CH683669A5

CH683669A5 - Hip socket with even distribution of bone cement - is formed from a hemisphere to give hollowing and structured cylinder section with sealing gap structure

Info

Publication number: CH683669A5
Application number: CH146/91A
Authority: CH
Inventors: Hans-Georg Prof Dr Med Willert; Rudolf Koch; Juerg Oehy
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1991-01-18
Filing date: 1991-01-18
Publication date: 1994-04-29

Abstract

The hip socket, which can be cemented in place, has a hollowing (9) ground out from a hemispherical section (10), with a connected cylinder section (11). At the ends, a sealing gap (19) is provided of less than 1 mm per side between the socket edge (6) and the hollowing (9). The gap (22) between the outer surface (3) of the hip socket (1) and the cylinder section (11) of the hollowing (9) increases steadily from the socket edge (6) towards the centre 916). USE/ADVANTAGE - The hip socket, formed from a hemisphere of polyethylene, is for bonding in place with a bone cement. The socket is precentred with increasing resistance against insertion until in the final position. The compressed bone cement is evenly distributed with less effect of gravity through the increased flow resistance towards the socket edge.

Description

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CH 683 669 A5 CH 683 669 A5

2 2nd

Beschreibung description

Die Erfindung handelt von einer einzementierbaren Hüftgelenkschale bestehend aus einer Halbkugelschale aus Polyäthylen und versehen mit Ausnehmungen an ihrer Aussenfläche, um über aushärtenden Knochenzement eine Verankerung in einem durch sphärisches Auffräsen vorbereiteten Knochenbett im Acetabulum zu erreichen. The invention relates to a hip joint shell that can be cemented in, consisting of a hemispherical shell made of polyethylene and provided with recesses on its outer surface in order to achieve anchoring in a bone bed in the acetabulum prepared by spherical milling by means of hardening bone cement.

Einzementierbare Hüftgelenkschalen sind in den Patentschriften FR 7 234 894 und EP 0 105 098 gezeigt. Hüftgelenkschalen, die nicht im Knochengewebe vorverankert sind, werden, nachdem der Knochenzement in eine vorbereitete Knochenaushöhlung eingebracht wurde, in diese Knochenaushöhlung eingeschoben, um den Knochenzement zu verdrängen und in die Zwischenräume zwischen Hüftgelenkschale und Knochenaushöhlung zu zwingen. Die pasteuse Masse des Knochenzements setzt bei ihrer Verdrängung der eindringenden Hüftgelenkschale Widerstand entgegen, gegen den die vorgesehene Endlage der Schale erreicht werden muss, während die erreichte vorgesehene Endlage bis zum Ausharten vom Knochenzement gehalten werden muss. Hip joint cups that can be cemented are shown in the patent specifications FR 7 234 894 and EP 0 105 098. Hip cups that are not pre-anchored in the bone tissue, after the bone cement has been introduced into a prepared bone cavity, are inserted into this bone cavity in order to displace the bone cement and to force it into the spaces between the hip joint shell and the bone cavity. The pasteus mass of the bone cement, when displaced, opposes the penetrating hip joint shell, against which the intended end position of the shell must be reached, while the intended end position must be held until the bone cement has hardened.

Aufgabe der Erfindung ist es, dem Operateur die Fixierung der Hüftgelenkschale in der vorgesehenen Endlage zu erleichtern. Gemäss der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die sich durch das Auffräsen ergebende Aushöhlung aus einem Halbkugelanteil und einem daran anschliessenden Zylinderanteil gebildet ist, dass in der Endlage ein Dichtspalt von weniger als 1 mm pro Seite zwischen Schalenrand und Aushöhlung vorgesehen ist und dass sich der Spalt zwischen der Aussenfläche der Hüftgelenkschale (1) und dem Zylinderanteil der Aushöhlung vom Schalenrand weg in Richtung Pol stetig vergrössert. The object of the invention is to make it easier for the surgeon to fix the hip joint shell in the intended end position. According to the invention, the object is achieved in that the cavity resulting from the milling is formed from a hemisphere portion and an adjoining cylinder portion, that a sealing gap of less than 1 mm per side is provided between the shell edge and the cavity, and that the gap between the outer surface of the hip joint shell (1) and the cylinder portion of the cavity away from the edge of the shell in the direction of the pole increases continuously.

Die Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, dass eine mechanische Vorzentrierung der Hüftgelenkschale stattfindet, dass der Widerstand gegen das Einbringen bis zum Erreichen der vorgesehenen Endlage zunimmt und dass sich der verdrängte Knochenzement wegen des zum Schalenrand hin zunehmenden Strömungswiderstandes gleichmässig und in geringerer Abhängigkeit zur Schwerkraft zwischen Hüftgelenkschale und Aushöhlung verteilt und verdichtet. Die abhängigen Ansprüche 2 und 3 beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. The advantages of the invention can be seen in the fact that the hip joint shell is mechanically precentered, that the resistance to insertion increases until the intended end position is reached, and that the displaced bone cement increases evenly due to the increasing flow resistance towards the edge of the shell and is less dependent on gravity distributed and compressed between the hip joint shell and the cavity. The dependent claims 2 and 3 relate to advantageous developments of the invention.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es zeigt: The invention is described below using an exemplary embodiment. It shows:

Fig. 1 schematisch einen Schnitt längs der Polachse durch eine implantierte Hüftgelenkschale; 1 schematically shows a section along the polar axis through an implanted hip joint shell;

Fig. 2 schematisch die Draufsicht auf eine Hüftgelenkschale gemäss Fig. 1 und Fig. 2 shows schematically the top view of a hip joint shell according to Fig. 1 and

Fig. 3 schematisch die Seitenansicht einer Hüftgelenkschale gemäss Fig. 1. 3 schematically shows the side view of a hip joint shell according to FIG. 1.

In den Figuren ist eine Hüftgelenkschale gezeigt, die aus einer Halbkugelschale aus Polyäthylen besteht und die mit Ausnehmungen an ihrer Aussenfläche versehen ist, um über aushärtenden Knochenzement eine Verankerung in einem durch sphärisches Auffräsen vorbereiteten Knochenbett im Acetabulum zu erreichen. Die sich durch das Auffräsen ergebende Aushöhlung wird aus einem Halbkugelanteil und einem daran anschliessenden Zylinderanteil gebildet. In der Endlage ist ein Dichtspalt von weniger als 1 mm pro Seite zwischen Schalen-rand und Aushöhlung vorgesehen. Der Spalt zwischen Hüftgelenkschale und dem Zylinderanteil der Aushöhlung vergrössert sich stetig vom Schalenrand weg in Richtung Pol. In the figures, a hip joint shell is shown which consists of a hemispherical shell made of polyethylene and which is provided with recesses on its outer surface in order to anchor it in a bone bed in the acetabulum prepared by spherical milling by means of hardening bone cement. The cavity resulting from the milling is formed from a hemisphere portion and a cylinder portion adjoining it. In the end position there is a sealing gap of less than 1 mm per side between the edge of the shell and the cavity. The gap between the hip joint shell and the cylinder portion of the cavity increases steadily away from the edge of the shell towards the pole.

In Fig. 1 ist eine Hüftgelenkschale 1 aus Polyäthylen mit einer halbkugelförmigen Innenfläche 18 von Innenradius 2 und mit einer von Quernuten 4 und Längsnuten 5 unterbrochenen Aussenfläche 3, die zur Verankerung im Knochenzement 7 dient, gezeigt. Der Schalenrand 6 ragt um eine Strecke 12 über den Äquator der Innenfläche 18 heraus. Die Aushöhlung 9 im Knochengewebe 8 besteht aus einem Halbkugelanteil 10 von Radius 21 und aus einem am Äquator 20 daran anschliessenden Zylinderanteil 11 mit einer Höhe in Richtung der Polachse 17, die mindestens der Strecke 12 entspricht. In der vorgesehenen Endlage haben der Halbkugelanteil 10 und die halbkugelförmige Innenfläche 18 einen gemeinsamen Mittelpunkt. In der vorgesehenen Endlage beträgt der Dichtspalt 19 zwischen Zylinderanteil 11 und dem Schalenrand 6 weniger als 1 mm pro Seite während sich der Spalt 22 im Bereich des Zylinderanteils 11 zur Aussenfläche 3 mit der Entfernung vom Schalenrand 6 in Richtung Pol 16 bis zu einer Tiefe im Betrag der Strecke 12 stetig vergrössert, dadurch dass die Aussenfläche 3 in diesem Bereich einem Konus mit dem halben Konuswinkel 15 folgt. Die Aussenfläche 3 ist durch eine umlaufende Kerbe 13 unterbrochen, in der ein Metalldraht 14 für spätere Lagekontrollen mittels Röntgen verstemmt ist. 1 shows a hip joint shell 1 made of polyethylene with a hemispherical inner surface 18 of inner radius 2 and with an outer surface 3 interrupted by transverse grooves 4 and longitudinal grooves 5, which serves for anchoring in the bone cement 7. The shell edge 6 protrudes a distance 12 beyond the equator of the inner surface 18. The cavity 9 in the bone tissue 8 consists of a hemisphere portion 10 of radius 21 and a cylinder portion 11 adjoining it at the equator 20 with a height in the direction of the polar axis 17 which corresponds at least to the distance 12. In the intended end position, the hemisphere portion 10 and the hemispherical inner surface 18 have a common center point. In the intended end position, the sealing gap 19 between the cylinder portion 11 and the shell edge 6 is less than 1 mm per side, while the gap 22 in the area of the cylinder portion 11 to the outer surface 3 increases with the distance from the shell edge 6 in the direction of pole 16 to a depth the distance 12 is continuously increased, in that the outer surface 3 follows a cone with half the cone angle 15 in this area. The outer surface 3 is interrupted by a circumferential notch 13, in which a metal wire 14 is caulked for later position checks by means of X-rays.

Vor dem Einsetzen der Hüftgelenkschale 1 wird die mit ihrer Öffnung im wesentlichen nach oben weisende Aushöhlung 9 mit einer Menge von noch verpressbarem Knochenzement 7 gefüllt, die zusätzlich zum Volumen, das in der Endlage zwischen Hüftgelenkschale 1 und Aushöhlung 9 gebildet wird, noch das Volumen des Zylinderanteils 11 enthält. Beim Einfahren der Hüftgelenkschale 1 wird der Knochenzement 7 verdrängt und bewegt sich zwischen Hüftgelenkschale 1 und Aushöhlung 9 nach aussen. Sobald nun der vom Schalenrand 6 auf eine Tiefe der Strecke 12 konische Bereich der Hüftgelenkschale in den Zylinderanteil 11 der Aushöhlung 9 eintaucht, entsteht für die Hüftgelenk-schale 1 eine ständig enger werdende Drosseistelle zwischen der Kante des Zylinderanteils 11 und dem konischen Bereich der Hüftgelenkschale. Der zum Auspressen notwendige Druck vor der Drosselstelle wächst und zwingt den Knochenzement in alle Aussparungen 4, 5 und in die Mikrostruktur der Oberflächen des Polyäthylens sowie in die natürlich vorhandenen Spongiosa-Öffnungen hinein und verdichtet ihn dort. Durch das starke Anwachsen der Drosselwirkung verringert sich die Eintauchgeschwindigkeit bei gegebener Einpresskraft und macht ein genaues Anfahren und Halten in der Endlage möglich. Ausserdem sind Korrekturen der Winkellage der Polachse 17, die durch einseitiges Before the hip joint shell 1 is inserted, the cavity 9, which essentially opens upwards, is filled with a quantity of still compressible bone cement 7, which in addition to the volume that is formed in the end position between the hip joint shell 1 and the cavity 9, also the volume of the Contains cylinder portion 11. When the hip joint shell 1 is retracted, the bone cement 7 is displaced and moves outwards between the hip joint shell 1 and the cavity 9. As soon as the area of the hip joint shell conical from the shell edge 6 to a depth of the distance 12 is immersed in the cylinder portion 11 of the cavity 9, the hip joint shell 1 has a constantly narrowing throttle point between the edge of the cylinder portion 11 and the conical region of the hip joint shell. The pressure required for pressing out in front of the throttle point increases and forces the bone cement into all the recesses 4, 5 and into the microstructure of the surfaces of the polyethylene and into the naturally existing cancellous bone openings, where it compresses it. Due to the strong increase in the throttling effect, the immersion speed is reduced for a given press-in force and enables precise starting and stopping in the end position. In addition, corrections to the angular position of the polar axis 17 by one-sided

5 5

10 10th

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20 20th

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.30 .30

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2 2nd

3 3rd

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Drücken in axialer Richtung auf den Schalenrand 6 erfolgen, ohne wesentliche Vergrösserung der Eindringtiefe möglich. Pressing in the axial direction on the shell edge 6 takes place without a substantial increase in the penetration depth.

Claims

1.Cementable hip joint shell, consisting of a hemispherical shell made of polyethylene and provided with recesses on its outer surface in order to achieve anchoring in a bone bed prepared by spherical milling in the acetabulum by hardening bone cement, characterized in that the cavity resulting from the milling (9 ) is formed from a hemisphere portion (10) and an adjoining cylinder portion (11) that in the end position there is a sealing gap (19) of less than 1 mm per side between the shell edge (6) and cavity (9) and that the Gap (22) between the outer surface (3) of the hip joint shell (1) and the cylinder portion (11) of the cavity (9) away from the shell edge (6) in the direction of the pole (16) increases continuously.

2. Hip joint shell according to claim 1, characterized in that the shell edge (6) protrudes over the equator of the hemispherical inner surface (18) by a distance (12) in the direction of the polar axis (17) and that the cylinder portion (11) of the cavity (9 ) corresponds to the path (12) in the direction of the polar axis (17).

3. hip joint shell according to claim 1 or 2, characterized in that the outer surface (3) tapers in the region of the shell edge (6) with a half cone angle (15) of 15 ° plus / minus 5 ° to the pole (16).

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10th

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25th

30th

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