrisch an dem distalen Ende des Verbindungselements befestigt ist; eines Ankers der vorliegenden Erfindung; und eines Inserters zum Einführen eines zusammendrückbaren Ankers in das hinterschnittene Loch in dem Werkstück, wobei der Inserter aufweist: einen Griff bzw. ein Griffstück mit einem Vorspannelement; eine Antriebsstange mit einer Stangen-Längsachse, einem distalen Ende der Stange, einem proximalen Ende der Stange und einer axialen Länge, wobei das proximale Ende der Antriebsstange an dem Griff bzw. dem Griffstück befestigt wird; und eine Hülse mit einer Hülsen-Längsachse, einem proximalen Ende der Hülse, einem distalen Ende der Hülse und einer axialen Länge, die kürzer als die axiale Länge der Antriebsstange ist; wobei die Hülse teleskopartig bzw. -förmig co-axial über der Antriebsstange und in Eingriff mit dem Griff und dem Vorspannelement derart montiert ist, dass die Hülse normalerweise hin zu einer ersten Position bzw. Stellung vorgespannt ist, in der das distale Ende der Hülse distal von dem distalen Ende der Stange angeordnet ist, um eine offene Kavität zu schaffen, die angepasst ist, um zumindest einen Abschnitt des Ankers aufzunehmen und durch Reibung zu halten, die jedoch proximal entlang der Antriebsstange gegen das Vorspannelement hin zu einer zweiten Position bzw. Stellung bewegt werden kann, in der das distale Ende der Stange axial und distal von dem distalen Ende der Hülse vorragt;
(b) Bilden eines hinterschnittenen Loches in dem Werkstück mit dem Bohrer durch (1) Ineingriffbringen der distalen Spitze des Bohrkopfes mit der Oberfläche des Werkstückes, (2) Drehen des Bohrers auf der ersten Achse und dabei Vorrücken der distalen Spitze des Bohrkopfes in das Werkstück bis zu einer Tiefe, die gleich der axialen Länge des Bohrkopfes plus der axialen Länge des Verbindungselements ist, um eine im Wesentlichen zylindrische Bohrung in dem Werkstück zu bilden, (3) weiteres Vorrücken der distalen Spitze in das Werkstück, um die abgeschrägte Kante bzw. Ecke in die Bohrung zu drücken und dadurch zu bewirken, dass die Rotationsachse des Bohrkopfes sich von der ersten Längsachse hin zu der zweiten Längsachse verschiebt und der Bohrkopf den Innenabschnitt der Bohrung radial vergrößert, und (4) Entfernen des Bohrkopfes und des Verbindungselements aus der Bohrung durch deren äußeren, nicht vergrößerten Abschnitt hindurch;
(c) distales Einfädeln des Längenabschnitts des schnurähnlichen Materials durch die erste Bohrung in dem Anker, durch die Nut in dem Anker, und proximales Einfädeln durch die zweite Bohrung in dem Anker;
(d) mit dem Inserter in der ersten Position bzw. Stellung, zunächst proximales Einführen des Ankers in die Kavität an dem distalen Ende der Hülse und Halten des Ankers in der Kavität durch eine Reibungspassung;
(e) Ineingriffbringen des distalen Endes der Hülse mit der Oberfläche des Werkstückes, die die hinterschnittene Bohrung unmittelbar umgibt;
(f) Ausüben einer Antriebskraft auf den Griff bzw, das Griffstück, um die Hülse von ihrer ersten Position relativ zu der Antriebsstange hin zu ihrer zweiten Position relativ zu der Antriebsstange zu bewegen und um das distale Ende der Antriebsstange in das hinterschnittene Loch vorzubewegen, und dabei den Anker voraus bzw. nach vorne zu drücken, wodurch der Anker elastisch verformt wird, wenn dieser den nicht vergrößerten Abschnitt der hinterschnittenen Bohrung passiert, und dem Anker ermöglicht wird, sich zu seiner ursprünglichen Form bei der Vervollständigung seines Eintritts in den vergrößerten Abschnitt der Bohrung auszubreiten; und
(g) Entfernen der Antriebsstange von dem hinterschnittenen Loch und Entfernen des distalen Endes der Hülse von der Oberfläche des Werkstücks.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden eingehender offenbart oder deutlich gemacht durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, die zusammen mit den beigefügten Zeichnungen zu betrachten sind, worin gleiche Bezugszeichen sich auf gleiche Teile beziehen. Es zeigen:
1 eine Perspektivansicht eines Bohrers, der zum Verwenden bei der vorliegenden Erfindung geeignet ist;
2 eine Perspektivansicht eines Ankers, der gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet ist, wobei an diesem ein schnurähnliches Element befestigt ist;
3 eine Perspektivansicht einer Insertervorrichtung zum Einsetzen des Ankers der vorliegenden Erfindung, der in 2 gezeigt ist;
4–7 detaillierte Ansichten des in 1 gezeigten Bohrers;
8–10 den Bohrer aus 1, wie er ein hinterschnittenes Loch oder eine hinterschnittene Bohrung in einem Werkstück bildet;
11–15 detaillierte Ansichten des in 2 gezeigten Ankers der vorliegenden Erfindung;
16–27 detaillierte Ansichten, die verschiedene Aspekte der Insertervorrichtung von 3 zeigen; und
28–33 die Insertervorrichtung aus 3 beim Einsetzen des in 2 gezeigten Ankers der vorliegenden Erfindung in ein Werkstück.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Wie oben diskutiert, ist ein Anker der vorliegenden Erfindung für die Verwendung in einem neuen System und Verfahren zum Verankern einer Naht bzw. eines Nahtmaterials oder eines anderen schnurähnlichen Elements an einem Knochen oder einem anderen Werkstück geeignet. Das neue System umfasst insbesondere einen Bohrer 100, der allgemein in 1 gezeigt ist, einen Anker der vorliegenden Erfindung 300, der allgemein in 2 gezeigt ist, und eine Anker-Einführungsvorrichtung 500, die allgemein in 3 gezeigt ist. Das Verfahren umfasst allgemein die Schritte des Bildens eines hinterschnittenen Loches oder einer hinterschnittenen Bohrung in einem Werkstück und Anordnen eines Ankers der vorliegenden Erfindung (mit einem daran befestigten schnurähnlichen Element) fest innerhalb des Loches, wie im Detail nachfolgend beschrieben werden wird: Ausdrücklich auf die 1 und 4–7 Bezug nehmend, wird ersichtlich werden, dass der Bohrer 100 einen Schaft 105 und einen Bohrkopf 110 umfasst.
Der Schaft 105 hat ein distales Ende 112, ein proximales Ende 115, eine zentrale Längsachse 195 und ein re-zentrierendes Element 125, das an dem distalen Ende 112 des Schaftes befestigt ist. Das proximale Ende 115 des Schaftes endet in einem Abschnitt 130, der konfiguriert ist, um in das Spannfutter einer Bohrmaschine oder ähnlichem (nicht gezeigt) aufgenommen zu werden. In dem Fall, dass der Bohrer 100 alternativ mit der Hand betrieben werden muss anstatt mit Strom, kann der Abschnitt 130 in der Form eines Griffs bzw. Griffstücks konfiguriert sein.
Das re-zentrierende Element 125 umfasst einen zentralen, im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt 135 mit einer Längsachse, die mit der Schaft-Längsachse 195 ausgerichtet ist, und mit einem sich proximal verjüngenden Abschnitt 145, der an dem distalen Ende 112 des Schaftes befestigt ist, und mit einer Längsachse, die mit der Schaft-Längsachse 195 ausgerichtet ist. Das re-zentrierende Element 125 weist auch einen sich distal verjüngenden Abschnitt 155 auf, der an einem sich distal erstreckenden Verbindungsabschnitt 160 befestigt ist. Der sich distal verjüngende Abschnitt 155 und der sich distal erstreckende Verbindungsabschnitt 160 sind um eine Längsachse 120 herum zentriert. Die Längsachse 120 ist lateral von der Längsachse 195 in der in 6 gezeigten Weise beabstandet. Der Winkel der Verjüngung des sich proximal verjüngenden Abschnitts 145 relativ zu der Längsachse 195 ist wesentlich geringer als der Winkel der Verjüngung des sich distal verjüngenden Abschnitts 155 relativ zu der Längsachse 120. Der sich distal verjüngende Abschnitt 155 und der Verbindungsabschnitt 160 bilden zusammen eine abgeschrägte Ecke 170 an ihrer Schnittstelle aus. Die abgeschrägte Ecke 170 ist ebenfalls um die Längsachse 120 zentriert, wobei die Längsachse lateral von der oben erwähnten Längsachse 195 beabstandet ist. Vorzugsweise weist die abgeschrägte Ecke 170 einen Radius auf. Das re-zentrierende Element 125 definiert ebenfalls vorzugsweise eine Schneidnut 175, die von dem distalen Schaftende 112 zu dem Verbindungsabschnitt 160, d. h., durch den sich proximal verjüngenden Abschnitt 145, den zylindrischen Abschnitt 135, den sich distal verjüngenden Abschnitt 155 und die abgeschrägte Ecke 170, verläuft.
Der Bohrkopf 110 ist mit dem distalen Ende des Verbindungsabschnitts 160 verbunden. Der Bohrkopf 110 weist ein proximales Bohrkopfende 180 und ein distales Bohrkopfende 190 auf. Der Bohrkopf 110 ist um die zuvor erwähnte Längsachse 195 zentriert. Der Bohrkopf 110 weist ebenso eine Außenfläche 200 auf, die eine distale Schneidspitze 205 an dem distalen Bohrkopfende 190 ausbildet, und zumindest eine, und vorzugsweise ein Paar von Schneidnuten 210, die von der Schneidspitze 205 zu dem proximalen Bohrkopfende 180 verlaufen.
Der Durchmesser des Verbindungsabschnitts 160 wird geringer als der Durchmesser des Bohrkopfes 110 gewählt, sodass, wenn der Bohrkopf 110 an dem Verbindungsabschnitt 160 befestigt wird, eine Kante 220 des Bohrkopfes 110, die zwischen einem benachbarten Paar von Schneidnuten 210 angeordnet ist, auf einer axialen Verlängerung der zuvor erwähnten Schneidnut 175 angeordnet ist.
Wie nachfolgend detaillierter beschrieben werden wird, kann der oben angegebene Bohrer 100 in gewöhnlicher Weise verwendet werden, um ein hinterschnittenes Loch in einem Stück eines Knochens oder eines anderen Werkstück zu bilden. Genauer kann die distale Schneidspitze 205 gegen eine Oberfläche 221 des Werkstücks 225 (8) gesetzt werden und der Bohrkopf 100 kann auf seiner Längsachse 195 gedreht werden. Dies veranlasst den Bohrkopf 110, eine anfängliche Bohrung 227 in dem Werkstück zu bilden (9). Wenn diese Bohrung 227 eine Tiefe erreicht, die gleich der axialen Länge des Bohrkopfs 110 plus der axialen Länge des Verbindungsabschnittes 160 ist, wird jedoch die abgeschrägte Ecke 170 an der Kante 226 der Bohrung 227 an der Oberfläche 221 des Werkstückes angreifen. In dieser Hinsicht ist zu beachten, dass die Längsachse 120 der abgeschrägten Ecke 170 lateral von der Längsachse 195 des Schafts beabstandet ist. Dem entsprechend wird sich die Drehachse des Bohrkopfes 110 lateral von der Längsachse des Schaftes 195 zu der Längsachse 120 der abgeschrägten Ecke verschieben, wenn der Bohrkopf das Vorrücken in das Werkstück fortsetzt. Der Effekt wird ein allmähliches Erzwingen der lateralen Bewegung des Bohrkopfes 110 sein, um so das Werkstück zu hinterschneiden und eine zweite Bohrung 228 bei einer Tiefe zu bilden, die im Wesentlichen gleich der axialen Länge des Verbindungsabschnittes 160 plus der abgeschrägten Ecke 170 ist (10). Es sollte auch erkannt werden, dass, wenn dies auftritt, die Schneidnut 175 des re-zentrierenden Elementes 125 einen Senkabschnitt an der Öffnung der Bohrung 227 bilden wird.
Als nächstes auf die 2 und 11–15 Bezug nehmend, wird ersichtlich, dass der Anker 300 einen Block an Material mit einer natürlichen bzw. Eigenelastizität aufweist. Dieser Block weist einen Körper 305 auf, der ein distales Ende 310, einen distalen Abschnitt 325, der nahe dem distalen Ende 310 angeordnet ist, ein proximales Ende 326, einen proximalen Abschnitt 327 nahe dem proximalen Ende 326, und einen Zwischenabschnitt 330 umfasst, der den distalen Abschnitt 325 mit dem proximalen Abschnitt 327 verbindet.
Insbesondere weist der Zwischenbereich 330 einen im Wesentlichen zylindrischen Querschnitt auf mit einem Durchmesser, der geringfügig kleiner als der Durchmesser des Bohrkopfes 110 ist. Der distale Abschnitt 325 wölbt sich von einem Zwischenabschnitt 330 zu einem gewölbten distalen Ende 310 nach innen. Weiter definieren das distale Ende 310 und der distale Abschnitt 325 zusammen eine Nut 335 (11), die von einem ersten Ende 340 (13) (nahe einer Seite 345 des Zwischenabschnitts 330) über das distale Ende 310 zu einem zweiten Ende 355 (nahe einer anderen bzw. einer weiteren Seite 360 des Zwischenabschnitts 330) verläuft. Die Nut 335 ist angepasst, um eine Naht bzw, ein Nahtmaterial oder ein anderes schnurähnliches Element 365 (2), das in einer im Wesentlichen U-förmigen Konfiguration bzw. Weise gebogen ist, aufzunehmen.
Bohrungen 370, 375 (12) verlaufen von Nutenden 340 bzw. 355 zu dem proximalen Ende 326, parallel zu der Längsachse 380 (13) des Körpers 305. Die Bohrungen 370 und 375 haben jeweils eine Querschnittsgröße und eine Querschnittsform, die angepasst ist, das Nahtmaterial oder das andere schnurähnliche Element 365 unterzubringen. Daher können das Nahtmaterial oder das andere schnurähnliche Element 365 durch die Bohrung 370, über die Nut 335 und zurück durch die Bohrung 375 (siehe 2) eingefädelt werden. Vorzugsweise sind die Bohrungen 370 und 375 und das Nahtmaterial oder das andere schnurähnliche Element 365 so bemessen, dass das Nahtmaterial oder das andere schnurähnliche Element die Bohrungen 370 und 375 in einem diametrischen Sinn nicht komplett ausfüllt.
Das proximale Ende 326 des Ankers hat im Wesentlichen eine Rechteckform derart, dass eine axiale Verlängerung des kreisförmigen Querschnitts des Zwischenabschnitts 330 innerhalb der Grenzen des rechteckigen proximalen Endes 326 passen wird.
Dementsprechend ist es nachvollziehbar, dass der proximale Abschnitt 327 des Körpers 305 sich von den Ecken 385, 390, 395 und 400 des proximalen Endes 326 aus nach innen verjüngt (14), um so glatt mit dem Zwischenabschnitt 330 zusammen zu passen. Angesichts dieser Konstruktion hat der Nahtanker 300 im Prinzip vier Vorsprünge oder Ausbuchtungen, die radial über den Umfang des Zwischenabschnitts 330 des Ankers ragen. Vorzugsweise sind die Wände, die zwischen den Ecken 385, 390, 395 und 400 verlaufen, leicht gewölbt, um gewölbte Ausbuchtungen zu bilden, die radial über den Zwischenabschnitt 330 des Ankers hinausragen. In einer bevorzugten Form der Erfindung weist jede der Wände, die zwischen den Ecken 385, 390, 395 und 400 verlaufen, einen Radius auf.
Die Öffnungen der Bohrungen 370 und 375 auf dem proximalen Ende 326 sind nahe den gegenüberliegenden Ecken 390 bzw. 400 angeordnet. Weiter verlaufen Bohrungen 415 und 420 in das proximale Ende 326 nahe den gegenüberliegenden Ecken 385 bzw. 395. Die Bohrungen 415 und 420 brauchen nicht notwendigerweise den gesamten Weg durch den Körper 305 zu verlaufen. So verlaufen die Bohrungen 415 und 420, wie in den Zeichnungen gezeigt, von dem proximalen Ende 326 des Körpers 305 parallel zu einander und parallel zu der Längsachse 380 des Ankers zu geschlossenen Enden, die im Zwischenabschnitt 330 des Körpers 305 angeordnet sind.
Da das Nahtmaterial oder das andere schnurähnliche Element 365, das durch die Bohrungen 370 und 375 verläuft die Bohrungen 370 und 375 nicht vollständig ausfüllt, und da das Nahtmaterial oder das andere schnurähnliche Element 365 allgemein aus einem gewebten Material, das komprimiert werden kann, gebildet ist, ist ersichtlich, dass die natürliche Plastizität des Ankermaterials, zusammen mit den longitudinalen Bohrungen 370, 375, 415 und 420 es dem proximalen, im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt des Körpers erlauben, im Wesentlichen elastisch zusammengedrückt zu werden. Dementsprechend kann der Ankerkörper 305 einfach durch Zusammendrücken deformiert werden, um so durch den Außenabschnitt 227 des hinterschnittenen Loches, das durch den Bohrer 100 in dem Werkstück 225 gebildet wurde, zu passen, und kann danach verlangsamt werden (slowed), um elastisch zu seiner normalen Form innerhalb des hinterschnittenen Abschnitt 228 des Loches zu expandieren bzw, sich auszudehnen, und so das Nahtmaterial oder das andere schnurähnliche Element 365 an dem Werkstück fest zu verankern. Durch das Platzieren bzw. Anordnen eines der Löcher 370, 375, 415 und 420 unmittelbar an jeder der Ecken 385, 390, 395 und 400 wird Raum innerhalb des Körpers des Ankers bereit gestellt, damit die Ecken während des Einsetzens des Ankers radial nach innen durchbiegen. Dies hilft zu verhindern, dass der Anker während des Einsetzen des Ankers longitudinal deformiert wird.
Zum Zwecke eines Beispiels, jedoch nicht zur Einschränkung kann der Anker 300 aus einem nicht-absorbierbaren Polymer, wie z. B. Polysulfon, oder einem absorbierbaren Polymer, wie z. B. polylaktische Säure (PLA) gebildet werden.
Es wurde eine Spezielle Insertervorrichtung 500 gefunden, die insbesondere beim Einsetzen eines Ankers, wie er soeben beschrieben wurde, in ein hinterschnittenes Loch in einem Werk stück nützlich ist. Die Insertervorrichtung ist allgemein in 3 gezeigt und insbesondere in den 16–27 dargestellt.
Die Insertervorrichtung 500 umfasst ein Griffstück 505 (3 und 16–18), eine Antriebsstange 510 (3 und 19 –22), eine Hülse 515 (3 und 23–27), und ein Vorspannmittel 520 (3).
Genauer, wie stellvertretend bzw. kennzeichnend in den 16 bis 18 gezeigt ist, kann das Griffstück 505 zweckmäßigerweise aus zwei identischen Hälften 525 gefertigt sein. In seiner zusammengebauten Form definiert der Griff bzw. das Griffstück 505 einen Befestigungshohlraum 535 für die Antriebsstange, einen Befestigungshohlraum 540 für die Hülse/das Vorspannmittel und ein Ausgangsloch 545 für die Hülse/die Antriebsstange.
Die Antriebsstange 510, die insbesondere in den 19– 22 gezeigt ist, umfasst einen Schaft 550 mit einem distalen Ende 555 und einem proximalen Ende 560, einen vergrößerten bzw. verbreiterten proximalen Abschnitt 565, der an dem proximalen Ende 560 befestigt ist, und einen länglichen Spitzenabschnitt 570, der an dem distalen Ende 555 befestigt ist. Der vergrößerte proximale Abschnitt 565 ist bemessen, um starr bzw. unbeweglich in den Befestigungshohlraum 535 für die Antriebsstange in dem Griff 505 einzugreifen, wobei der Schaft 550 von da nach außen durch den Befestigungshohlraum 540 für die Hülse/das Vorspannmittel und das Ausgangsloch 545 verläuft. Der längliche Spitzenabschnitt 570 weist einen kleineren diametralen Querschnitt als der Schaft 550 auf, und der Schaft 550 und der längliche Spitzenabschnitt 570 weisen eine gemeinsame Längsachse 575 auf. Weiterhin definiert der längliche Spitzenabschnitt 570 ein Paar gegenüberliegender longitudinaler Nuten bzw. Längsnuten 580 (22) in seiner äußeren Fläche 585, welche vorzugsweise entlang im Wesentlichen der gesamten Länge des länglichen Spitzenabschnitts 570 verlaufen. Die Nuten 580 sind bemessen, um das Nahtmaterial oder das an dere schnurähnliche Element 365, das durch den Ankerkörper 305 gefädelt ist, aufzunehmen.
Das Vorspannmittel 520 ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Schraubenfeder. Die Schraubenfeder ist in dem Befestigungshohlraum 540 der Hülse/des Vorspannmittels angeordnet, wobei sid den Schaft 550 der Antriebsstange 501 co-axial umgibt, und mit der proximalen Schulter 590 (16) des Hohlraums 540 der in Eingriff steht.
Die Hülse 515, die insbesondere in den 23 bis 27 gezeigt ist, umfasst ein längliches, hohles rohrförmiges Element 595, ein proximales Ende 600, einen radial verlaufenden Flansch 605, der das rohrförmige Element an seinem proximalen Ende umgibt, ein distales Ende 610 und einen in seinem Durchmesser verringerten Abschnitt 615 nahe seinem distalen Ende. Der in seinem Durchmesser verringerte Abschnitt 615 definiert ein Paar gegenüberliegender Längsschlitze 620 (27), die proximal von dem distalen Ende 610 über im Wesentlichen die gesamte Länge des in seinem Durchmesser reduzierten Abschnitts 615 verlaufen. Die in Querrichtung verlaufende Breite der Schlitze 620 ist derart, dass das Nahtmaterial oder das andere schnurähnliche Element 365 gleitend darin aufgenommen werden kann.
Die Hülse 515 ist in einer Teleskopbeziehung über dem Schaft 550 der Antriebsstange angeordnet, wobei der Flansch 605 der Hülse in dem Befestigungshohlraum 540 der Hülse/des Vorspannmittels angeordnet ist, zwischen dem distalen Ende der Feder 520 und der vorderen Endfläche 621 (16) des Hohlraums 540, sodass das rohrförmige Element 595 gleitend in dem Ausgangsloch 545 aufgenommen ist bzw. wird.
Deshalb ist verständlich, dass der Griff 505 und die Antriebsstange 510 zusammen eine im Wesentlichen integrale Baugruppe bilden, wobei die Hülse 515 angepasst ist, um sich relativ zu der Antriebsstange hin- und herzubewegen. In dieser Hinsicht ist verständlich, dass die relativen Längen des Schaftes 550 der Antriebsstange und des rohrförmigen Elements bzw. Teils 595 derart gewählt sind, dass, in ihrer "normalen" (d. h. mit dem rohrförmigen Element 595 in seiner nach außen vorgespannten) Position, der in seinem Durchmesser reduzierte Abschnitt 615 der Hülse distal von dem distalen Ende des Spitzenabschnitts 570 der Antriebsstange 510 angeordnet ist. Dies bildet einen Hohlraum bzw. eine Kavität in dem distalen Ende der Insertervorrichtung 500 aus, in welche der Anker 300 platziert und durch eine Reibungspassung gehalten werden kann. Zur gleichen Zeit erlauben es die Schlitze 620 der Hülse einem Nahtmaterial oder einem anderen schnurähnlichem Element 365, das an dem Anker befestigt ist, aus der Hülse auszutreten.
Sobald demgemäss das hinterschnittene Loch in dem Werkstück durch den Bohrer 100 gebildet wurde, kann die Insertervorrichtung 500 verwendet werden, um den Anker in den hinterschnittenen Abschnitt des Loches einzuführen, wobei der Anker 300 innerhalb des distalen Endes der Insertervorrichtung angeordnet ist und wobei das Nahtmaterial oder das andere schnurähnliche Element 365 durch den Anker gefädelt ist und nach außen durch die Schlitze 620 verläuft. Insbesondere kann das distale Ende 610 der Hülse in Eingriff mit der Oberfläche 221 des Werkstücks, die die obere Bohrung 226 (28 bis 31) umgibt, gebracht werden. Durch Nachuntendrücken auf den Griff kann dann die Vorspannkraft, die darauf gerichtet ist, die Hülse in ihrer ausgefahrenen Position zu halten, überwunden werden, wodurch der Spitzenabschnitt der Antriebsstange mit dem Anker in Eingriff kommen und ihn durch die obere Bohrung 227 und hinunter in den hinterschnittenen Abschnitt 228 des Loches treiben kann (32 und 33).
Bei diesem Vorgehen dringen die freien Enden des Nahtmaterials oder des anderen schnurähnlichen Elementes 365 in die Nuten 580 in der Antriebsstange 510 ein, um so zu verhindern, während des Einsetzens des Ankers in das Loch des Werkstückes abgequetscht oder gebrochen zu werden. Zur gleichen Zeit erlaubt es die elastische Beschaffenheit des Ankers 300, im Zusammenspiel mit den Längsbohrungen 370, 375, 415 und 420, die darin gebildet sind, den Anker elastisch nach innen in sich selbst zusammen zu drücken, weit genug, um durch den schmaleren Ab schnitt 227 des Loches zu passen, und dass der Anker dann wieder auf seine normale Form an bzw, bei dem hinterschnittenen Abschnitt 228 des Loches des Werkstückes expandiert, wodurch der verborgene Teil des Ankers in dem Werkstück arretiert wird.
Die vorangegangenen Konzepte werden durch die nachfolgende Beschreibung eines Beispiels des Systems und des Verfahrens der vorliegenden Erfindung in einem medizinischen Kontext besser verstanden werden.
Bei Betrachtung der 8–10 und 28–33 wird ein Beispiel der Verwendung der Erfindung zum Befestigen eines Längenabschnittes eines Nahtmaterials 365 an einem Knochen 225 gezeigt. In diesem Zusammenhang sollte verstanden werden, dass die Beschaffenheit des Knochen derart ist, dass die Bildung eines hinterschnittenen Loches nicht immer notwendig ist. Dies liegt daran, dass einige Knochen natürliche innere Kavitäten aufweisen (z. B. der Kopf der Tibia bzw. des Schienbeines, der Humeruskopf usw.), und andere Arten von Knochen haben weiche Spongiosa-Innenräume, die distal zu der äußeren Kortexschicht angeordnet sind. In solch einer Situation kann eine gewöhnliche Bohrung mit einem einzigen Durchmesser in dem Knochen gebildet werden. Zum Zwecke der vorliegenden Beschreibung wird jedoch angenommen, dass ein hinterschnittenes Loch in dem Knochen gebildet wird. Mit diesem Verständnis im Gedächtnis kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung die folgenden Schritte aufweisen.
Zunächst wird ein hinterschnittenes Loch in dem Knochen 225 unter Verwendung eines Bohrers 100, im Wesentlichen wie oben beschrieben, gebildet. Im besonderen wird die distale Schneidspitze 205 des Bohrkopfes 110 an der Stelle auf der Oberfläche 221 des Knochens 225 platziert, an der die Befestigung der Naht bzw. Nahtmaterials 365 (8) gewünscht ist. Der Bohrkopf 110 wird dann um seine Längsachse 195 gedreht, während er axial hin zu dem Knochen gedrückt wird, um so in den Knochen zu schneiden (9). Dies führt dazu, dass der Bohrkopf 110 ein im Wesentlichen zylindrisches Loch 227 in dem Knochen bildet.
Sobald die Tiefe des Loches in dem Knochen eine Tiefe erreicht, die gleich der axialen Länge des Bohrkopfes 110 plus der axialen Länge des Verbindungsabschnitts 160 ist, wird die abgeschrägte Ecke 170 in die Außenkante 226 des Lochs eingreifen. Wenn der Bohrkopf danach weiter in den Knochen vorgerückt wird, wird seine Rotationsachse allmählich von der Längsachse 195 zu der Längsachse 120 durch die Neigung der abgeschrägten Ecke 170, sich selbst relativ zu der Außenkante 226 des Loches zu zentrieren, verschoben. Zur gleichen Zeit wird die Schneidnut 175 des re-zentrierenden Elementes 125 in die Außenkante 226 des Knochenloches eingreifen. Das Ergebnis davon ist, dass der Bohrkopf 110 sich allmählich lateral verschieben wird, sodass der Durchmesser des Loches in einer Tiefe, die gleich der axialen Länge des Verbindungsabschnitts 160 ist, vergrößert wird, während die Schneidnut 175 das äußere Ende des Loches ausfräst bzw. senkt. Sobald die Tiefe des Loches gleich der axialen Länge des Bohrkopfes 110 plus des Verbindungsabschnitts 160 plus der axialen Länge der abgeschrägten Ecke 170 ist, wird deshalb das Loch einen Außenabschnitt 227 (10) mit einem ersten Durchmesser und einen Innenabschnitt 228 mit einem zweiten Durchmesser, der größer als der erste Durchmesser ist, aufweisen.
Die Rotation des Bohrers 100 wird dann gestoppt und der Schaft 105 wird gehandhabt bzw. bewegt, um den Bohrkopf 110 mit dem Außenabschnitt 227 des Loches auszurichten. Der Bohrkopf kann dann aus dem Loch zurückgezogen werden.
Ein Längenabschnitt der Naht bzw, des Nahtmaterials 365 wird dann distal durch die Bohrung 370 des Ankers 300, über die Nut 335 und dann proximal zurück durch die Bohrung 375 eingefädelt. Die resultierende Anker/Nahtmaterial-Anordnung wird dann mit dem proximalen Ende zuerst in den Abschnitt 615 mit reduziertem Durchmesser der Hülse 515 eingesetzt, wobei die freien Enden des Nahtmaterials 365 nach außen durch die Schlitze 620 verlaufen. Der Anker wird in dieser Position durch eine Rei bungspassung gehalten. In diesem Zustand ist die resultierende Inserter/Anker-Anordnung zur Verwendung beim Einsetzen des Ankers in den hinterschnittenen Abschnitt des Knochenloches bereit.
Falls gewünscht, kann die zuvor erwähnte Inserter/Anker-Anordnung zur Zeit der Herstellung vor-zusammengesetzt und dann in eine sterile Packung abgepackt werden, wobei die sterile Packung im Operationssaal zur Zeit der Verwendung geöffnet wird.
Der Anker 300 wird in das Knochenloch eingesetzt, indem das distale Ende der Hülse 515 in Eingriff mit der Oberfläche des Knochens nahe dem Loch gebracht wird (28–31). Mit der Hülse in dieser Position wird eine treibende Kraft bzw. Antriebskraft distal auf den Griff 505 ausgeübt. Da die Hülse relativ zu dem Knochen fixiert ist, führt die treibende Kraft dazu, dass die Hülse 515 proximal in den Hohlraum 540 gleitet, entgegen der Vorspannfeder 520, und zwingt sie den länglichen Spitzenabschnitt 570 der Antriebsstange 510 in das Loch, wobei der Anker 300 nach vorne bzw. voraus gedrückt wird (32 und 33).
Wie vorher erwähnt, ist der Durchmesser des Außenabschnitts 227 des Knochenloches nur wenig größer als der Durchmesser des Zwischenabschnitts 330 des Ankers 300, und das proximale Ende 326 des Ankers 300 weist eine im Wesentlichen rechteckige Form auf, die groß genug ist, einen axialen Vorsprung des Zwischenabschnitts 330 zu enthalten bzw. aufzunehmen. Wenn daher der verjüngte distale Abschnitt 325 und der Zwischenabschnitt 330 des Ankers 300 in das Knochenloch eindringen, neigen sie dazu, den Anker 300 mit dem Loch auszurichten. Wenn danach die Antriebsstange 510 fortsetzt, den Anker 300 in das Loch zu zwingen bzw. treiben, wird der proximale Abschnitt des Ankers nach innen verspannt bzw. deformiert (d. h. zusammengedrückt), um so in den Außenabschnitt 227 des Loches zu passen. Dies wird durch die Elastizität bzw. Nachgiebigkeit des Materials ermöglicht, das verwendet wird, um den Anker 300 zu bilden, und durch die Anwesenheit der Bohrungen 370, 375, 415 und 420 nahe den vier Ecken des proximalen Abschnitts des Ankers 300.
Insbesondere sind die Bohrungen 415 und 420 leer und verlaufen durch den proximalen Abschnitt des Ankers 300 in dessen Zwischenabschnitt. Dies hilft, es dem proximalen Abschnitt des Ankers 300 zu erlauben, nach innen zu komprimieren. Die Bohrungen 370 und 375 sind andererseits nicht leer, sondern enthalten vielmehr die Naht 365. Trotzdem helfen die Bohrungen 370 und 375 auch, es dem proximalen Abschnitt des Ankers zu erlauben, nach innen zu komprimieren, da die Bohrungen 370 und 375 im Durchmesser größer als die Naht 365 sind und da die Naht allgemein aus einem gewebten Material gebildet ist, sodass sie radial komprimiert werden kann.
Sobald das proximale Ende des Ankers den Außenabschnitt 227 des Loches durchläuft und in den Innenabschnitt 228 eintritt, kehrt der proximale Abschnitt des Ankers elastisch zu seiner ursprünglichen Form zurück. Da die ursprüngliche Form des Ankers zu groß ist, um den Außenabschnitt 227 des Knochenloches zu durchlaufen, verankert daher der Anker die Naht effektiv und fest innerhalb des Knochens. Danach kann der Inserter 500 entfernt werden, wobei die freien Enden der Naht 365, die aus dem Loch heraus verlaufen, zurückgelassen werden. Die Naht kann dann dazu verwendet werden, um Gewebe (oder irgendein anderes Objekt an dem Knochen) zu befestigen.
In obiger Hinsicht ist es wünschenswert, dass (a) die Antriebsstange 510 Kraft auf möglichst viel des proximalen Endes des Ankers ausübt und (b) das Nahtmaterial während des Einsetzens des Ankers nicht abgequetscht bzw. abgedrückt oder beschädigt wird. Das Ausüben der treibenden Kraft auf möglichst viel des proximalen Endes des Ankers hilft, den Anker vor einem Abkommen von der Längsachse des Außenabschnitts 227 des Loches während des Einsetzens zu bewahren. Deshalb wird jede der Ecken des großen proximalen Endes des Ankers dazu tendieren, im Wesentlichen gleichmäßig nach innen auszulenken, und der Anker wird nicht dazu tendieren, sich zu verdrehen und in dem Außenabschnitt 227 des Loches während des Einsetzens steckenzubleiben. Um dies zu bewerkstelligen, hat die längliche Spitze der Antriebsstange typischerweise einen in Querrichtung verlaufenden Querschnitt der selben Form, der jedoch geringfügig kleiner als der in Querrichtung verlaufende Querschnitt des Außenbereiches 227 des Loches ist. Um die Nähte jedoch zu schützen, weist der längliche Spitzenabschnitt der Antriebsstange auch ein Paar gegenüberliegender Nuten 580 in seiner Außenfläche auf. Diese Nuten sind ausgelegt, die freien Enden der Naht aufzunehmen, die von dem Anker aus verlaufen, während die längliche Spitze der Antriebsstange innerhalb des Außenabschnitts des Knochenlochs angeordnet ist.
In der vorangegangenen Beschreibung des Ankers 300 wird das proximale Ende 326 des Ankers als im Wesentlichen rechteckig beschrieben, mit vier Ecken 385, 390, 395 und 400, und wobei eine der Bohrungen 370, 375, 415 und 420 neben einer der Ecken 385, 390, 395 und 400 positioniert ist. Das proximale Ende 326 des Ankers 300 könnte jedoch ebenfalls mit einer anderen polygonalen Form gebildet sein, z. B. im Wesentlichen dreieckig, wobei in diesem Fall nur drei Ecken vorgesehen sein würden und nur ein Loch 415, 420 vorgesehen sein würde zusätzlich zu den zwei Nahtlöchern 370, 375. Alternativ könnte das proximale Ende 326 des Ankers 300 mit einer pentagonalen bzw. fünfeckigen Form gebildet sein bzw. werden, d. h. mit fünf Ecken, wobei in diesem Fall drei Löcher 415, 420 vorgesehen sein würden, zusätzlich zu den zwei Nahtlöchern 370, 375; oder das proximale Ende 326 des Ankers 300 könnte in einer hexagonalen Form gebildet sein, wobei in diesem Fall vier Löcher 415, 420 vorgesehen sein würden zusätzlich zu den zwei Nahtlöchern 370, 375 usw. Vorzugsweise gibt es exakt so viele Löcher 370, 375, 415 und 420 wie es Ecken an dem proximalen Ende 326 des Ankers 300 gibt, wobei ein Loch mit jeder Ecke ausgerichtet ist. Auf diese Art und Weise wird entsprechender Raum innerhalb des Körpers des Ankers bereit gestellt, in welchen hinein sich die Ecken während des Einführens radial biegen können, um so den Körper des Ankers vor einer permanenten longitudinalen Deformation während des Einsetzens zu bewahren.
Es wird auch in Betracht gezogen, dass das proximale Ende 326 des Ankers 300 mit einer nicht-polygonalen Form gebildet werden könnte, z. B. kreisförmig oder elliptisch, wobei in diesen Fällen eine entsprechende Anzahl an Löchern 415, 420 indem Anker zusätzlich zu den zwei Nahtlöchern 370, 375 gebildet werden.
Es sollte auch verstanden werden, dass die Schneidnut 175 von dem Bohrer 100 weggelassen werden könnte, falls dies gewünscht ist.
Weiterhin sollte verstanden werden, dass, falls gewünscht, der Bohrer 100 aus dem Bohrloch entfernt werden könnte, während er noch rotiert.
Es sollte auch verstanden werden, dass das hinterschnittene Loch in dem Knochen oder einem anderen Werkstück unter Verwendung eines anderen Geräts als des Bohrers 100 gebildet werden könnte.
Ebenso könnte der Anker 300 in den Knochen oder das andere Werkstück unter Verwendung einer anderen Vorrichtung als der Insertervorrichtung 500 eingesetzt werden.
Damit wurde als Beispiel eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei zahlreiche Modifikationen, Variationen, Veränderungen und ähnliches den Fachleuten begegnen werden. Es ist daher beabsichtigt, dass die obenstehende Beschreibung lediglich als Erläuterung für die vorliegende Erfindung angesehen wird und dass die Erfindung lediglich durch die beiliegenden Ansprüche begrenzt ist.

Claims

Anker (300) zum Befestigen eines Längenabschnittes aus schnurähnlichem Material in einem hinterschnittenen Loch in einem Werkstück, mit: einem Körper (305) aus elastischem Material mit einer Längsachse (380), einem distalen Ende (310), einem distalen Abschnitt (325) nahe dem distalen Ende, einem proximalen Ende (326), einem proximalen Abschnitt (327) nahe dem proximalen Ende und einem Zwischenabschnitt (330), der den distalen Abschnitt mit dem proximalen Abschnitt (327) verbindet; wobei der Zwischenabschnitt (330) einen in Querrichtung verlaufenden Querschnitt aufweist, der dazu ausgelegt ist, in den in Querrichtung kleinsten Querschnitt des hinterschnittenen Loches in dem Werkstück zu passen; wobei das proximale Ende (326) radial nach außen von dem in Querrichtung verlaufenden Querschnitt des Zwischenabschnitts (330) vorragt; wobei der proximale Abschnitt (327) sich einwärts und in distaler Richtung vom proximalen Ende (326) aus verjüngt, um mit dem Zwischenabschnitt (330) glatt zusammenzupassen; wobei der Körper erste und zweite Bohrungen (370, 375) aufweist, die zur Aufnahme eines Längenabschnitts des schnurähnlichen Materials dort hindurch ausgelegt sind; dadurch gekennzeichnet, dass das proximale Ende eine im Wesentlichen polygonale Fläche ausbildet; der distale Abschnitt (325) vom Zwischenabschnitt aus zum distalen Ende (310) nach innen und in distaler Richtung gebogen ist, und das distale Ende (310) eine gekrümmte Fläche ausbildet, die mit dem distalen Abschnitt (325) glatt zusammenpasst; der distale Abschnitt (325) und das distale Ende (310) zusammen eine im Wesentlichen U-förmige Nut ausbilden, die von einem ersten Nutende (340) aus, das nahe dem Zwischenabschnitt (330) und in Ausrichtung mit einer Ecke des proximalen Endes (326), das eine im Wesentlichen polygonale Fläche bildet, angeordnet ist, bis zu einem zweiten Nutende (355) verläuft, das nahe dem Zwischenabschnitt (330) und in Ausrichtung mit einer anderen Ecke des proximalen Endes angeordnet ist; die Nut (335) zur Aufnahme eines Längenabschnitts des schnurähnlichen Materials (365) ausgelegt ist; die erste Bohrung (370) von einem ersten Nutende (340) aus zum proximalen Ende des Ankers parallel zur Längsachse (380) verläuft; die zweite Bohrung (375) von dem zweiten Nutende (355) aus zum proximalen Ende (326) des Ankers parallel zur Längsachse (380) verläuft; und eine dritte Bohrung (415) in das proximale Ende (326) des Ankers nahe einer weiteren seiner Ecken verläuft, wobei die dritte Bohrung (415) ebenfalls parallel zur Längsachse (380) verläuft und sich durch wenigstens den proximalen Abschnitt (327) des Ankers hindurch erstreckt.
Anker nach Anspruch 1, bei dem der Anker ferner eine vierte Bohrung (420) aufweist, die in das proximale Ende des Ankers nahe einer weiteren seiner Ecken hinein verläuft und ebenfalls parallel zur Längsachse (380) verläuft und sich durch wenigstens den proximalen Abschnitt (327) des Ankers hindurch erstreckt.
Anker nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem ein besagter Längenabschnitt aus schnurähnlichen Material (365) angeordnet ist, der sich durch wenigstens die erste Bohrung (370) hindurch, durch die Nut (335) und zurück durch die zweite Bohrung (375) hindurch erstreckt.