DE3917285A1

DE3917285A1 - Shoulder prosthesis - has condyle and acetabulum made of specified material

Info

Publication number: DE3917285A1
Application number: DE3917285A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Roth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-05-27
Filing date: 1989-05-27
Publication date: 1990-11-29

Abstract

A shoulder prosthesis replaces the condyle (12) of the upper arm bone (10) and the acetabulum of the shoulder blade by a cup (40). The condyle (12) is made of Ti or of a Ti alloy and the element (40) is made of plastic material, pref. RCH100 CHIRULEN (RTM). The part-spherical contact surface (18) of the condyle is matched to the contact face (42) of the acetabulum. The bolt element (16) has a blind hole (26) with a female thread (28) for the bolt (30) with head (32). The opening angle of the surface (42) from the centre of curvature (20) is max. 180 deg. Both elements (12, 14), the bolt (30, 32), the sleeve (34) and the studs (46) are coated with a ceramic bone substitute, pref. hydroxyl apatite. ADVANTAGE - This shoulder prosthesis resembles the Oxford knee prosthesis in its function; it corresponds to the movements of the natural shoulder and simplifies the implantation.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schulterprothese mit einem die Gelenkkugel des Oberarmknochens ersetzenden Gelenkelement und einem die Gelenkpfanne des Schulterblattes ersetzenden Pfannenelement, wobei das Gelenkelement eine konvexe teilkugelförmige Gelenkberührungsfläche aufweist, die an die konkave teilkugelförmige Gelenkberührungsfläche des Pfannenelementes bezügliche Krümmungsradius angepaßt ist.The invention relates to a shoulder prosthesis with a Joint ball of the humerus replacing joint element and one replacing the socket of the shoulder blade Pan element, the hinge element being a convex has part-spherical joint contact surface which to the concave part-spherical joint contact surface of the Pan element is adjusted relative radius of curvature.

Eine derartige Schulterprothese ist bspw. aus dem Firmenprospekt 1982 OEC Internatiional, A-41, ALIVIUM Total Shoulder Replacements, Stanmore Total Shoulder, bekannt. Bei dieser bekannten Schulterprothese handelt es sich um eine Modifikation bekannter Hüftgelenkprothesen, wobei sich durch das lanzenartige Befestigungsteil, das mit dem Gelenkelement einstückig verbunden ist, und das im Oberarmknochen fixiert wird, ein gewisser Herstellungsaufwand sowie ein nicht unerheblicher Implantationsaufwand ergibt.Such a shoulder prosthesis is, for example, from the Company brochure 1982 OEC Internatiional, A-41, ALIVIUM Total Shoulder Replacements, Stanmore Total Shoulder. At this known shoulder prosthesis is a Modification of known hip prostheses, whereby by the lance-like fastening part that with the joint element is connected in one piece, and fixed in the humerus is, a certain manufacturing effort and not insignificant implantation effort results.

In der Kniegelenk-Prothetik ist u.a. ein sog. Oxford-Kniegelenk bekannt, das in seiner Bewegungsfunktion ein natürliches Kniegelenk gut annähert.In knee prosthetics, i.a. a so-called Oxford knee joint known that in its movement function a natural Knee joint approximates well.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schulterprothese der eingangs genannten Art zu schaffen, die bezüglich ihrer Bewegungsfunktion ähnlich wie ein Oxford-Kniegelenk funktioniert, d.h. die einen Bewegungsablauf besitzt, welcher dem Bewegungsablauf eines natürlichen Schultergelenkes ohne große Einschränkungen entspricht, und deren Implantation einfach möglich ist.The invention has for its object a shoulder prosthesis of the type mentioned at the outset, with regard to their Movement function similar to an Oxford knee joint works, i.e. which has a sequence of movements, which the course of movement of a natural shoulder joint without big restrictions, and their implantation is easily possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die teilkugelförmige konvexe Gelenkberührungsfläche des Gelenkelementes an einem Kappenelement vorgesehen ist, das einen Öffnungswinkel aufweist, der kleiner oder höchstens gleich 180 Winkelgrad beträgt, daß vom Kappenelement auf der von seiner Gelenkberührungsfläche abgewandten Seite ein Bolzenelement wegsteht, das mit einem von der vom Kappenelement entfernten Stirnfläche ausgehenden Sackloch ausgebildet ist, das einen Innengewindeabschnitt aufweist, daß in das mit dem Innengewindeabschnitt versehene Sackloch zur Fixierung des Gelenkelementes am Oberarmknochen ein Schraubelement einschraubbar ist, das einen Kopf aufweist, und daß die konkave teilkugelförmige Gelenkberührungsfläche des Pfannenelementes von ihrem Krümmungsmittelpunkt ausgehend einen Öffnungswinkel aufweist, der kleiner als 180 Winkelgrad ist.This object is achieved in that the Partially spherical convex joint contact surface of the Joint element is provided on a cap element, the has an opening angle that is smaller or at most is equal to 180 degrees that from the cap element on the from its side facing away from the joint contact surface Bolt element protrudes with one of the cap element distal end face is formed blind hole, which has an internal thread section that in the with Internal threaded section provided blind hole for fixing the Joint element on the humerus a screw element is screwed, which has a head, and that the concave part-spherical joint contact surface of the Pan element starting from their center of curvature has an opening angle that is less than 180 degrees is.

Durch eine solche Ausbildung der Schulterprothese, d.h. des Gelenkelementes und des mit dem Gelenkelement gelenkig verbundenen Pfannenelementes ergibt sich zwischen den zuletzt genannten Elementen ein Bewegungsablauf, der dem Bewegungsablauf eines natürlichen Schultergelenkes weitestgehend entspricht. Durch die Ausbildung des Gelenkelementes mit einem Bolzenelement und durch die Möglichkeit, mit dem Bolzenelement ein Schraubelement mechanisch fest zu verbinden, ist es vergleichsweise einfach möglich, das Gelenkelement mit einem entsprechend vorbereiteten Oberarmknochen mechanisch fest zu verbinden. Dabei besteht sowohl die Möglichkeit, die Schulterprothese einzuzementieren, als auch die Möglichkeit, die Schulterprothese zementfrei zu implantieren.Such a design of the shoulder prosthesis, i.e. of Joint element and the articulated with the joint element connected pan element results between the last elements mentioned a movement that the Sequence of movements of a natural shoulder joint largely corresponds. By training the Joint element with a bolt element and through Possibility of a screw element with the bolt element it is comparatively easy to connect mechanically possible, the joint element with a suitably prepared Connect the upper arm bones mechanically. There is both the possibility of cementing the shoulder prosthesis, as well as the option of cementing the shoulder prosthesis without cement implant.

Das Kappenelement der erfindungsgemäßen Schulterprothese weist vorzugsweise einen mindestens annäherend kreisförmigen Umfangsrand auf. Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn das Pfannenelement der Schulterprothese einen abgerundet eckigen Umfangsrand aufweist. Durch eine solche Ausbildung ergibt sich für die Schulterprothese bei einem kleinen Platzbedarf eine gute Beweglichkeit. Der Umfangsrand des Pfannenelementes ist zu diesem Zwecke vorzugsweise abgerundet rechteckig ausgebildet.The cap element of the shoulder prosthesis according to the invention has preferably an at least approximately circular Peripheral edge. It has proven to be useful if that Cup element of the shoulder prosthesis has a rounded square Has peripheral edge. Such training results in for the shoulder prosthesis with a small space requirement good mobility. The peripheral edge of the pan element is closed this purpose preferably rounded rounded rectangular.

Bei der erfindungsgemäßen Schulterprothese besteht das Gelenkelement vorzugsweise aus Titan oder aus einer Titanlegierung. Das Pfannenelement besteht vorzugsweise aus Kunststoffmaterial. Bei dem Kunststoffmaterial handelt es sich vorzugsweise um RCH 100 Chirulen.In the shoulder prosthesis according to the invention that is Articulated element preferably made of titanium or one Titanium alloy. The pan element preferably consists of Plastic material. The plastic material is preferably around RCH 100 chirules.

Um eine direkte Anlage des Kopfes des Schraubelementes am Oberarmknochen zu vermeiden, ist vorzugsweise zwischen dem Kopf des Schraubelementes und der Stirnfläche des vom Kappenelement wegstehenden Bolzenelementes ein Beilageelement vorgesehen. Dieses Beilageelement besteht vorzugsweise aus Kunststoffmaterial. Bei diesem Kunststoffmaterial kann es sich um das gleiche Kunststoffmaterial handeln, wie es für das Pfannenelement zur Anwendung gelangt. Selbstverständlich kann das Beilageelement auch aus einem anderen Kunststoffmaterial bestehen.To direct the head of the screw element on Avoiding humerus is preferably between the head the screw element and the end face of the cap element protruding bolt element an insert element intended. This insert element preferably consists of Plastic material. This plastic material can the same plastic material as it is for the Pan element is used. Of course you can the insert element also from a different plastic material consist.

Zur Befestigung des Pfannenelementes am Schulterblatt weist das Pfannenelement vorzugsweise an der von seiner Gelenkberührungsfläche abgewandten Rückseite mindestens ein Befestigungselement auf. Dieses mindestens eine Befestigungselement kann stiftförmig ausgebildet sein. Das/Jedes Befestigungselement kann mit dem Pfannenelement unlösbar verbunden sein, es ist jedoch auch möglich, daß das Befestigungselement zur loslösbaren Befestigung des Pfannenelementes vorgesehen ist. Bei der zuletzt genannten Ausbildung der erfindungsgemäßen Schulterprothese ist es möglich, das einzementierte oder zementfrei implantierte Befestigungselement im Schulterblattknochen zu belassen und nur das Pfannenelement gegen ein neues Pfannenelement auszutauschen, wenn dieses nach einer langen Standzeit abgenutzt ist. Ein Befestigungselement der zuletzt genannten Art wird als sog. Inlay bezeichnet.For attaching the socket element to the shoulder blade, the Pan element preferably on that of its At least one rear side facing away from the joint contact surface Fastener on. This at least one Fastening element can be designed in the form of a pin. The / each fastener can be used with the pan element be inextricably linked, but it is also possible that the Fastening element for detachable fastening of the Pan element is provided. With the latter It is the formation of the shoulder prosthesis according to the invention possible, the cemented or implanted without cement To leave fastener in the shoulder blade bone and only the pan element against a new pan element replace if this after a long standstill is worn out. A fastener of the latter Art is referred to as a so-called inlay.

Um die Verankerung des Gelenk- bzw. Pfannenelementes mit dem zugehörigen Knochen weiter zu verbessern, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Gelenkelement und/oder das Pfannenelement mindestens teilweise mit einem keramischen Knochenersatzmaterial beschichtet ist/sind. Desgleichen kann es zweckmäßig sein, wenn das Schraubelement und/oder das Beilageelement und/oder das/jedes Befestigungselement mindestens teilweise mit einem keramischen Knochenersatzmaterial beschichtet ist/sind. Bei diesem Knochenersatzmaterial handelt es sich vorzugsweise um Hydroxylapatit. To anchor the joint or socket element with the associated bone to improve further, it has proven to be proved to be advantageous if the joint element and / or the Pan element at least partially with a ceramic Bone replacement material is / are coated. It can do the same be expedient if the screw element and / or the Insert element and / or the / each fastener at least partially with a ceramic Bone replacement material is / are coated. With this Bone replacement material is preferably Hydroxyapatite.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles des Gelenkelementes und zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele des zum Gelenkelement zugehörigen Pfannenelementes der erfindungsgemäßen Schulterprothese. Es zeigt:Further details, features and advantages result from the following description of one in the drawing illustrated embodiment of the joint element and two shown in the drawing embodiments of the the pan element belonging to the joint element shoulder prosthesis according to the invention. It shows:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Gelenkelement, durch das mit dem Gelenkelement mechanisch fest verbundene Schraubelement und durch das Beilageelement an einem abschnittweise mit einer dünnen Linie angedeuteten Oberarmknochen, Fig. 1 shows a longitudinal section through the joint member through which, with the hinge element mechanically fixedly connected by screw element and the insert element at a section by section indicated by a thin line humeral

Fig. 2 eine Ansicht des Gelenkelementes in Blickrichtung des Pfeiles II in Fig. 1, wobei auf die Darstellung des Schraubelementes und des Beilageelementes verzichtet wurde, Fig. 2 is a view of the joint element in the direction of the arrow II in Fig. 1, to dispense with the representation of the screw member and the insert member was,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform des Pfannenelementes, Fig. 3 shows a longitudinal section through an embodiment of the socket element,

Fig. 4 eine Ansicht des Pfannenelementes gem. Fig. 3 in Blickrichtung des Pfeiles IV, Fig. 4 is a view of the pan element acc. Fig. 3 in the direction of the arrow IV,

Fig. 5 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform des Pfannenelementes, Fig. 5 is a partially cutaway side view of a second embodiment of the socket element,

Fig. 6 eine Ansicht des Pfannenelementes gem. Fig. 5 in Blickrichtung des Pfeiles VI, und Fig. 6 is a view of the pan element acc. Fig. 5 in the direction of arrow VI, and

Fig. 7 eine Ansicht des Pfannenelementes gem. Fig. 5 in Blickrichtung des Pfeiles VII. Fig. 7 is a view of the pan element acc. Fig. 5 in the direction of arrow VII.

Fig. 1 zeigt einen Abschnitt eines Oberarmknochens 10 mit einem Gelenkelement 12, das ein Kappenelement 14 und ein mit dem Kappenelement 14 einstückig verbundenes Bolzenelement 16 aufweist. Das Kappenelement 14 ist mit einer konvexen teilkugelförmigen Gelenkberührungsfläche 18 ausgebildet, deren Krümmungsmittelpunkt 20 in der zentralen Längsmittellinie 22 liegt, entlang welcher das Bolzenelement 16 ausgerichtet ist. Das Bolzenelement 16 weist eine Stirnfläche 24 auf, die vom Kappenelement 14 bzw. von der Gelenkberührungsfläche 18 des Kappenelementes 14 entfernt ist. Ausgehend von dieser Stirnfläche 24 erstreckt sich in das Bolzenelement 16 ein Sackloch 26 hinein, das mit einem Innengewindeabschnitt 28 versehen ist. In den Innengewindeabschnitt 28 des Bolzenelementes 16 ist ein Schraubelement 30 mit seinem Außengewindeabschnitt eingeschraubt, das einen Kopf 32 aufweist. Der Kopf 32 kann mit einer (nicht gezeichneten) Innensechskant-Ausnehmung ausgebildet sein. Zwischen dem Kopf 32 und der Stirnfläche 24 des Bolzenelementes 16 des Gelenkelementes 12 ist ein Beilageelement 34 vorgesehen, das an der von der Gelenkberührungsfläche 18 abgewandten Rückseite 36 des Oberarmknochens 10 anliegt. Fig. 1 shows a portion of a humerus 10 with a hinge member 12 having a cap member 14 and an integrally connected to the cap member 14 bolt element 16. The cap element 14 is formed with a convex, partially spherical joint contact surface 18 , the center of curvature 20 of which lies in the central longitudinal center line 22 , along which the bolt element 16 is aligned. The bolt element 16 has an end face 24 which is removed from the cap element 14 or from the joint contact surface 18 of the cap element 14 . Starting from this end face 24 , a blind hole 26 extends into the bolt element 16 and is provided with an internally threaded section 28 . A screw element 30 with its external thread section, which has a head 32 , is screwed into the internal thread section 28 of the bolt element 16 . The head 32 can be formed with a hexagon recess (not shown). Between the head 32 and the end face 24 of the bolt element 16 of the joint element 12 , an insert element 34 is provided which bears on the rear side 36 of the humerus 10 facing away from the joint contact surface 18 .

Wie aus Fig. 2 deutlich ersichtlich ist, weist das Kappenelement 14 des Gelenkelementes 12 einen kreisförmigen Umfangsrand 38 auf, der - wie aus Fig. 1 ersichtlich ist - abgerundet ist. Mit der Bezugsziffer 16 ist auch in Fig. 2 das Bolzenelement bezeichnet, das mit einem Sackloch 26 versehen ist, in welches ein Innengewindeabschnitt 28 vorgesehen ist.As can be clearly seen from FIG. 2, the cap element 14 of the joint element 12 has a circular peripheral edge 38 which - as can be seen from FIG. 1 - is rounded. The bolt element, which is provided with a blind hole 26 into which an internally threaded section 28 is provided, is also designated in FIG. 2 with the reference number 16 .

Fig. 3 zeigt in einem Längsschnitt ein Pfannenelement 40, das mit einer konkaven teilkugelförmigen Gelenkberührungsfläche 42 ausgebildet ist. Der Krümmungsradius der Gelenkberührungsfläche 42 des Pfannenelementes 40 entspricht dem Krümmungsradius der Gelenkberührungsfläche 18 des Gelenkelementes 12 (sh. Fig. 1). Fig. 3 shows a longitudinal section of a socket member 40 which is formed with a concave part spherical articulating contact surface 42. The radius of curvature of the joint contact surface 42 of the socket element 40 corresponds to the radius of curvature of the joint contact surface 18 of the joint element 12 (see FIG. 1).

Von der von der Gelenkberührungsfläche 42 des Pfannenelementes 40 abgewandten Rückseite 44 stehen zwei stiftförmige Befestigungselemente 46 voneinander beabstandet und zueinander parallel ausgerichtet weg, die mit dem Pfannenelement 40 verschraubt sind, was durch die Schraubabschnitte 48 angedeutet ist.From the rear side 44 facing away from the articulation contact surface 42 of the socket element 40 , two pin-shaped fastening elements 46 are spaced apart and aligned parallel to one another, which are screwed to the socket element 40 , which is indicated by the screw sections 48 .

Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß das Pfannenelement 40 einen abgerundet eckigen, d.h. abgerundet rechteckigen Umfangsrand 50 aufweist. Mit der Bezugsziffer 42 ist auch in Fig. 4 die konkave teilkugelförmige Gelenkberührungsfläche des Pfannenelementes 40 bezeichnet. Desgleichen sind aus Fig. 4 die Schraubabschnitte 48 der Befestigungselemente 46 (sh. Fig. 3) zu erkennen.From Fig. 4 it can be seen that the pan element 40 has a rounded angular, ie rounded rectangular peripheral edge 50 . The concave part-spherical joint contact surface of the socket element 40 is also designated in FIG. 4 by the reference number 42 . Likewise, the screw sections 48 of the fastening elements 46 (see FIG. 3) can be seen from FIG. 4.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen eine zweite Ausführungsform des Pfannenelementes 40, die sich von der in den Fig. 3 und 4 gezeichneten Ausbildung des Pfannenelementes 40 insbes. dadurch unterscheidet, daß das Befestigungselement 46 nicht in Form von Stiften ausgebildet ist, die mit dem Pfannenelement 40 mechanisch fest verbunden sind, sondern daß das Befestigungselement 46 als sog. Inlay ausgebildet ist, von dem das Pfannenelement 40 im Bedarfsfall entfernt und durch ein neues Pfannenelement 40 ersetzt werden kann, während das Befestigungselement 46 in den Knochen des Schulterblattes implantiert bleibt. Auch bei dieser Ausbildung des Pfannenelementes 40 ist die konkave teilkugelförmige Gelenkberührungsfläche 42 durch einen abgerundet eckigen, insbes. abgerundet rechteckigen Umfangsrand 50 begrenzt. Das Befestigungselement 46 weist eine am Pfannenelement 40 anliegende Basis 52 und eine von der Basis 52 wegstehende Lasche 54 auf, wobei die Lasche 54 mit einer Ausnehmung 56 ausgebildet ist. Dadurch ist eine sichere Implantation des Pfannenelementes in einen Schulterblattknochen möglich. Figs. 5 to 7 show a second embodiment of the socket member 40 of the socket element differs from that shown in FIGS. 3 and 4 drawn training 40 esp., That the fastening element 46 is not in the form of pins with the are socket member 40 mechanically firmly connected, but that the fastening element 46 is designed as a so-called. inlay from which the socket member 40 can be replaced removed if necessary by a new socket member 40 while the fastener is implanted into the bone of the scapula 46. In this embodiment of the socket element 40 , too, the concave, partially spherical joint contact surface 42 is delimited by a rounded, angular, in particular rounded, rectangular peripheral edge 50 . The fastening element 46 has a socket member 40 applied to the base 52 and protrudes from the base 52 tab 54, the tab 54 is formed with a recess 56th This allows a safe implantation of the cup element in a shoulder blade bone.

Claims

1. Shoulder prosthesis with a joint element ( 12 ) replacing the joint ball of the humerus ( 10 ) and a socket element ( 40 ) replacing the joint socket of the shoulder blade, the joint element ( 12 ) having a convex, part-spherical joint contact surface ( 18 ) which contacts the concave, part-spherical joint contact surface ( 42 ) of the socket element ( 40 ) is adapted with respect to the radius of curvature, characterized in that
that the part-spherical convex joint contact surface ( 18 ) of the joint element ( 12 ) is provided on a cap element ( 14 ) which has an opening angle which is less than or equal to 180 degrees,
that protrudes from the cap member (14) on the side away from its articulating contact surface (18) side of a bolt element (16) is formed with an extending from the away from the cap member (14) end face (24) of blind hole (26) having an internally threaded portion ( 28 ) has a screw element ( 30 ) with a head ( 32 ) that can be screwed into the blind hole ( 26 ) provided with the internally threaded section ( 28 ) for fixing the joint element ( 12 ) to the humerus bone ( 10 ), and that the concave partially spherical joint contact surface ( 42 ) of the socket element ( 40 ) starting from its center of curvature has an opening angle that is less than 180 degrees.

2. Shoulder prosthesis according to claim 1, characterized in that the cap element ( 14 ) has an at least approximately circular peripheral edge ( 38 ).

3. Shoulder prosthesis according to claim 1, characterized in that the socket element ( 40 ) has a rounded angular peripheral edge ( 50 ).

4. shoulder prosthesis according to claim 3, characterized in that the peripheral edge ( 50 ) of the socket element ( 40 ) is rounded rectangular.

5. Shoulder prosthesis according to one of the preceding claims, characterized in that the joint element ( 12 ) consists of titanium or a titanium alloy.

6. Shoulder prosthesis according to one of the preceding claims, characterized in that the socket element ( 40 ) consists of plastic material.

7. Shoulder prosthesis according to one of the preceding claims, characterized in that an insert element ( 34 ) is provided between the head ( 32 ) of the screw element ( 30 ) and the end face ( 24 ) of the bolt element ( 16 ) projecting from the cap element ( 14 ).

8. Shoulder prosthesis according to claim 7, characterized in that the insert element ( 34 ) consists of plastic material.

9. Shoulder prosthesis according to one of the preceding claims, characterized in that the socket element ( 40 ) has at least one fastening element ( 46 ) on the rear side ( 44 ) facing away from its joint contact surface ( 42 ).

10. Shoulder prosthesis according to claim 9, characterized in that the / each fastening element ( 46 ) is pin-shaped.

11. Shoulder prosthesis according to claim 9, characterized in that the fastening element ( 46 ) is provided for the detachable fastening of the socket element ( 40 ).

12. Shoulder prosthesis according to one of the preceding claims, characterized in that the joint element ( 12 ) and / or the socket element ( 40 ) is / are at least partially coated with a ceramic bone substitute material.

13. Shoulder prosthesis according to one of the preceding claims, characterized in that the screw element ( 30 ) and / or the insert element ( 34 ) and / or the / each fastening element ( 46 ) is / are at least partially coated with a ceramic bone substitute material.

14. Shoulder prosthesis according to claim 12 or 13, characterized, that the bone replacement material made of hydroxyapatite consists.