DE102022125997A1

DE102022125997A1 - Prothese

Info

Publication number: DE102022125997A1
Application number: DE102022125997.8A
Authority: DE
Inventors: Norbert Meier
Original assignee: Mechamed GmbH
Current assignee: Mechamed GmbH
Priority date: 2022-04-21
Filing date: 2022-10-07
Publication date: 2023-10-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hüftgelenkprothese mit einer Aufnahme (2) für ein künstliches Prothesenelement (3) und mit einem Schaft (4) zur zementfreien intramedullären Verankerung in einem Markkanal (5) eines menschlichen Knochens (6). Der Schaft (4) hat einen proximalen Schaftbereich (7) mit einer ein Innengewinde (9) als Widerlager für die Aufnahme (2) aufweisenden Durchgangsöffnung (8), in welcher die Aufnahme (2) mit einem spitzen Winkel gegenüber der Mittellängsachse des Schafts (4) festlegbar ist. Der Schaft (4) bildet dadurch in der implantierten Position innerhalb des Markkanals (5) ein Widerlager für die Aufnahme (2), die sich mit einem Stützelement (15) an der Trennfläche (16) des Knochens (6) abstützt. Der Knochensubstanzverlust ist daher ebenso wie der Aufwand bei der Implantation und der Extraktion gering.

Description

Die Erfindung betrifft eine Prothese, insbesondere eine Femur- Prothese einer HüftProthese, mit einer Aufnahme für ein künstliches Prothesenelement einer Gelenkpaarung mit einem weiteren künstlichen oder vorhandenen natürlichen weiteren Prothesenelement und mit einem Schaft, aufweisend einen distalen Schaftbereich, und einem proximalen Schaftbereich zur insbesondere zementfreien intramedullären Verankerung im Markkanal eines menschlichen oder tierischen Knochens, insbesondere des Femurs.
Der Einsatz von Gelenkprothesen ist heute weit verbreitet und dient zum vollständigen oder teilweisen Ersatz eines natürlichen Gelenks. Nach der Femurkopfresektion zur operativen Entfernung des Oberschenkelkopfs wird die Gelenkprothese mit dem verbliebenen Knochen verbunden, indem ein länglicher Schaft der Gelenkkomponente in einen Hohlraum des Röhrenknochens eingeführt und dort gegebenenfalls mittels Knochenzement verankert wird. So wird beispielsweise bei einer Hüftgelenksoperation der Markkanal des Oberschenkelknochens eröffnet, gegebenenfalls mit Knochenzement gefüllt und anschließend der Schaft der Endoprothese eingesetzt.
Eine Femurkomponente einer Hüftgelenkprothese besteht beispielsweise aus einer geschmiedeten Titanlegierung, mit einem distalen Schaftbereich und einem proximalen Schaftbereich und einem im Femur eines Menschen oder Tiers zu verankernden Schaft, der in einem vorzugsweise proximalen Schaftbereich eine beispielsweise auch poröse metallische Oberfläche aufweist.
Um eine dauerhafte Fixation im Femur bzw. im Oberschenkelknochen zu erzielen, kommt es insbesondere bei den zementfrei implantierten Hüftgelenkprothesen auf eine sehr gute Primärstabilität an. Um den Knochenanbau und die Osseointegration zu unterstützen bzw. zur Förderung des Knochenwachstums des Femurs und des Femureingriffs, können insbesondere in einem proximalen Schaftbereich Oberflächenrauhigkeiten vorgesehen sein.
Neben der klassischen Schaftprothese ist aus der DE 196 01 340 C1 eine Schenkelhalsendoprothese für ein künstliches Hüftgelenk bekannt, die eine zementlos im oberen Bereich eines Femurs unterhalb des Trochanter Majors implantierbare Hülse mit einer Aufnahme für eine künstliche Gelenkkugel aufweist. Eine wichtige Gelenkkomponente der Endoprothese ist eine Druckplatte mit einer Durchgangsbohrung zur Durchführung einer Zugschraube, die durch eine Bohrung in der Kortikalis des Femurs hindurchgeführt wird. Durch die Zugschraube wird die Hülse mittels der Zugplatte als Widerlager in ihre Implantationslage vorgespannt.
Die DE 196 107 41 C1 betrifft eine zementlos im oberen Bereich eines Femurs implantierbare, als Verriegelungsendoprothese bezeichnete Stielansatzprothese für ein künstliches Hüftgelenk, die gegenüber den Schaftprothesen eine nur geringfügige Resektion von natürlichem Knochenmaterial erfordert. Das distale Ende der Stielansatzprothese reicht nur etwa in den Bereich unterhalb des Trochanter Majors in den Markkanal. Hierzu ist ein Befestigungssystem vorgesehen, welches aus der ein Widerlager bildenden extramedullären Platte sowie aus einem Verriegelungsbolzen besteht. Der Verriegelungsbolzen greift im zusammengebauten Zustand der Endoprothese durch die Platte hindurch in die Stielansatzprothese ein und verspannt die Platte im implantierten Zustand an der Kortikalis des Femurs. Am vorderen Ende des Verriegelungsbolzens ist eine Aufnahme zur Aufnahme einer künstlichen Gelenkkugel vorgesehen.
Aus der DE 272 42 34 A1 ist ein Gelenkprothesenteil mit einem Kugelkopf bekannt, das mittels einer Platte am Femurschaft unmittelbar unterhalb des Trochanter Majors gehalten ist. Hierzu wird ein Zuganker durch diese Platte geführt und greif in die Aufnahme für den Kugelkopf ein.
Ferner ist es beispielsweise aus der EP 1 857 062 A1 bekannt, zur Versorgung von Frakturen des Trochanters, des Schenkelhalses oder des Femurkopfs einen intramedullären Verriegelungsnagel zu verwenden, der proximal in den Femur eintreibbar ist. Derartige Verriegelungsnägel besitzen einen oder zwei schräg verlaufende Durchbrüche zur Lagerung einer Schenkelhalsschraube zum Einschrauben in den Femurkopf. Der Verriegelungsnagel hat einen Verriegelungsstift, welcher mit der Schenkelhalsschraube so zusammenwirkt, dass diese sich in der schrägen Durchbohrung axial nur in einer Richtung bewegen und nicht rotieren kann.
Die US 2019 / 0 254 828 A1 bezieht sich auf eine Hüftgelenkprothese mit einem Schaft und einem Verriegelungselement, das so konfiguriert ist, dass es sich durch die Oberschenkelkomponente erstreckt, um den Schaft im Oberschenkelknochen zu fixieren. Das Verriegelungselement kann aus einer distalen Öffnung auf einer medialen Seite des Schafts benachbart zu der Kortikalis herausragen und mit einem Spitzenabschnitt über die distale Öffnung hinaus vorstehen. Das Verriegelungselement dient dazu, die Stabilität der Hüftgelenkprothese gegen Senkung und Rotation während des Einwachsens des Schafts in den Knochen zu erhöhen. Hierzu wird der Schaft zunächst mit der Standard-Operationstechnik eingesetzt, um eine ordnungsgemäße Presspassung zu erreichen. Das Einfügen des Verriegelungselements erfolgt als letzter Schritt der Schaftfixierung, sobald die endgültige Position des Schafts erreicht ist.
Aufgrund von Verschleiß der Gelenkprothese, aber auch beispielsweise bei einer im Laufe der Zeit auftretenden Lockerung der Endoprothese, kann es erforderlich sein, diese zu entfernen und durch eine neue zu ersetzen. Der Begriff der Revisionsendoprothetik bezeichnet alle erforderlichen operativen Eingriffe bei einer bereits vorhandenen Endoprothese. Ursächlich hierfür können eine steigende Lebenserwartung, aber auch unerwünschte Ereignisse wie Ausrenkung, Fraktur, Lockerung, Materialverschleiß oder Infektion sein. Die Revisionsendoprothetik gewinnt in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung. Zur Vermeidung von Infektionen muss nach der Entfernung der alten Prothese auch der verbliebene Knochenzement möglichst vollständig entfernt werden.
In der DE 10 2004 043 315 A1 wird vorgeschlagen, den Knochenzement mit Hilfe eines auf einem Führungsstab geführten Fräskopfs abzutragen.
In der EP 0 910 317 B1 wird ein chirurgisches Instrument zum mechanischen Entfernen von Knochenzement beschrieben, bei dem mit einem pneumatisch angetriebenen Meißelwerkzeug ein stückweises Abtragen des Knochenzements unter endoskopischer Sichtkontrolle erfolgt.
Ferner offenbart die EP 3 570 788 B1 ein medizinisches Instrument zum Extrahieren eines implantierten Prothesenschafts einer Hüftgelenkendoprothese aus einem Femurknochen, wenn bei der Implantation der Hüftgelenkendoprothese ein zu großer oder zu kleiner Prothesenschaft in die vorbereitete Knochenkavität eingesetzt wurde und dieser daher wieder entfernt werden muss.
Weitere Extraktionsvorrichtungen sind aus der DE 92 12 846 U1 sowie der EP 1 738 723 A1 bekannt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Verankerung des Schafts im Femur wesentlich zu verbessern und darüber hinaus eine Extraktion des Implantats, insbesondere aufgrund von Defekten oder Lockerungen an dem Implantat, zuverlässig und mit geringem Knochensubstanzverlust zu ermöglichen. Dabei soll der Abtrag vorhandener Knochensubstanz reduziert und zugleich eine Schwächung der Kortikalis vermieden werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer beispielsweise als eine Gelenkprothese oder eine Endo-Exo-Prothese ausgeführten osseointegrierten, transkutanen Prothese gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteransprüchen zu entnehmen.
Erfindungsgemäß lassen sich diese nur scheinbar widersprüchlichen Zielsetzungen der Erfindung, eine zuverlässige Fixierung bei geringem Substanzverlust, eine Möglichkeit zur Einstellung und Anpassung der Position und Orientierung während der Implantation sowie darüber hinaus auch eine einfache Möglichkeit zur Extraktion, erstmals dadurch vereinbaren, dass der Schaft zumindest in seinem proximalen Schaftbereich eine Durchgangsöffnung insbesondere mit einem Innengewinde als Widerlager für die Aufnahme des Prothesenelements aufweist. Der Schaft ist in der implantierten Position im inneren des Markkanals nicht notwendigerweise verklemmt oder zementiert, sondern bildet das Widerlager für die Aufnahme, die sich mit einem Stützelement an der Trennfläche des verbliebenen Knochens abstützt. Das Stützelement und/oder der Schaft können dabei aus einem Metall oder einem Kunststoff bestehen, wobei auch hybride Werkstoffe Verwendung finden können. Hierzu durchdringt die Aufnahme mit ihrem Gewindeabschnitt den Schaft mit einem Winkel entsprechend dem CCD-Winkel (Centrum-Collum-Diaphyse), sodass der Gewindeabschnitt in die spongiöse Struktur auf der dem Prothesenelement abgewandten Seite insbesondere unterhalb des Trochanter Major eintritt, jedoch ohne die Kortikalis zu durchringen. Erfindungsgemäß wird so unter weitgehender Schonung vorhandener Knochensubstanz erstmals eine Verankerung der femoralen Prothese durch einen zylindrischen Schaft und einen Gewindeabschnitt erreicht, ohne dass hierbei eine Keilwirkung innerhalb des Markkanals entsteht. Vielmehr dient der Schaft als Widerlager für das Prothesenelement, indem dieser sich intramedullär, insbesondere einseitig an die Kortikalis flächig anlegt und so die erforderliche Haltekraft großflächig überträgt. Der Substanzverlust ist dabei äußerst gering, insbesondere kann der Schaft wesentlich kleiner als bei einem handelsüblichen Marknagel ausgeführt sein, weil anders als beim Marknagel die Haltekraft nicht durch die Klemmwirkung infolge der Keilwirkung oder mittels Knochenzement innerhalb des Markkanals entsteht und der Markkanal dementsprechend nicht ausgefüllt sein muss. Zudem wird eine hohe Haltekraft für das Prothesenelement bereits dann erreicht, wenn der Schaft als solcher innerhalb des Markkanals beweglich ist und frei von Klemmkräften in den Markkanal eingesetzt wird, um den Schaft bedarfsweise noch neu positionieren oder orientieren zu können. Die kraftschlüssige Fixierung des Schafts entsteht erst infolge gegenseitiger Verspannung des Stützelements an der Trennfläche und des Schafts an der dem Stützelement zugewandten Innenseite des Markkanals. Durch das Festlegen der Aufnahme mit ihrem insbesondere als Gewindeabschnitt ausgeführten Widerlager in der Durchgangsöffnung in dem proximalen Schaftbereich wird so zugleich die Aufnahme mit einer Haltefläche oder kragenförmigen Anlagefläche des Stützelements, die gegebenenfalls auch austauschbar sein kann, gegen die Schnittfläche vorgespannt, wobei die Zugkraft durch eine Drehung des Gewindeabschnitts in der Durchgangsöffnung oder bei stationärer Festlegung der Aufnahme in dem Widerlager in einer vorbestimmten Position mittels eines Spannmittels erzeugt werden kann. Der laterale Überstand der Aufnahme an seiner dem Prothesenelement abgewandten Stirnfläche von dem Schaftumfang wird dabei so bemessen, dass der Gewindeabschnitt mit einer Länge zwischen 5 mm und 30 mm vorspringt, hingegen die Kortikalis nicht durchstößt, und dementsprechend ein unerwünschter Substanzverlust und eine Schwächung der Knochenstruktur vermieden werden. Der vorspringende Gewindeabschnitt dient so zugleich auch der axialen Sicherung des Schafts innerhalb des Markkanals und legt den Schaft in seiner axialen Richtung innerhalb des Markkanals fest.
Erfindungsgemäß wird eine vollkommen neuartige, als „3-Punkt-Fixierung“ bezeichnete Methode der Implantation geschaffen, wobei der erste Fixierpunkt durch die Anlage der Aufnahme des Prothesenelements mittels des Stützelements an der Trennfläche, der zweite Fixierpunkt durch die Anlage des distalen Schaftbereichs innerhalb des Markkanals und der dritte Fixierpunkt durch die gegenüberliegend zu dem Prothesenelement in die spongiöse Knochenstruktur diagonal eindringende Aufnahme realisiert ist. Durch die 3-Punkt-Fixierung wird eine überragende Festigkeit und Belastbarkeit bei zugleich geringem Implantationsaufwand und geringem Knochensubstanzverlust erreicht.
Ein wesentlicher erfindungsgemäßer Effekt besteht darin, dass die erzielbaren Fixierkräfte der Aufnahme durch den als Widerlager dienenden Schaft übertragen werden, der hierzu erkennbar keiner Fixierung durch Klemmkraft oder Knochenzement bedarf. Vielmehr kann der Schaft, der durch eine proximale Öffnung ähnlich wie bei Knochennägeln weitgehend frei von Klemmkräften in den Markkanal eingeführt wird, problemlos wieder entnommen werden, sodass eine optimale Anpassung und Justierung vorgenommen werden kann.
Die erfindungsgemäße, im Wesentlichen durch den Schaft und die Aufnahme mit ihrem Gewindeabschnitt als jeweils zylindrische Funktionselemente sicher verankerte Prothese eröffnet eine bisher für ausgeschlossen gehaltene Möglichkeit zur Revision. Denn obwohl der zylindrische Schaft unabhängig von seiner innovativen Art der Fixierung in dem Markkanal nach und nach einwächst, kann dieser dennoch verhältnismäßig einfach wieder entfernt werden. Hierzu wird zunächst die Aufnahme gelöst und aus der Durchgangsöffnung des proximalen Schaftbereichs gegebenenfalls in Verbindung mit einer Drehbewegung um seine Längsachse entnommen, was erfahrungsgemäß problemlos möglich ist. Der verbleibende zylindrische Schaft ist demgegenüber auch bei Anwendung erheblicher Zugkraft aus dem Markkanal oftmals nicht herauslösbar. Um den Schaft dennoch entfernen zu können, wird als Revisionswerkzeug ein zumindest abschnittsweise als Hohlkörper ausgeführter Bohrer, insbesondere ein Kronenbohrer oder eine Bohrkrone, mit stirnseitiger Schneide eingesetzt, welcher den Schaft unter Einschluss eines minimalen Ringspalts umfangsseitig einschließt, sodass der Schaft innerhalb des Markkanals durch eine entsprechende Vorschubbewegung des Werkzeuges entlang des Schafts problemlos freigestellt werden kann. Die Stirnseite des Schafts lässt sich schließlich durch eine Drehbewegung des Schafts von Anwachsungen lösen. Der Schaft kann anschließend ohne weitere Krafteinwirkung entnommen werden. Ein Revisionsschaft mit einem an das Bohrwerkzeug angepassten, gegenüber dem zuvor entfernten Schaft vergrößerten Durchmesser kann anschließend ohne zusätzliche Nachbearbeitung oder Behandlung eingesetzt und fixiert werden, wobei gegebenenfalls sogar die bisherige Aufnahme erneut verwendet werden kann. Zusätzliche Arbeitsgänge sind nicht erforderlich. Es ist leicht verständlich, dass der dabei auftretende Substanzverlust äußerst gering ist. Ein solches Bohrwerkzeug ist bei den aus dem Stand der Technik bekannten Schaftprothesen nicht nur aufgrund der Keilform, sondern vor allem auch aufgrund des einteilig mit dem Schaft verbundenen, den Kopf tragenden Schaftoberteils nicht einsetzbar.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Prothese wird insbesondere dadurch erreicht, dass der Markkanal lediglich teilweise, beispielsweise zu 1/3 der Schaftlänge, ausgeräumt, insbesondere gebohrt, und dann der Schaft eingetrieben wird, wodurch nur ein geringer Substanzverlust eintritt. Insbesondere wird in dem weiteren Verlauf des Markkanals das vorhandene Gewebe beim Einbringen des Schafts lediglich verdrängt, also nicht abgetrennt, und legt sich an der Rückseite der Anlagefläche des hohlprofilförmigen Schafts an. Dadurch kommt es zu einem unmittelbaren Kontakt des Gewebes und dem Schaft, sodass insbesondere keine bzw. keine großen Abstände überwunden werden müssen. Durch den hohlprofilförmigen Schaft wird das Einwachsen daher wesentlich begünstigt.
Der Schaft könnte in seinem proximalen wie auch distalen Schaftbereich eine konstante oder verjüngte Form mit jeweils kreisförmiger Querschnittsform aufweisen. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wird dadurch erreicht, dass durch den proximalen Schaftbereich eine kreisförmige Querschnittsfläche mit einer zylindrischen Umfangskontur als Hüllfläche bestimmt ist und dass der distale Schaftbereich gegenüber dieser zylindrischen Umfangskontur lateral nicht erweitert ist bzw. die gegebenenfalls auch unterschiedlichen Querschnittsflächen des distalen Schaftbereichs innerhalb der zylindrischen Umfangskontur liegen. Der proximale Schaftbereich legt also die zylindrische Umfangskontur fest, innerhalb der die Gestaltung des distalen Schaftbereichs nahezu beliebig erfolgen bzw. individuell angepasst werden kann. Somit lassen sich erstmals einerseits medizinisch sinnvolle Anpassungen des Schaftbereichs vornehmen, andererseits die Vorteile der Möglichkeiten zur substanzverlustarmen Entnahme des Schafts im Rahmen von Revisionsoperationen optimal vereinbaren.
Gemäß einer besonders bevorzugten Variante durchdringt der proximale Schaftbereich eine Ausnehmung des Stützelements oder greift formschlüssig in die Ausnehmung ein, um so die Stabilität der Aufnahme durch wechselseitige Durchdringungen des Schafts und des Stützelements wesentlich zu verbessern. Es kann vorgesehen sein, dass der Schaft mit einem Außengewinde in ein Innengewinde in der Ausnehmung des Stützelements eindrehbar ist.
Demensprechend erweist sich eine erfindungsgemäße Variante als besonders vorteilhaft, bei welcher der distale Schaftbereich zumindest abschnittsweise als ein Hohlkörper ausgeführt ist und/oder eine konkave Querschnittsform aufweist, um so das Einwachsen des Schafts zu begünstigen. Anders als beim Stand der Technik, bei dem die Gestaltung des Schafts oftmals einen Kompromiss zwischen der optimalen Fixierung durch Einwachsen einerseits und der Lösbarkeit des eingewachsenen Schafts aus dem Markkanal andererseits darstellt, wird erfindungsgemäß das Optimum der das Einwachsen begünstigenden Geometrie und der Oberflächenbeschaffenheit des Schafts sowie der mechanischen Stabilität erreicht, da die mögliche spätere Entnahme des Schafts unabhängig von dem Fortschritt der Einwachsung mittels des Bohrwerkzeugs problemlos möglich ist.
Eine solche optimierte Schaftgestaltung wird gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung dadurch erreicht, dass der distale Schaftbereich zwischen seinem distalen Endbereich und dem proximalen Schaftbereich zumindest abschnittsweise als ein offener Hohlkörper oder als Profil ausgeführt ist und/oder eine durchbrochene Wandfläche aufweist, um so zugleich eine hohe Steifigkeit des Schaftbereichs sicherzustellen und das beschleunigte Einwachsen von Gewebe zu ermöglichen.
Eine andere, ebenfalls besonders praxisgerechte Gestaltung wird dadurch erreicht, dass der distale Endbereich eine stetig verlaufende konvexe Form, insbesondere sphärische Flächenabschnitte aufweist, und zur Vermeidung von Verletzungen des Gewebes abgerundet ist. Beim Einführen des Schafts in den Markkanal wird dadurch die vorhandene Substanz bevorzugt seitlich verdrängt und nicht durchtrennt. Hierzu eignen sich konische oder kegelförmige Endbereiche mit einem abgeflachten Ende ebenso wie beispielsweise löffelartig abgerundete konkave Formgebungen.
Weiterhin hat es sich bereits als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn die Aufnahme ein Stützelement zur Anlage an der Trennfläche mit einer abschnittsweise konkaven Anlagefläche aufweist, um so eine von möglichen Unebenheiten der Trennfläche unabhängige, sichere Fixierung zu ermöglichen. Zudem kann durch die konkave Anlagefläche die Orientierung der Aufnahme angepasst werden, bevor das Stützelement durch Erhöhung der Vorspannkraft kraftschlüssig festgelegt wird, indem die eingeschränkte Drehbeweglichkeit des Schafts um seine Längsachse in dem Markkanal zur Einstellung der Soll-Position genutzt wird.
Dabei ist es auch besonders vorteilhaft, wenn die Oberflächenbeschaffenheit das Einwachsen der Knochensubstanz begünstigt, insbesondere also eine Rauigkeit oder Strukturierung aufweist.
Eine weitere, ebenfalls besonders Erfolg versprechende Ausgestaltungsform der Erfindung wird dadurch erreicht, dass sich der distale Schaftbereich bis unterhalb des Trochanter Majors erstreckt, sodass der Schaft durch den massiven, aus einem Vollmaterial bestehenden distalen Schaftbereich mit seinem Widerlager optimal zur Fixierung der Aufnahme geeignet ist.
Der Schaft ist vorzugsweise so geformt, dass die vorhandene Knochensubstanz so wenig wie möglich geschädigt oder beeinträchtigt wird, indem diese lediglich verdrängt und nicht abgetrennt wird. Hierzu haben sich neben abgerundeten Stirn- und Umfangsflächen auch gewindeartige oder spiralförmige Grundformen des Schafts als besonders zweckmäßig erwiesen.
In besonders vorteilhafter Weise lässt sich die erfindungsgemäße Prothese auch bei osseointegrierten und transkutan ausgeleiteten Prothesensystemen einsetzen, bei denen ein Gelenkelement nicht vorgesehen ist. Dabei bildet die Prothese ein sogenanntes Endomodul.
Ein Bohrwerkzeug zur Extraktion des Schafts der Prothese ist nach der Bauart eines Kronenbohrers mit einer stirnseitigen Schneide entlang einer kreisringförmigen Kontur ausgeführt, die zumindest abschnittsweise einen Hohlraum des Bohrwerkzeugs einschließt, wobei die lichte Weite des Hohlraums geringfügig zwischen 0,1 mm bis 4 mm größer bemessen ist als die zylindrische Umfangskontur der Hüllfläche des Schafts. Hierdurch gelingt es erstmals, den Schaft ohne einen wesentlichen Substanzverlust aus dem Markkanal zu entfernen, indem das Bohrwerkzeug mit seinem zylindrischen Hohlraum auf den von der Aufnahme befreiten Schaft in dem proximalen Schaftbereich aufgesetzt und an diesem entlang in Richtung des distalen Schaftbereichs translatorisch bewegt wird. Dabei dient der Schaft als Führung, sodass Abweichungen von der Mittellängsachse des Schafts grundsätzlich ausgeschlossen sind. Durch einen vorzugsweise einstellbaren Tiefenanschlag des Bohrwerkzeugs wird das Erreichen der Stirnfläche des distalen Schaftbereichs erkannt und der Vorschub des Bohrwerkzeugs beendet. Die von dem Bohrwerkzeug unerreichbare Stirnfläche hat dann lediglich noch eine geringe Haftung, sodass der Schaft durch Einleiten eines Drehmoments von dem angewachsenen Gewebe im Stirnbereich gelöst werden kann. Selbstverständlich kann das Bohrwerkzeug mit einer Absaugung und/oder einer Kühlmittelzufuhr ausgestattet sein. Weiterhin können auch Sensoren in dem Bohrwerkzeug zur Erfassung wesentlicher Parameter, beispielsweise der Temperatur, angeordnet sein.
Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

1 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Prothese als Gelenkprothese ausgeführten Prothese in einer im Femur fixierten Position;
2 eine entlang der Linie I-I geschnittene Darstellung der in 1 gezeigten Prothese mit einem in dem Femur integrierten Schaft;
3 eine vergrößerte Seitenansicht des Schafts;
4 eine perspektivische Ansicht des Schafts;
5 eine weitere perspektivische Ansicht des Schafts;
6 eine weitere Schnittdarstellung der Prothese mit dem in dem Femur integrierten Schaft;
7 eine Variante der in 3 gezeigten Prothese in einer geschnittenen Seitenansicht;
8 eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Prothese in einer geschnittenen Seitenansicht;
9 eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Prothese in einer geschnittenen Seitenansicht.

Eine erfindungsgemäße femorale Prothese 1 einer Hüftgelenkprothese mit einer Aufnahme 2 für ein lediglich andeutungsweise dargestelltes, kugelförmiges künstliches Prothesenelement 3 wird nachstehend anhand der Figuren näher erläutert. Die Prothese 1 hat einen Schaft 4 zur zementfreien intramedullären Verankerung im Markkanal 5 eines menschlichen oder tierischen Knochens 6, der in seinem proximalen Schaftbereich 7 eine zylindrische Querschnittsform aufweist und aus einem Vollmaterial eines geeigneten Metalls besteht. In diesem proximalen Schaftbereich 7 ist eine Durchgangsöffnung 8 mit einem Innengewinde 9 als Widerlager für die Aufnahme 2 vorgesehen. Die Längsachse 10 der als Bohrung ausgeführten Durchgangsöffnung 8 ist dabei geneigt gegenüber der Querschnittsfläche des Schafts 4 und schließt mit der Mittellängsachse 11 des Schafts 4 einen durch den CCD-Winkel bestimmten spitzen Winkel α ein. Bei der Durchführung der Operation wird zunächst der Schaft 4 in den infolge der Resektion geöffneten Markkanal 5 mit geringer Krafteinwirkung durch eine translatorische Bewegung eingesetzt. Eine Vorbehandlung des Markkanals 5, insbesondere das Entfernen von Gewebe, wird dabei weitgehend vermieden. Um dies zu erreichen, können verschiedene Schaftlängen und/oder Schaftdurchmesser probeweise eingesetzt und der geeignete Schaft 4 ausgewählt werden. Nachdem der passende Schaft 4 in dem Markkanal 5 positioniert wurde, wird in das Innengewinde 9 der Durchgangsöffnung 8 die in ihrer Grundform zylindrische Aufnahme 2 mit ihrem dem Innengewinde 9 entsprechenden Gewindeabschnitt 12 eingeschraubt. Dabei durchdringt der Gewindeabschnitt 12 den Schaft 4 bis in die dem Prothesenelement 3 gegenüberliegende spongiöse Knochenstruktur 13 des Femurs, ohne hingegen die Kortikalis 14 zu durchdringen.
Die Aufnahme 2 nimmt bereits zumindest näherungsweise die gewünschte Position ein, wodurch die axiale Position des Schafts 4 bereits gesichert ist, jedoch noch keine belastbare Fixierung des Schafts 4 entsteht. Diese wird im nächsten Schritt dadurch geschaffen, dass auf die Aufnahme 2 ein in seiner Grundform kegelförmiges Stützelement 15 an der Trennfläche 16 der Resektion mit einer konkaven Anlagefläche 17 ausgerichtet wird, welches zugleich der ursprünglichen Form des Collum Femoris nachempfunden ist. Mittels eines als eine mit einem Gewinde versehenen Spannachse ausgeführten Spannmittels 18 wird hiernach das Stützelement 15 an der Aufnahme 2 gegen die Trennfläche 16 vorgespannt, wobei sich die Aufnahme 2 ihrerseits an dem Schaft 4, an dem die Aufnahme 2 durch ihren Gewindeabschnitt 12 axial fixiert ist, abstützt, sodass der Schaft 4 als Widerlager der eingeleiteten Fixierkraft dient. Der Schaft 4 seinerseits stützt sich dabei, wie durch Richtungspfeile F verdeutlicht, entlang seiner Haupterstreckung im Inneren des Markkanals 5 an der medialen Seite ab.
Anders als beim Stand der Technik ist also eine hohe formschlüssige Haltekraft des Schafts 4 in dem Markkanal 5 für die Fixierung der Prothese 1 erfindungsgemäß ohne Bedeutung. Vielmehr dient der Schaft 4 lediglich als Widerlager, sodass der Schaft 4 seine Endposition gegebenenfalls auch erst nach Einleitung der Vorspannkraft mittels des Spannmittels 18 der Aufnahme 2 erreicht. An der so fixierten Aufnahme 2 kann das Prothesenelement 3 in an sich bekannter Weise angebracht werden, wobei auch eine mit der Aufnahme 2 einteilige Variante des Prothesenelements 3 realisierbar ist. Es ist leicht verständlich, dass die erforderlichen Manipulationen an der verbliebenen Knochensubstanz bedingt durch die Fixierung der Prothese 1 weitaus geringer sind als beim Stand der Technik. Einerseits erfordert eine aus dem Stand der Technik bekannte, außenliegende, unterhalb des Trochanter Major 19 anzubringende Widerlagerplatte eine zusätzliche Öffnung der Kortikalis 14 und verändert zudem entsprechend der äußeren Abmessungen der Widerlagerplatte die äußere Kontur des Femurs, was sich in vielen Fällen als problematisch erwiesen hat. Andererseits führen aus dem Stand der Technik bekannte Prothesen 1 mit einem keilförmigen Schaft 4 zu einer unerwünschten Keilwirkung und somit zu Spreizkräften in dem Markkanal 5, und lassen zudem nach dem Eintreiben in den Markkanal 5 eine Neupositionierung der Prothese 1 in der Regel nicht zu, sodass auftretende Positionierungsfehler nicht korrigiert werden können. Die erfindungsgemäße Prothese 1 vereinigt somit bereits gleich mehrere wesentliche Vorteile beim Einbringen der Prothese.
Hinzu kommt aber noch ein weiterer Vorteil, für den Fall, dass die Prothese 1 beispielsweise nach längerer Nutzung aus dem Knochen 6 entnommen werden muss, was bekanntlich aufgrund der Keilform der aus dem Stand der Technik bekannten Schaftprothesen und der hinzukommenden Gewebeanwachsungen zu erheblichen Problemen führt. Zumindest ist in vielen Fällen eine Entnahme entgegen der ursprünglichen Fügerichtung nicht mehr möglich, was in der Folge zu einem wesentlichen Eingriff in die Knochensubstanz führt.
Die Erfindung macht sich hierbei zunutze, dass der Schaft 4 keiner Keilform bedarf und daher zylindrisch ausgeführt sein kann. Dabei besteht der Schaft aus dem massiven proximalen Schaftbereich 7 mit der Durchgangsöffnung 8, der eine kreisförmige Querschnittsfläche aufweist und dadurch eine zylindrischen Umfangskontur 20 als Hüllfläche bestimmt. Der sich anschließende distale Schaftbereich 21 ist vorzugsweise nicht massiv ausgeführt, sondern - wie insbesondere in den 3 bis 5 zu erkennen - als Hohlprofil mit einer geschlossenen Anlagefläche 22 und einer abgewandten konkaven Öffnung 23, um das Einwachsen von Gewebe zu begünstigen. Eine distale Stirnfläche 24 des distalen Schaftbereichs 21 ist dabei mit einer Abrundung 25 versehen, wie dies insbesondere in 5 erkennbar ist, um das im Markkanal 5 vorhandene Gewebe weitgehend schädigungsfrei verdrängen zu können. Wesentlich ist dabei, dass die Kontur des distalen Schaftbereichs 21 über die zylindrische Umfangskontur 20 radial nicht erweitert ist, sodass jede Querschnittsfläche des distalen Schaftbereichs 21 innerhalb dieser Umfangskontur 20 liegt.
Zur Entnahme des Schafts 4 dient ein nach der Art eines Kronenbohrers ausgeführtes, nicht gezeigtes Bohrwerkzeug mit stirnseitiger Schneide, das einen zylindrischen Hohlraum einschließt. Dieser Hohlraum entspricht der zylindrischen Umfangskontur 20 des Schafts 4, ist also lediglich geringfügig größer als der maximale Schaftdurchmesser, und kann daher auf den Schaft 4 aufgesetzt und an diesem als Führung während der Bohrbearbeitung entlang bewegt werden. Die Handhabung des Bohrwerkzeugs ist somit denkbar einfach, weil der Schaft 4 als Führung die Orientierung des Bohrwerkzeugs bestimmt. Bei Erreichen einer ausreichenden Bohrtiefe wird das Bohrwerkzeug entnommen und der Schaft 4 durch eine leichte Drehung von seinen stirnseitigen Anwachsungen getrennt. Der bei der Entnahme des Schafts 4 auftretende Substanzverlust ist äußerst gering. Zudem lässt sich der Eingriff schnell durchführen. In den entstandenen Kanal kann unmittelbar wieder ein Schaft 4 eingesetzt werden, der lediglich ein dem Bohrwerkzeug entsprechendes Übermaß besitzen muss.
6 verdeutlicht die Fixierung des Stützelementes 15 an der Trennfläche 16 des Knochens 6 mittels des Spannmittels 18, indem sich die Aufnahme 2 ihrerseits an dem Schaft 4 abstützt. Wie zu erkennen, ist für eine zuverlässige und belastbare Fixierung eine ausreichende relative Beweglichkeit des Stützelements 15 gegenüber dem Schaftbereich 7 des Schafts 4 erforderlich. Anderenfalls lässt es sich nicht zuverlässig ausschließen, dass das Stützelement 15 lediglich gegenüber dem Schaft 4, hingegen nicht oder nicht ausreichend gegenüber der Trennfläche 16 vorgespannt ist. Hierzu ist in axialer Richtung ein Spalt s und in radialer Richtung ein Spalt S vorgesehen, der in der Praxis beispielsweise durch ein Langloch in dem Stützelement 15 realisiert werden kann.
7 zeigt eine Variante der Prothese 1 mit einem modifizierten Stützelement 26 mit einer Ausnehmung 27, die von dem proximalen Schaftbereich 7 durchdrungen ist. Indem bei dieser Variante der Schaft 4 in seinem proximalen Schaftbereich 7 mit der Durchgangsöffnung 8 als Widerlager für die Aufnahme 2 dient und zugleich die Ausnehmung 27 in dem Stützelement 26 durchdringt und mit diesem vorzugsweise konturbündig abschließt, wird eine weiter verbesserte Stabilität und Belastbarkeit der Prothese 1 erreicht. Zugleich dienen die beiden Kreuzungspunkt der Zentrierung der Aufnahme 2, wodurch die Positionierung und Orientierung in dem Knochen 6 optimiert wird.
8 zeigt eine Variante der in den 6 und 7 gezeigten Prothese 1. Dabei erfolgt die Fixierung des Stützelements 15 an der Trennfläche 16 des Knochens 6 zusätzlich zu dem Spannmittel 18 durch ein achsparalleles Fixiermittel 28. Hierdurch wird eine verbesserte Krafteinleitung in den Schaft 4, insbesondere eine parallele Ausrichtung des Schafts 4 und eine flächige Anlage entlang seiner Haupterstreckung im Inneren des Markkanals 5, an der medialen Seite erreicht.
9 zeigt eine Variante der Prothese 1 mit einem modifizierten Stützelement 29, bei dem das Fixiermittel 28 unterhalb des in 2 gezeigten Prothesenelements 3 und geneigt zu dessen Achse angeordnet ist. Dadurch kann die Positionierung des Stützelements 29 an der Trennfläche 16 unabhängig von der Fixierung des Prothesenelements 3 an dem Stützelement 29 durchgeführt und das Spannmittel 18 ersetzt werden. Beispielsweise kann das Stützelement 29 bei einer unlösbaren Verbindung des Prothesenelements 3 an der Aufnahme 2 eingesetzt werden.
BEZUGSZEICHENLISTE

1: Prothese
2: Aufnahme
3: Prothesenelement
4: Schaft
5: Markkanal
6: Knochen
7: Schaftbereich
8: Durchgangsöffnung
9: Innengewinde
10: Längsachse
11: Mittellängsachse
12: Gewindeabschnitt
13: Knochenstruktur
14: Kortikalis
15: Stützelement
16: Trennfläche
17: Anlagefläche
18: Spannmittel
19: Trochanter Major
20: Umfangskontur
21: Schaftbereich
22: Anlagefläche
23: Öffnung
24: Stirnfläche
25: Abrundung
26: Stützelement
27: Ausnehmung
28: Fixiermittel
29: Stützelement
α: Winkel
F: Richtungspfeil
s: Spalt
S: Spalt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19601340 C1 [0005]
DE 19610741 C1 [0006]
DE 2724234 A1 [0007]
EP 1857062 A1 [0008]
US 20190254828 A1 [0009]
DE 102004043315 A1 [0011]
EP 0910317 B1 [0012]
EP 3570788 B1 [0013]
DE 9212846 U1 [0014]
EP 1738723 A1 [0014]

Claims

Eine insbesondere als eine Gelenkprothese ausgeführte Prothese (1) mit einer Aufnahme (2) für ein künstliches Prothesenelement (3) und mit einem Schaft (4) zur insbesondere zementfreien intramedullären Verankerung in einem Markkanal (5) eines menschlichen oder tierischen Knochens (6), dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (4) einen proximalen Schaftbereich (7) mit einer insbesondere ein Innengewinde (9) aufweisenden Durchgangsöffnung (8) hat, in der die Aufnahme (2) mit einem vorbestimmten spitzen Winkel (α) gegenüber der Mittellängsachse (11) des Schafts (4) festlegbar ist, sodass der Schaft (4) in der implantierten Position innerhalb des Markkanals (5) als Widerlager für die Aufnahme (2) dient, die mit einem Stützelement (15, 26, 29) an der Trennfläche (16) des Knochens (6) anlegbar ist.
Prothese (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch den proximalen Schaftbereich (7) mit seiner kreisförmigen Querschnittsfläche eine zylindrische Umfangskontur (20) als Hüllfläche bestimmt ist und dass die Querschnittsfläche des distalen Schaftbereichs (21) innerhalb der zylindrischen Umfangskontur (20) des proximalen Schaftbereichs (7) liegt.
Prothese (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der distale Schaftbereich (21) zumindest abschnittsweise als ein Hohlkörper ausgeführt ist und/oder eine konkave Querschnittsform und/oder konkave Öffnung (23) aufweist.
Prothese (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der distale Schaftbereich (21) im Bereich seiner Stirnfläche (24) zumindest abschnittsweise als ein offener Hohlkörper ausgeführt ist und/oder eine durchbrochene Wandfläche aufweist.
Prothese (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die distale Stirnfläche (24) eine stetig verlaufende konvexe Form, insbesondere sphärische Flächenabschnitte, aufweist.
Prothese (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (15, 26, 29) der Aufnahme (2) zur Abstützung an der Trennfläche (16) eine zumindest abschnittsweise konkave Anlagefläche (22) aufweist.
Prothese (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der proximale Schaftbereich (7) in eine Ausnehmung (27) des Stützelements (26, 29) formschlüssig eingreift und/oder die Ausnehmung (27) durchdringt.
Prothese (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der proximale Schaftbereich (7) und/oder der distale Schaftbereich (21) zumindest abschnittsweise mit einer das Einwachsen oder Anwachsen von Gewebe begünstigenden Oberflächenbeschaffenheit ausgestattet ist.
Prothese (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (15, 26, 29) mittels eines Spannmittels (18) und/oder eines Fixiermittels (28) gegenüber dem Schaft (4) vorspannbar ist.
Eine für eine insbesondere als eine Endo-Exo-Prothese ausgeführte Prothese (1) bestimmte Prothese (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche.