DE19613078A1 - Prothesenteil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Prothesenteil zum Implantieren in das dem Hüftgelenk benachbarte Ende eines Oberschenkel­ knochens gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 6.

Ein derartiges Prothesenteil ist in der DE 37 07 518 A1 beschrieben.

Nach dem Implantieren eines solchen Prothesenteiles wächst Spongiosa zwischen die Verankerungspfeiler der Käfigstruktur, wodurch der Verankerungsabschnitt des Prothesenteiles dynamisch und fest mit dem Ende des Oberschenkelknochens verbunden wird. Derartige zement­ frei implantierbare Prothesenteile sind nach dem Ein­ heilen in den Knochen so fest mit dem Knochen verbun­ den, daß eine etwa wieder notwendig werdende Entfer­ nung oft das Öffnen der dem Verankerungsabschnitt be­ nachbarten Abschnitte der Corticalis des Knochens not­ wendig macht.

Durch die vorliegende Erfindung soll ein Prothesenteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebil­ det werden, daß ein Wiederentfernen des Prothesenteiles aus dem Oberschenkenknochen ohne Entfernen von Teilen der Corticalis möglich ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Pro­ thesenteil mit den im Anspruch 1 bzw. 6 angegebenen Merkmalen.

Bei dem erfindungsgemäßen Prothesenteil sind Durchgänge vorhanden oder durch Entfernen von unter Einziehun­ gen liegenden Materialstegen oder durch Freibohren der Tragplatte leicht schaffbar, durch welche ein Meißel oder ein schlanker Fräser durchgeführt werden kann. Auf diese Weise kann in dem der Corticalis benachbarten Abschnitt der Spongiosa ein Schlitz erzeugt werden, wodurch der Zusammenhalt zwischen der in die Käfigstruktur eingewach­ senen Spongiosa und der Corticalis geschwächt wird. Die durch den Meißel bzw. den Fräser nicht entfernbaren Spongiosabrücken zur Corticalis können dann durch mecha­ nische Belastung des Prothesenteiles (z. B. Schlag und/ oder Verdrehen unter hoher Krafteinwirkung) aufgebrochen werden. Danach kann das Prothesenteil aus dem Knochen herausgenommen werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unter­ ansprüchen angegeben.

Bei einem Prothesenteil gemäß Anspruch 2 ist das einge­ wachsene Spongiosavolumen auf den beiden Hauptflächen von der Corticalis des Knochens trennbar.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 erlaubt es, einen Schnitt im Spongiosavolumen zu erzeugen, der sich praktisch über die gesamte Kontaktfläche zur Cor­ ticalis erstrecken kann. Auf diese Weise läßt sich das Prothesenteil auf einfache Weise entfernen.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 ist im Hinblick auf ein besonders rasches Öffnen der Ein­ drückung von Vorteil, wobei durch die nur geringe Tiefe aufweisenden Eindrückungen eine sichere und belastungs­ fähige Verbindung des Randes des Plattenabschnittes mit dem Inneren des Plattenabschnittes gewährleistet ist. In den nur geringe Tiefe aufweisenden Eindrückun­ gen kann der Materialsteg durch einen Fräser entfernt werden, wobei die Wände der Eindrückung als Führung für den Fräser dienen können.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 er­ laubt es, den Anstellwinkel des in einen Durchbruch oder eine geöffnete Eindrückung eingeführten Meißel oder Fräser zu variieren.

Bei einem Prothesenteil gemäß Anspruch 7 läßt sich ein Bohrer zum Freibohren der Ansatzpunkte der Verankerungs­ pfeiler der Käfigstruktur einfach und genau auf die Achse eines Verankerungspfeilers ausrichten.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungs­ beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine seitliche Ansicht eines Prothesenteiles für ein künstliches Hüftgelenk;

Fig. 2 eine Aufsicht auf die rechte Seite des in Fig. 1 gezeigten Prothesenteiles;

Fig. 3 einen transversalen Schnitt durch eine Ein­ drückung, die in einem randnahen Bereich eines Plattenabschnittes eines abgewandelten Prothe­ senteiles vorgesehen ist;

Fig. 4 einen longitudinalen Schnitt durch die Ein­ drückung, die in einem randnahen Bereich eines Plattenabschnittes des abgewandelten Prothe­ senteiles nach Fig. 3 vorgesehen ist;

Fig. 5 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 4, in welcher jedoch eine Eindrückung mit kleiner Tiefe wiedergegeben ist;

Fig. 6 eine Aufsicht auf den Plattenabschnitt eines weiter abgewandelten Prothesenteiles, welches im Randbereich des Plattenabschnittes mit einer Aufeinanderfolge von Eindrückungen unter­ schiedlicher Tiefe versehen ist; und

Fig. 7 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1, in welcher ein weiter abgewandeltes Prothesenteil gezeigt ist.

In Fig. 1 ist insgesamt mit 10 ein Prothesenteil bezeich­ net, welches zur Implantation in das gestrichelt angedeu­ tete obere Ende eines Oberschenkelknochens 12 dient. Hierzu wird der die Gelenkkugel tragende obere Abschnitt des Oberschenkelknochens 12 reseziert und im Oberschenkelkno­ chen eine Ausnehmung 14 erzeugt, die der lichten Außenkon­ tur des Prothesenteiles 10 entspricht.

Das Prothesenteil 12 hat eine Tragplatte 16, die einen horizontalen Plattenabschnitt 18 und einen schräg nach oben zum Trochanter maior ansteigenden Plattenabschnitt aufweist. An den Plattenabschnitt 18 ist ein schräg nach oben ansteigender Tragzapfen 22 angeformt, auf welchen eine gestrichelt angedeutete Gelenkkugel 24 aufsetzbar ist.

An die Unterseite der Tragplatte 16 ist eine insgesamt mit 26 bezeichnete Käfigstruktur angegossen. Diese Käfig­ struktur besteht aus vier gekrümmten longitudinalen Verankerungspfeiler 28, 30, 32, 34, die im wesentlichen die Form einer gekrümmten Pyramide mit rechteckigem transversalem Querschnitt vorgeben. Vom oberen Ende des Plattenabschnittes 18 gehen zwei gekrümmte weitere Veran­ kerungspfeiler 36, 38 aus, deren Gestalt dem Trochanter maior des Oberschenkelknochens (Femur) angepaßt ist und welche kleineren Abstand voneinander haben als die benach­ barten Verankerungspfeiler 32 und 34.

Im Inneren der durch die Verankerungspfeiler 28-38 vorge­ gebenen lichten Kontur der Käfigstruktur 26 sind weitere Verankerungspfeiler vorgesehen, die in schrägen Richtungen zwischen den Verankerungspfeilern 28-38 verlaufen. Hiervon sind drei solcher Versteifungspfeiler 40, 42, 44 gezeigt.

Die Verankerungspfeiler und die Versteifungspfeiler haben jeweils einen zylindrischen Kern 46 mit axial beab­ standeten Verankerungsbunden 48.

Typischerweise haben die Kerne 46 der Verankerungspfeiler einen Durchmesser von 2,0-4,5 mm, die Durchmesser der Verankerungsbunde sind jeweils etwa 0,8-1,5 mm größer als der Durchmesser der Kerne. Die axiale Erstreckung der Verankerungsbunde beträgt etwa 0,6-1,2 mm, ihr Abstand voneinander etwa 3-6 mm.

Für die Versteifungspfeiler können die Kerne einen Durch­ messer von etwa 1,5-3 mm haben, die Durchmesser der Verankerungsbunde etwa 0,6-1,2 mm größer sein als der Kerndurchmesser, und die axiale Abmessung der Veranke­ rungsbunde kann etwa 0,5-1 mm betragen, ihr axialer Abstand etwa 2-4 mm.

An das untere Ende der Käfigstruktur 26 ist ein Schaft­ abschnitt 50 angegossen. Dieser hat einen olivenförmigen Endabschnitt 52. Durch das Innere des Schaftabschnittes 50 erstreckt sich eine Bohrung 54.

Zum Implantieren des oben beschriebenen Prothesenteiles wird das Ende des Oberschenkelknochens wie oben beschrie­ ben reseziert, wobei der obere Rand der Corticalis eine der Randkontur der Tragplatte 16 entsprechende Kontur erhält. Das aus dem Knochenende bei der Herstellung der Ausnehmung 14 entfernte Knochenmaterial wird in einer Knochenmühle gemahlen und in die Käfigstruktur 26 eingefüllt. Die Außenfläche des Schaftabschnittes 50 wird mit einem Zement bestrichen. Das Prothesenteil 10 wird dann in das Ende des Oberschenkelknochens 12 eingesetzt, so daß die Tragplatte 16 nun einen neuen oberen Abschluß für den Knochen bildet. Das Prothesen­ teil 10 wird dann mit Draht vorläufig fixiert.

Nach Aushärten des Zementes ist das Prothesenteil 10 teilbelastbar mit dem oberen Ende des Oberschenkelkno­ chens verbunden. Im weiteren Heilungsprozeß wächst die gemahlene Spongiosa zusammen und füllt die Käfigstruk­ tur aus, wobei sie zugleich gegen die Corticalis und auf dieser verbliebene Spongiosareste aufwächst.

Alternativ kann man den Schaftabschnitt 50 auch nicht mit Zement beschichten, was im Hinblick auf ein leichteres späteres Wiederentfernen des Prothesenteiles vorteilhaft ist.

Nach Abschluß des Heilungsprozesses hat man somit eine Klebeverbindung zwischen der Außenfläche des Schaft­ abschnittes 50 und der Corticalis des Oberschenkelkno­ chens, während man im Bereich der Käfigstruktur 26 ein durchgehendes Spongiosavolumen hat, welches um die Käfig­ struktur 26 herumgewachsen ist.

Nach dem Einwachsen der Spongiosa in die Käfigstruktur 26 hat man eine sehr feste und belastungsfähige Verbin­ dung zwischen dem Oberschenkelknochen und dem Prothesen­ teil. Müßte das Prothesenteil einmal wieder aus irgend einem Grunde aus dem Oberschenkelknochen entfernt werden, würde dies wahrscheinlich notwendig machen, einen Teil der die Käfigstruktur 26 umgebenden Corticalis zu ent­ fernen und durch das so geschaffene Fenster mit einem Meißel die Käfigstruktur 26 wieder freizustemmen. Dies würde die Wahlmöglichkeiten für ein Ersatz-Prothesenteil erheblich einschränken, insbesondere den Ersatz durch ein einzuzementierendes Prothesenteil ausschließen.

Um ein Freistemmen der Käfigstruktur 26 ohne Erzeugen eines Fensters in der Spongiosa zu ermöglichen, sind in dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Prothesenteil in der Nachbarschaft der Längsränder der Tragplatte 16 langgestreckte Durchbrechungen 60, 62 vorgesehen.

Durch diese hindurch kann nach dem Einheilen des Pro­ thesenteiles 10 ein dünner schlanker Meißel hindurch­ geführt werden, um jeweils eine der beiden Hauptflä­ chen der Käfigstruktur 26 freizustemmen. Nach einem solchen Freistemmen der Käfigstruktur 26 verbleiben Spongiosabrücken, über welche die Käfigstruktur mit der Corticalis verbunden bleibt, in der Nachbarschaft der oberen Ecken der Tragplatte 16 und bei den Schmal­ seiten der Käfigstruktur. Diese verbleibenden Brücken können durch Drehen des Prothesenteiles 10 um die Ach­ se der Ausnehmung 14 und/oder durch Ausüben harter Schläge auf die Tragplatte 10 aufgebrochen werden.

Wünscht man, daß die Tragplatte 16 normalerweise das obere Ende des Oberschenkelknochens 12 vollständig ver­ schließt, soll aber trotzdem ein Zugang zu den beiden Hauptflächen der Käfigstruktur 26 möglich sein, kann man gemäß Fig. 3 und 4 anstelle von Durchbrechungen mit Einziehungen 64 der Tragplatte 16 arbeiten, welche in Auf­ sicht gesehen die gleiche Geometrie haben wie die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Durchbrechungen 60, 62.

Die Einziehungen 64 haben jedoch eine dünne Bodenwand 66, die die gewünschte Sperrwirkung haben, andererseits aber mechanisch durch den zum Freistemmen der Käfig­ struktur 26 dienenden Meißel leicht zerstört werden können.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind die seitlichen Wände der Einziehungen 64 bzw. der hieraus später geschaffenen Durchbrechungen oder schon von Anfang an vorhandener Durchbrechungen konvex, wie bei 68 dargestellt. Dies erlaubt es, den zum Freistemmen der Käfigstruktur 26 verwendeten Meißel oder Fräser auch in zur Längsrichtung der Einziehung oder Durchbrechung senkrechter Richtung zu neigen.

In weiterer Abwandlung kann man gemäß Fig. 5 solche Einziehungen verwenden, bei welchen die Bodenwand 66 einen nennenswerten Teil der Dicke der Tragplatte 16 ausmacht, so daß die Einziehungen 64 die mechanische Festigkeit des Randbereiches der Tragplatte 16 nicht nachteilig beeinflussen. Diese Ausbildung der Einzie­ hungen 64 erlaubt es, mehrere solcher Einziehungen längs des Randes der Tragplatte 16 zu verteilen, wodurch man einen größeren Teil der Grenzfläche zwischen Käfig­ struktur 26 und Corticalis des Oberschenkelknochens 12 zugänglich macht. Bei einer derartigen Ausbildung der Einziehungen 64 erfolgt das Entfernen der Boden­ wand 66 durch einen Fräser geeigneter Breite, wobei dieser Fräser durch die Wände der Einziehung 64 para­ llel zum Rand der Tragplatte 16 geführt ist.

In weiterer Abwandlung der Erfindung kann man gemäß Fig. 6 auf der Oberseite der Tragplatte 16 eine dem Rand durchgehend folgende Anordnung von Einziehungen 64a und 64b vorsehen, deren Bodenwände 66a bzw. 66b dünn bzw. dick sind. Man kann dann die Bodenwand der gesamten Einziehungsanordnung rasch durch einen wie­ derum parallel zum Rand der Tragplatte 16 durch die Wände der Einziehungen zwangsgeführten Fräser öffnen, hat aber unter Gebrauchsbedingungen eine durch die Bodenwände 66b gebildete Arme sehr belastungsfähige Verbindung zwischen dem Rand der Tragplatte 16 und deren Hauptabschnitt.

Bei dem Prothesenteil 10 nach Fig. 7 sind alle Fußpunkte von Verankerungspfeilern, die von der Tragplatte 16 aus­ gehen durch eine kegelige Markierung 70 auf der Oberseite der Tragplatte 16 markiert. Diese Markierungen dienen zu­ gleich als Zentrierlöcher für die Spitze eines Bohrers, mit welchem das über diesen Verankerungspfeilern liegende Material der Tragplatte weggebohrt werden kann. Erfolgt dies bei allen der Verankerungspfeiler, kommt die Tragplatte 16 von der Käfigstruktur frei (beim Bohren durch Verlauf des Bohrers etwa stehenbleibende dünne Materialstege können gebrochen werden), so daß diese einfach aus der Ausnehmung 14 herausgemeißelt oder herausgefräst werden kann.

Claims (7)

1. Prothesenteil mit einem in eine Knochenausnehmung (14) einführbaren Verankerungsabschnitt (26, 50), welcher zumindest teilweise als Käfigstruktur (26) aus­ gebildet ist, mit einem Plattenabschnitt (16), der in seitlicher Richtung über den Verankerungsabschnitt (26, 50) übersteht, und mit einem Tragabschnitt (22) für ein Gelenkteil (24), dadurch gekennzeichnet, daß der Platten­ abschnitt (16) mit mindestens einem Durchbruch (60, 62) oder mindestens einer Einziehung (64) versehen ist, durch welche(n) ein Werkzeug, z. B. ein Meißel oder Fräser einführbar ist.

2. Prothesenteil nach Anspruch 1, wobei der Platten­ abschnitt (16) in Aufsicht gesehen im wesentlichen rechteckige Randkontur hat, dadurch gekennzeichnet, daß beide Längsseiten des Randes des Plattenabschnittes (18) mit jeweils mindestens einem Durchbruch (60, 62) und/oder mindestens einer Einziehung (64) versehen ist.

3. Prothesenteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Plattenabschnitt (16) in seinem Randbereich eine umlaufende Anordnung von Einziehungen (64a, 64b) aufweist.

4. Prothesenteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einziehungsanordnung (64a, 64b) eine Aufeinanderfolge von Einziehungen (64a, 64b) unterschied­ licher Tiefe aufweist.

5. Prothesenteil nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Ränder der Durch­ brüche (60, 62) und/oder der Einziehungen (64) konvex gekrümmt sind.

6. Prothesenteil mit einem in eine Knochenausnehmung (14) einführbaren Verankerungsabschnitt (26, 50), welcher zumindest teilweise als Käfigstruktur (26) aus­ gebildet ist, mit einem Plattenabschnitt (16), der in seitlicher Richtung über den Verankerungsabschnitt (26, 50) übersteht, und mit einem Tragabschnitt (22) für ein Gelenkteil (24), dadurch gekennzeichnet, daß der Platten­ abschnitt (16) auf seiner Oberseite mit Markierungen (70) versehen ist, die jeweils mit einem Tragplatten-Anbrin­ gungspunkt eines Verankerungspfeilers (28 bis 34) der Käfigstruktur (26) fluchten.

7. Prothesenteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Markierungen durch Vertiefungen (70) gebildet sind, die Zentriermittel für eine Bohrer­ spitze bilden.