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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hüftgelenk-Endoprothesensystem umfassend einen Pfanneneinsatz für eine Gelenkpfanne einer Hüftgelenkendoprothese, welcher Pfanneneinsatz eine Kopfaufnahme für einen mit einem Femurschaft über einen Halsabschnitt verbundenen oder verbindbaren kugeligen Gelenkkopf und einen umlaufenden Rand umfasst, welche Kopfaufnahme hohlkugelig geformt ist und einen ein Rotationszentrum definierenden Gelenkmittelpunkt definiert, wobei der Pfanneneinsatz ferner eine erste und eine zweite Aussparung für den Halsabschnitt zum Vergrößern eines Bewegungsumfangs umfasst.
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Am Markt verfügbare Hüftgelenkendoprothesen umfassen üblicherweise eine Gelenkpfanne, einen Pfanneneinsatz, welcher auch als Inlay bezeichnet wird, einen in den Markkanal des Femurs implantierbaren Schaft und einen mit dem Schaft, insbesondere über einen Halsabschnitt, verbundenen oder verbindbaren Gelenkkopf. Häufige Probleme bei Hüftgelenkendoprothesen sind zum einen eine Luxation des künstlichen Gelenks und zum anderen das sogenannte Impingement, also der unerwünschte Kontakt, insbesondere ein Anschlagen, insbesondere des Halsabschnittes am Pfanneneinsatz und/oder der Gelenkpfanne. Eine Luxation kann vor allem früh postoperativ auftreten, Folgeerscheinungen des Impingements hingegen können im Laufe der Zeit zum vorzeitigen Verschleiß sowie zu vorzeitiger aseptischer Lockerung der Prothesenkomponenten führen.
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Insbesondere bei sogenannten Schnapppfannen, bei denen der Pfanneneinsatz den Gelenkkopf mindestens abschnittsweise über einen Umfangswinkel von mehr als 180° umgreift, kann der Gelenkkopf aus der Gelenkpfanne beziehungsweise dem in der Gelenkpfanne gehaltenen Pfanneneinsatz infolge des Impingements herausgehebelt werden.
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Eine deutliche Verbesserung konnte hier beispielsweise durch ein Hüftgelenk-Endoprothesensystem der eingangs beschriebenen Art erreicht werden, welches beispielsweise aus der
DE 2005 006 316 A1 bekannt ist. Der Grundgedanke dieses bekannten Hüftgelenk-Endoprothesensystems besteht darin, dass die Beweglichkeit in der Hauptbewegungsrichtung, also in Extension/Flexion, durch zwei etwa gegenüberliegende Aussparungen vergrößert wird.
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Allerdings hat auch ein derart weitergebildetes Hüftgelenk-Endoprothesensystem den Nachteil, dass es bei herkömmlichen Implantatausrichtungen, das heißt bei einer normalen Pfanneninklination und -anteversion sowie einem üblichen CCD-Winkel des Schafts sowie Antetorsionswinkels, trotzdem noch zum Impingement kommen kann.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hüftgelenk-Endoprothesensystem der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, dass die Gefahr des Impingements und insbesondere die Gefahr einer damit einhergehenden Luxation einer Hüftgelenkendoprothese weiter verringert wird.
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Diese Aufgabe wird bei einem Hüftgelenk-Endoprothesensystem der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die erste Aussparung eine den Gelenkmittelpunkt enthaltende erste Aussparungsebene definiert, dass die zweite Aussparung eine den Gelenkmittelpunkt enthaltende zweite Aussparungsebene definiert und das die erste und zweite Aussparungsebene zwischen sich einen Aussparungswinkel einschließen, welcher in einem Bereich von etwa 90° bis etwa 130° liegt.
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Einen Aussparungswinkel im angegebenen, erfindungsgemäßen Bereich vorzusehen, hat den Vorteil, dass bei den oben angegebenen herkömmlichen Implantatausrichtungen die asymmetrische bidirektionale Orientierung oder Ausrichtung der beiden Aussparungen die Gefahr des Impingements und damit die Gefahr einer Luxation der Hüftgelenkendoprothese weiter verringert. Mit anderen Worten ist es möglich, mit einem derart weitergebildeten Pfanneneinsatz die Hauptbewegungsebenen einer Hüftgelenkendoprothese quasi zu trennen, um so die Bewegungsmöglichkeit, auch als "Range Of Motion" bezeichnet ("ROM") zu erhöhen. Bei der aus der
DE 2005 006 316 A1 bekannten Hüftgelenkendoprothese beträgt der Aussparungswinkel etwa 180°, weicht also signifikant vom erfindungsgemäß vorgeschlagenen bevorzugten Bereich des Aussparungswinkels ab. Somit bildet das erfindungsgemäß vorgeschlagene System ein bidirektionales Hüftgelenk-Endoprothesensystem, und zwar insbesondere zur Ausbildung einer bidirektionalen Hüfttotalprothese.
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Eine weitere Verbesserung sowie Optimierung des Hüftgelenk-Endoprothesensystems kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass der Aussparungswinkel in einem Bereich von etwa 105° bis etwa 111° liegt. Vorzugsweise beträgt der Aussparungswinkel etwa 108°. Insbesondere dann, wenn die zugehörige Achse um etwa 68° beziehungsweise 112° aus der sagittalen Pfannenachse herausgedreht ist, kann so eine optimale Anpassung einer Hüftgelenkendoprothese erreicht werden, welche die Gefahr eines Impingements sowie einer durch diese verursachten Luxation minimieren hilft.
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Günstig kann es ferner sein, wenn ein Aussparungsumfangswinkel des Pfanneneinsatzes, welcher definiert wird als die Summe eines ersten und eines zweiten Aussparungswinkel, wobei der erste Aussparungswinkel definiert wird zwischen der Schnittgeraden der beiden Aussparungsebenen und einer ersten Aussparungsberührgeraden, die den Gelenkmittelpunkt enthält und die erste Aussparung an ihrem tiefsten Punkt bezogen auf den Rand berührt, und wobei der zweite Aussparungswinkel definiert wird zwischen der Schnittgeraden und einer zweiten Aussparungsberührgeraden, die den Gelenkmittelpunkt enthält und die zweite Aussparung an ihrem tiefsten Punkt bezogen auf den Rand berührt, kleiner als 180° ist. Vorzugsweise ist der Aussparungsumfangswinkel kleiner als 160°. Durch einen Aussparungsumfangswinkel lässt sich erreichen, dass der ROM, welcher mechanisch insbesondere durch die Größe des Gelenkkopfs, die Länge des Halsabschnitts sowie den Durchmesser der Gelenkpfanne begrenzt wird, in definierter Weise vergrößert werden kann, und zwar in den durch die Aussparungsebenen vorgegebenen Richtungen.
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Vorteilhaft ist es, wenn die erste Aussparung symmetrisch oder im Wesentlichen symmetrisch bezogen auf die erste Aussparungsebene ausgebildet ist und/oder wenn die zweite Aussparung symmetrisch oder im Wesentlichen symmetrisch bezogen auf die zweite Aussparungsebene ausgebildet ist. Auf diese Weise lässt sich sowohl die Konstruktion als auch die Herstellung des Pfanneneinsatzes vereinfachen.
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Günstig kann es jedoch auch sein, wenn die erste Aussparung unsymmetrisch bezogen auf die erste Aussparungsebene ausgebildet ist und/oder wenn die zweite Aussparung unsymmetrisch bezogen auf die zweite Aussparungsebene ausgebildet ist. Auf diese Weise kann der ROM abhängig vom Aussparungswinkel optimiert werden. Das heißt, die beiden Aussparungen werden mit einer Kontur vorgesehen, die eine Beweglichkeit der Hüftgelenkendoprothese ermöglicht, die der Beweglichkeit eines natürlichen gesunden Hüftgelenks möglichst nahe kommt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine erste Seitenflanke der ersten Aussparung bezogen auf die erste Aussparungsebene steiler verläuft als eine zweite Seitenflanke der ersten Aussparung bezogen auf die erste Aussparungsebene und/oder dass eine erste Seitenflanke der zweiten Aussparung bezogen auf die zweite Aussparungsebene steiler verläuft als eine zweite Seitenflanke der zweiten Aussparung bezogen auf die zweite Aussparungsebene. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht eine größere Beweglichkeit und insbesondere auch eine Verringerung der Gefahr des Impingements im Bereich der flacher verlaufenden, zweiten Seitenflanken der beiden Aussparungen.
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Vorteilhafterweise definiert der Rand eine Berührebene, welche den Rand längs mindestens eines Kreisbogenabschnitts berührt. Dies gestattet einen Pfanneneinsatz auszubilden, welcher einen Gelenkkopf maximal gut umgreifen und dadurch sicher halten kann.
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Günstig ist es, wenn die Berührebene den Gelenkmittelpunkt enthält. Ein derartiger Pfanneneinsatz kann dann insbesondere ohne sogenannte Überhöhungen des Randes ausgebildet werden. Bei vorhandenen Überhöhungen des Randes kann beispielsweise die Berührebene parallel zu einer Ebene verlaufen, die den Gelenkmittelpunkt enthält.
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Günstig kann es ferner sein, wenn der Pfanneneinsatz mindestens einen den Rand überhöhenden Überhöhungsvorsprung umfasst. Mit mindestens einem Überhöhungsvorsprung ist es möglich, eine sogenannte "Schnapppfanne" auszubilden, also einen Pfanneneinsatz, welcher den Gelenkkopf der Hüftgelenkendoprothese auf mehr als 180° zumindest abschnittsweise umgreift, um die Gefahr von Luxationen zu minimieren. Wird der Pfanneneinsatz aus einem elastischen oder zumindest teilweise elastischen Material hergestellt, muss zum Einführen des Gelenkkopfs in den Pfanneneinsatz der Pfanneneinsatz etwas aufgeweitet werden, welcher dann beim Eintauchen des Gelenkkopfs in die Kopfaufnahme zurückschnappt. Der Gelenkkopf ist dann in der Kopfaufnahme quasi rastend gehalten.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine Überhöhungsvorsprung eine den Gelenkmittelpunkt enthaltende Überhöhungsvorsprungsebene definiert und dass ein Überhöhungsvorsprungswinkel des Pfanneneinsatzes, welcher definiert wird als Winkel zwischen der Schnittgeraden der ersten oder zweiten Aussparungsebene und einer Überhöhungsberührgerade, die den Gelenkmittelpunkt enthält und die Überhöhung an ihrem höchsten Punkt bezogen auf den Rand berührt, größer als 90° ist. Vorzugsweise ist der Überhöhungsvorsprungswinkel größer als 100°. Wie bereits dargelegt, ist es durch einen solchen Überhöhungsvorsprung möglich, die Kopfaufnahme mindestens abschnittsweise durch den Pfanneneinsatz in einem Winkelbereich von mehr als 180° zu umgeben, um so eine Schnapppfanne auszubilden. Je elastischer das Material ist, aus dem der Pfanneneinsatz gebildet wird, umso größer kann der Überhöhungsvorsprungswinkel sein. Beispielsweise Pfanneneinsätze aus Kunststoff, insbesondere aus Polyethylen, ermöglichen das Einrasten oder Einschnappen des Gelenkkopfes in die Kopfaufnahme auch noch bei relativ großen Überhöhungsvorsprungswinkeln, zum Beispiel bei Winkeln über 100°. Bei sogenannten Hart/Hart-Gleitpaarungen zwischen Pfanneneinsatz und Gelenkkopf wie beispielsweise Metall/Metall oder Keramik/Keramik ist es denkbar, bereits mit Überhöhungsvorsprungswinkeln zwischen 90° und 91° ein Einrasten zu erreichen. Eine Möglichkeit, den Gelenkkopf bei Hart/Hart-Gleitpaarungen in die Kopfaufnahme einzubringen, besteht insbesondere im thermischen Einpressen, wie es zum Beispiel in der
DE 2005 006 316 A1 beschrieben ist.
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Ein Einsetzen des Gelenkkopfs in die Kopfaufnahme des Pfanneneinsatzes kann besonders definiert erfolgen sowie der Halt des Gelenkkopfes in der Kopfaufnahme des Pfanneneinsatzes verbessert werden, wenn der Pfanneneinsatz zwei, drei oder mehr Überhöhungsvorsprünge umfasst. Die Übervorsprünge können beispielsweise einander gegenüberliegend am Rand des Pfanneneinsatzes ausgebildet sein. Denkbar ist aber auch eine unsymmetrische Verteilung derselben über den Umfang des Rands des Pfanneneinsatzes. Ferner ist es möglich, in Umfangsrichtung, also quer zur jeweiligen Überhöhungsvorsprungsebene, sich die Überhöhungsvorsprünge über unterschiedliche Umfangswinkel erstrecken zu lassen. Vorzugsweise werden Abschnitte des Rands des Pfanneneinsatzes mit Überhöhungsvorsprüngen ausgestattet, die zwischen den Aussparungen liegen. Dadurch kann einerseits der ROM in gewünschter Weise durch Vorsehen der Aussparungen vergrößert werden, zum anderen kann der Halt des Gelenkkopfs im Pfanneneinsatz durch Optimierung der Überhöhungsvorsprünge verbessert werden.
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Besonders einfach konstruieren und herstellen lässt sich ein Pfanneneinsatz, wenn dieser eine den Gelenkmittelpunkt enthaltende Symmetrieebene aufweist und wenn die erste und die zweite Aussparung symmetrisch bezogen auf die Symmetrieebene ausgebildet sind. Mit anderen Worten kann bei einer solchen Ausgestaltung die erste Aussparung durch Spiegelung an der Symmetrieebene in die zweite Aussparung überführt werden.
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Ferner ist es günstig, wenn der mindestens eine Überhöhungsvorsprung symmetrisch bezogen auf die Symmetrieebene ausgebildet ist. Auch dies vereinfacht die Konstruktion und die Herstellung des Hüftgelenk-Endoprothesensystems.
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Vorteilhafterweise umfasst das Hüftgelenk-Endoprothesensystem eine in einen Beckenknochen implantierbare Gelenkpfanne. Diese kann beispielsweise auf ihrer Außenseite mit einem Gewinde mit selbstschneidenden Flanken versehen sein, welche das Fixieren der Gelenkpfanne im Beckenknochen vereinfachen. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Gelenkpfanne als sogenannte "Pressfitpfanne" auszubilden. Außerdem kann eine äußere Oberfläche der Gelenkpfanne, die nach der Implantation mit dem Beckenknochen in Kontakt steht, mit einer osteointegrativen Beschichtung versehen sein oder anderweitig Oberflächeneigenschaften aufweisen, die eine ossäre Integration begünstigen.
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Günstig ist es, wenn der Pfanneneinsatz und die Gelenkpfanne unlösbar miteinander verbunden oder einstückig ausgebildet sind. Eine solche, auch als Monoblock-Pfanne bezeichnete Einheit aus Pfanneneinsatz und Gelenkpfanne, vermindert das Risiko eines sich aus der Gelenkpfanne lösenden Pfanneneinsatzes.
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Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, wenn eine Verbindungseinrichtung zum rotationsgesicherten, lösbaren Verbinden der Gelenkpfanne und des Pfanneneinsatzes miteinander vorgesehen ist. Mit einer solchen Verbindungseinrichtung ist es möglich, zunächst die Gelenkpfanne im Beckenknochen zu platzieren und danach, abhängig von der konkreten Ausrichtung der Gelenkpfanne am Beckenknochen, den entsprechenden Pfanneneinsatz zu wählen und mit der Gelenkpfanne in der gewünschten Weise mit optimierter Ausrichtung zu verbinden.
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Auf besonders einfache Weise lässt sich die Verbindungseinrichtung in Form einer Rast- und/oder Schnapp-, einer Schraub- oder einer Bajonettverbindung ausbilden. Alle Arten der nicht abschließenden Liste von Verbindungseinrichtungen ermöglichen eine dauerhaft sichere Verbindung der Gelenkpfanne und des Pfanneneinsatzes.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Verbindungseinrichtung ausgebildet ist zum lösbaren Verbinden der Gelenkpfanne und des Pfanneneinsatzes in mindestens zwei verschiedenen Rotationsstellungen. Ein Hüftgelenk-Endoprothesensystem mit einer derartigen Verbindungseinrichtung ermöglicht insbesondere die optimierte Positionierung des Pfanneneinsatzes in der Gelenkpfanne nach Implantation derselben. Insbesondere lassen sich individuelle Anpassungen, die aufgrund der Physiologie des Patienten erforderlich sind, vornehmen. Vorzugsweise lässt sich eine Mehrzahl unterschiedlicher Rotationsstellungen einstellen, beispielsweise mittels einer Verbindungseinrichtung, die eine stufenlose Rotation des Pfanneneinsatzes in der Gelenkpfanne in einer Montagestellung sowie ein Fixieren des Pfanneneinsatzes an der Gelenkpfanne in einer gewünschten Rotationsstellung in einer Implantationsstellung ermöglicht.
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Vorteilhaft ist, wenn die Gelenkpfanne eine erste und eine zweite Gelenkpfannenaussparung für den Halsabschnitt zum Vergrößern eines Bewegungsumfangs umfasst, wenn die erste Gelenkpfannenaussparung eine den Gelenkmittelpunkt enthaltende erste Gelenkpfannenaussparungsebene definiert, wenn die zweite Gelenkpfannenaussparung eine den Gelenkmittelpunkt enthaltende zweite Gelenkpfannenaussparungsebene definiert und wenn die erste und zweite Gelenkpfannenaussparungsebene zwischen sich einen Gelenkpfannenaussparungswinkel einschließen, welcher in einem Bereich von etwa 90° bis etwa 130° liegt. Vorzugsweise liegt der Gelenkpfannenaussparungswinkel in einem Bereich von etwa 100° bis etwa 120°. Vorteilhafterweise ist der Gelenkpfannenaussparungswinkel an den Aussparungswinkel angepasst. Durch das Vorsehen der Gelenkpfannenaussparungen in den genannten Varianten ist es möglich, die Gefahr eines Impingements weiter zu reduzieren, da so ein Anschlagen des Halsabschnitts an der Gelenkpfanne vermieden werden kann.
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Günstig ist es, wenn die erste und die zweite Gelenkpfannenaussparung in Umfangsrichtung breiter sind als die erste und die zweite Aussparung. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Pfanneneinsatz in der Gelenkpfanne in mehr als einer Rotationsstellung, vorzugsweise bezogen auf eine vom Rand des Pfanneneinsatzes definierte Umfangsrichtung, an der Gelenkpfanne festlegbar ist. So kann sichergestellt werden, dass unabhängig von einer Rotationsstellung des Pfanneneinsatzes und der Gelenkpfanne relativ zueinander der Halsabschnitt der Hüftgelenkendoprothese nicht am Rand der Gelenkpfanne anschlagen kann. Günstigerweise ist die Gelenkpfanne derart ausgebildet, dass eine Berührebene an den Rand der Gelenkpfanne den Gelenkmittelpunkt enthält.
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Zur Ausbildung einer Hüftgelenkendoprothese ist es ferner günstig, wenn das Hüftgelenkendoprothesensystem einen Femurschaft mit einem kugeligen, zur Kopfaufnahme korrespondierend ausgebildeten Gelenkkopf umfasst.
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Vorteilhafterweise sind der Femurschaft und der Gelenkkopf über einen Halsabschnitt miteinander verbunden. Insbesondere ist es denkbar, den Femurschaft und den Gelenkkopf einstückig auszubilden.
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Um eine Hüftgelenkendoprothese in optimaler Weise an eine Physiologie eines Patienten anpassen zu können, wird ein modularer Aufbau des Hüftgelenkendoprothesensystems bevorzugt, gemäß dem der Femurschaft und der Halsabschnitt miteinander lösbar verbindbar sind.
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Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn der Femurschaft und der Hals einstückig ausgebildet sind. Mit einer derartigen Ausgestaltung kann bei minimaler Baugröße eine maximale Stabilität erreicht werden.
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Des Weiteren ist es günstig, wenn der Gelenkkopf und der Halsabschnitt miteinander lösbar verbindbar sind. Idealerweise kann die Hüftgelenkendoprothese dann einen dreiteiligen, modularen Schaft umfassen mit einem Femurschaft, einem Halsabschnitt und einem Gelenkkopf, welche jeweils individuell aufgrund der Physiologie des Patienten gewählt und zur Ausbildung der Hüftgelenkendoprothese miteinander verbunden werden können.
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Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient dem Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:
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1: eine schematische Darstellung eines implantierten, erfindungsgemäßen Hüftgelenkendoprothesensystems;
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2: eine Seitenansicht in Richtung des Pfeils A in 4 eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Pfanneneinsatzes;
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3: eine Schnittansicht längs Linie 3-3 in 2;
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4: eine Seitenansicht des Pfanneneinsatzes aus 2 in Richtung des Pfeils B in 2;
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5: eine Seitenansicht des Pfanneneinsatzes aus 2 in Richtung des Pfeils C in 4;
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6: eine Ansicht des Pfanneneinsatzes aus 2 in Richtung des Pfeils D in 5;
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7: eine Ansicht des Pfanneneinsatzes aus 2 in Richtung des Pfeils E in 5;
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8: eine Schnittansicht längs Linie 8-8 in 7;
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9: eine Seitenansicht des Pfanneneinsatzes in Richtung des Pfeils F in 7;
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10: eine Schnittansicht längs Linie 10-10 in 7;
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11: eine Schnittansicht längs Linie 11-11 in 7;
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12: eine Ansicht ähnlich 7 eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Pfanneneinsatzes;
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13: eine teilweise geschnittene Ansicht ähnlich 3 des Pfanneneinsatzes aus 2 mit Gelenkpfanne;
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14: eine Ansicht ähnlich 13 mit einer relativ zum Pfanneneinsatz verdrehten Gelenkpfanne in einer ersten Rotationsstellung; und
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15: eine Ansicht ähnlich 14 mit der relativ zum Pfanneneinsatz verdrehten Gelenkpfanne in einer zweiten Rotationsstellung.
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In 1 ist schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Hüftgelenkendoprothese 10 eines erfindungsgemäßen Hüftgelenk-Endoprothesensystems 12 dargestellt. Die Hüftgelenkendoprothese 10 umfasst einen in einen nicht dargestellten Markraums eines Femurs 14 implantierbaren Femurschaft 16, einen mit dem Femurschaft 16 verbundenen oder verbindbaren Halsabschnitt 18 sowie einen kugeligen Gelenkkopf 20, welcher mit dem Halsabschnitt 18 verbindbar oder verbunden ist. Ferner umfasst das Hüftgelenk-Endoprothesensystem 12 eine in den Beckenknochen 24 implantierbare Gelenkpfanne 20 mit einem Pfanneneinsatz 26, welcher auch als Inlay bezeichnet wird.
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Der Aufbau des Pfanneneinsatzes 26 wird nachfolgend in Verbindung mit den 2 bis 11 näher erläutert.
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Der Pfanneneinsatz 26 ist in Form einer Kugelschale mit einer hohlkugeligen Kopfaufnahme 30 ausgebildet. Begrenzt wird die Kopfaufnahme 30 von einem umlaufenden Rand 32 des Pfanneneinsatzes 26. Die Kopfaufnahme 30 definiert einen Gelenkmittelpunkt 34 der Hüftgelenkendoprothese 10 und damit ein Rotationszentrum 36 des den Gelenkkopf 20 sowie den Pfanneneinsatz 26 umfassenden Kugelgelenks 38.
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Zum Vergrößern eines Bewegungsumfangs beziehungsweise des ROM des Kugelgelenks 38 umfasst der Pfanneneinsatz zwei Aussparungen für den Halsabschnitt 18, in welcher dieser eintauchen kann, um ein Impingement zu vermeiden. Die erste Aussparung 40 definiert eine den Gelenkmittelpunkt 34 enthaltende erste Aussparungsebene 44. Die zweite Aussparung 42 definiert eine den Gelenkmittelpunkt 34 enthaltende zweite Aussparungsebene 46. Die beiden Aussparungsebenen 44 und 46 schneiden sich in einer den Gelenkmittelpunkt 34 enthaltenden Schnittgeraden 48 und schließen zwischen sich einen Aussparungswinkel 50 ein. Dieser liegt vorzugsweise in einem Bereich von etwa 100° bis etwa 120°. Bei dem in den 2 bis 11 dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Aussparungswinkel 50 etwa 108°.
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Ein erster Aussparungsumfangswinkel
52 wird definiert als Winkel zwischen der Schnittgeraden
48 und einer ersten Aussparungsberührgeraden
54, welche den Gelenkmittelpunkt
34 enthält und die erste Aussparung
40 an ihrem tiefsten Punkt bezogen auf den Rand
32 berührt. Ein zweiter Aussparungsumfangswinkel
56 wird definiert als Winkel zwischen der Schnittgeraden
48 und einer zweiten Aussparungsberührgeraden
58, welche die zweite Aussparung
42 an ihrem tiefsten Punkt bezogen auf den Rand
32 berührt. Die Summe der beiden Aussparungswinkel
52 und
56 definiert den gesamten Aussparungsumfangswinkel
60 des Pfanneneinsatzes
26. Bei dem aus der
DE 2005 006 316 A1 bekannten Pfanneneinsatz fallen die Aussparungsebenen
44 und
46 zusammen, so dass auch die entsprechend definierten ersten und zweiten Aussparungsumfangswinkel beim Stand der Technik in derselben Ebene liegen. Insgesamt ist der gesamte Aussparungsumfangswinkel kleiner als 180°. Wie in
2 schematisch dargestellt ist er bei dem in den
2 bis
11 dargestellten Ausführungsbeispiel sogar kleiner als 160°.
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Wie in 3 schematisch dargestellt, kann eine Berührebene 62 angegeben werden, die den Rand 32 längs mindestens eines Kreisbogenabschnitts berührt. Im vorliegenden Fall handelt es sich dabei um zwei durch den Rand 32 definierte Kreisbogenabschnitte. Parallel zur Berührebene 62 verläuft eine Äquatorialebene 64, die den Gelenkmittelpunkt 34 enthält. Die Äquatorialebene 64 sowie eine innere Wandfläche 66 der Kopfaufnahme 30 definieren eine halbe Hohlkugel.
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Bezogen auf die Äquatorialebene 64 weist der Pfanneneinsatz 26 zwei Überhöhungsvorsprünge 68 und 70 auf, welche einen gegenüber der Äquatorialebene 64 überhöhten Rand 32 definieren. Die Aussparungen 40 und 42 sind bezogen auf die Äquatorialebene 64 zurückgesetzt. Die Überhöhungsvorsprünge 68 und 70 definieren eine gemeinsame Überhöhungsvorsprungsebene 72, welche den Gelenkmittelpunkt 34 enthält. Ferner wird ein Überhöhungsvorsprungswinkel 74 definiert als Winkel zwischen der Schnittgeraden 48 und einer den Gelenkmittelpunkt 34 enthaltenden und den Überhöhungsvorsprung 68 an seinem höchsten Punkt bezogen auf den Rand 32 beziehungsweise die Äquatorialebene 64 berührenden Überhöhungsberührgeraden 76. Ein zweiter Überhöhungsvorsprungswinkel 78 wird definiert als Winkel zwischen der Schnittgeraden 48 und einer zweiten Überhöhungsberührgeraden 80, die den Gelenkmittelpunkt 34 enthält und den Überhöhungsvorsprung 70 an seinem höchsten Punkt bezogen auf den Rand 32 beziehungsweise die Äquatorialebene 64 berührt. Bei dem in den 2 bis 11 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Überhöhungsvorsprungswinkel 74 und 78 nicht nur größer als 90°, sondern sogar größer als 100°. Damit wird die Kopfaufnahme 30 nicht nur halbkugelig umschlossen, sondern über die Äquatorialebene 64 hinaus, also mit einem Umschließungswinkel, welcher der Summe der beiden Überhöhungsvorsprungswinkel 74 und 78 entspricht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt dieser Winkel somit mehr als 200°. Ein in der Kopfaufnahme 30 eingesetzter Gelenkkopf 20 wird somit sicher gehalten und kann nicht ohne Einwirkung äußerer Kräfte aus dem Pfanneneinsatz 46 herausbewegt werden. Abhängig von der Art der zwischen dem Gelenkkopf 20 und dem Pfanneneinsatz 26 ausgebildeten Gleitpaarung können die Überhöhungsvorsprungswinkel 74 und 78 variieren. Beispielsweise können diese so variiert werden, dass die resultierende Aushebelkraft einer definierten Vergrößerung eines Durchmessers des Gelenkkopfs 20, beispielsweise von 28 mm auf 36 mm entspricht. Aus mechanischen Gründen werden zur Verringerung der Gefahr des Impingements und daraus resultierender Luxation derzeit im Durchmesser relativ große Gelenkköpfe 20 bevorzugt.
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Zum Einführen des Gelenkkopfs 20 ist es erforderlich, die Kopfaufnahme 30 im Bereich der Überhöhungsvorsprünge 68 und 70 etwas aufzuspreizen. Zu diesem Zweck kann der Pfanneneinsatz insbesondere aus einem dafür geeigneten Kunststoff hergestellt sein, beispielsweise aus Polyethylen, vorzugsweise aus Polyethylen mit einem ultrahohen Molekulargewicht (UHMWPE), welche das Einrasten oder Einschnappen des Gelenkkopfes 20 in die Kopfaufnahme 30 auch noch bei relativ großen Überhöhungsvorsprungswinkeln 74 beziehungsweise 78, zum Beispiel bei Winkeln über 100°. Je elastischer das Material ist, aus dem der Pfanneneinsatz 26 gebildet wird, umso größer können die Überhöhungsvorsprungswinkel 74 beziehungsweise 78 sein. Bei sogenannten Hart/Hart-Gleitpaarungen zwischen Pfanneneinsatz 30 und Gelenkkopf 20 wie beispielsweise Metall/Metall oder Keramik/Keramik ist das Einschnappen des Gelenkkopfs 20 in die Kopfaufnahme 30 bereits bei Überhöhungsvorsprungswinkeln 74 beziehungsweise 78, die nur wenig größer als 90° sind, insbesondere bei Winkeln zwischen 90° und 91° gerade noch möglich. Beispielsweise kann bei Hart/Hart-Gleitpaarungen der Gelenkkopf 20 durch thermisches Einpressen in die Kopfaufnahme 30 eingeführt werden. Dabei werden die Gleitpartner bereits vor der Implantation, beispielsweise bereits bei der Fertigung, verbunden, indem der Gelenkkopf 20 durch Abkühlen etwas verkleinert und der Pfanneneinsatz 26 durch Erwärmen etwas vergrößert wird. Nach einem anschließenden Temperaturausgleich ist der Gelenkkopf 20 dann durch normale Kräfte kaum noch luxierbar. Die so ausgebildete Einheit aus Gelenkkopf 20 und Pfanneneinsatz 26 wird dann intraoperativ zusammen implantiert.
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Der Pfanneneinsatz 26 ist spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrieebene 82 ausgebildet, welche durch die Überhöhungsebene 72 definiert wird. Beide Aussparungen 40 und 42 sind jeweils bezogen auf die jeweilige Aussparungsebene 44 beziehungsweise 46 unsymmetrisch ausgebildet. Seitenflanken der Aussparungen 40 und 42, die an den Überhöhungsvorsprung 68 angrenzen verlaufen steiler als Seitenflanken 86 der Aussparungen 40 und 42, die an den Überhöhungsvorsprung 70 angrenzen.
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Der Pfanneneinsatz
26 kann wahlweise einstückig oder unlösbar verbunden mit einer Gelenkpfanne ausgebildet sein. Beispielsweise kann die äußere Oberfläche des in den
2 bis
11 dargestellten Ausführungsbeispiels hinreichend steif sein und die Gelenkpfanne einer sogenannten Monoblock-Pfanne des Hüftgelenk-Endoprothesensystems
12 bilden. Alternativ kann der Pfanneneinsatz
26 bei einem modularen System auch lösbar verbindbar mit einer separaten, beispielsweise aus einem Metall, vorzugsweise aus Titan, ausgebildeten Gelenkpfanne
22 verbunden werden. Hierzu sind alle möglichen Varianten von Verbindungseinrichtungen denkbar. Beispielsweise Rast-und/oder Schnapp-, Schraub- oder Bajonettverbindungen. Beispiele derartiger Verbindungen sind insbesondere in der
DE 10 2005 006 316 A1 offenbart.
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Ein zweites Ausführungsbeispiel eines Pfanneneinsatzes 26' beziehungsweise einer Monoblock-Pfanne ist in 12 dargestellt. Es unterscheidet sich vom Pfanneneinsatz 26 dadurch, dass die Aussparung 40' sich in Umfangsrichtung bezogen auf die Schnittgerade 48 etwas weiter erstreckt als die Aussparungen 40 und 42 beim Pfanneneinsatz 26. Dementsprechend ist der Überhöhungsvorsprung 70' auch etwas kürzer als der Überhöhungsvorsprung 70. Insgesamt ergibt sich somit ein Pfanneneinsatz 26', welcher bezogen auf die Überhöhungsebene 72 nicht spiegelsymmetrisch ausgebildet ist. Eine Aufweitung beziehungsweise Vergrößerung der Aussparungen 40 und 42 kann zur weiteren Optimierung des ROM beziehungsweise der Beweglichkeit der Hüftgelenkendoprothese 10 vorgenommen werden.
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Sowohl der Pfanneneinsatz 26' als auch der Pfanneneinsatz 26 können, wie bereits erwähnt und in den 13 bis 15 schematisch für den Pfanneneinsatz 26 dargestellt, mit der Gelenkpfanne 22 lösbar verbindbar ausgebildet sein. Um die Aussparungen 40 und 42 für den Halsabschnitt 18 hinreichend freizugeben, sind auch an der Gelenkpfanne 22 vorzugsweise Gelenkpfannenaussparungen 88 vorgesehen, die derart angeordnet und ausgebildet sind, dass der Halsabschnitt 18 nicht mit einem Rand 90 der Gelenkpfanne 22 in Kontakt treten beziehungsweise an diesem anschlagen kann. Eine Berührebene an den Rand 90 wird definiert durch die Äquatorialebene 64. In analoger Weise wie der Pfanneneinsatz 26 definiert jede Gelenkpfannenaussparung 88 eine den Gelenkmittelpunkt 34 enthaltende erste Gelenkpfannenaussparungsebene, welche zwischen sich einen Gelenkpfannenaussparungswinkel einschließen, welcher vorzugsweise in einem Bereich von etwa 90° bis etwa 130° liegt. Idealerweise werden die Gelenkpfannenaussparungsebenen durch die Aussparungsebenen 44 und 46 definiert.
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Bei der Implantation der Hüftgelenkendoprothese 10 kann es wünschenswert sein, eine Rotationsstellung des Pfanneneinsatzes 26 relativ zur Gelenkpfanne 22 erst während der Implantation festzulegen. Daher ist es günstig, wenn die Gelenkpfannenaussparungen 88 in Umfangsrichtung, also bezogen insbesondere auf die Schnittgerade 48, breiter sind als die Aussparungen 40 und 42. Dies ermöglicht es in einem bestimmten Winkelbereich, den Pfanneneinsatz 26 relativ zur Gelenkpfanne 22, insbesondere um die Schnittgerade 48 verdreht, in unterschiedlichen Rotationsstellungen festzulegen.
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Zwei extreme Rotationsstellungen sind in den 14 und 15 schematisch dargestellt, und zwar in 14 diejenige Rotationsstellung, bei welcher die steile Seitenflanke 86 im Wesentlichen mit einer korrespondieren Seitenflanke der Gelenkpfannenaussparung 88 in Übereinstimmung gebracht ist, in 15 diejenige Rotationsstellung, in welcher die steile Seitenflanke 84 mit der korrespondieren Seitenflanke der Gelenkpfannenaussparung 88 in Übereinstimmung gebracht ist. Wie bereits erwähnt, können die jeweils gewünschten Rotationsstellungen durch entsprechend ausgebildete Verbindungseinrichtungen dauerhaft festgelegt oder fixiert werden, um eine unerwünschte Rotation des Pfanneneinsatzes relativ zur Gelenkpfanne nach der Implantation zu vermeiden.
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Insgesamt lässt sich mit dem beschriebenen, erfindungsgemäßen Hüftgelenk-Endoprothesensystem 12 eine verbesserte Beweglichkeit des künstlichen Hüftgelenks eines Patienten erreichen im Vergleich zu herkömmlichen, am Markt verfügbaren Hüftgelenk-Endoprothesensystemen. Insbesondere wird die Gefahr des unerwünschten Impingements und eine Luxation der Hüftgelenkendoprothese 10 in Folge desselben im Wesentlichen verringert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2005006316 A1 [0004, 0008, 0017, 0053]
- DE 102005006316 A1 [0058]
