DE10205865A1

DE10205865A1 - Schenkelhalsendoprothese für ein künstliches Hüftgelenk

Info

Publication number: DE10205865A1
Application number: DE2002105865
Authority: DE
Inventors: Hans Grundei
Original assignee: Eska Implants GmbH and Co KG
Current assignee: ORTHODYNAMICS GMBH, DE
Priority date: 2002-02-08
Filing date: 2002-02-08
Publication date: 2003-08-21
Anticipated expiration: 2022-02-09
Also published as: DE10205865B4

Abstract

Es wird eine Schenkelhalsendoprothese (1) für ein künstliches Hüftgelenk beschrieben. Diese weist auf: DOLLAR A - eine im oberen Bereich eines Femurs (F) unterhalb des Trochanter majors implantierbare Hülse (2), mit derem proximalen Ende ein Adapter in Form eines Doppelkonus zur Aufnahme einer künstlichen Gelenkkugel verbindbar ist, DOLLAR A - ein nach caudal gebogenes, als massives Stielende (3) ausgebildetes Hülsenende. DOLLAR A Die medial zugewandte Seite der Hülse (2) hat nun einen Verlauf inne, der im wesentlichen einem Kreissegment folgt, das auf einem gedachten Kreis mit einem Radius im Bereich von 60-90 mm liegt, dessen Mittelpunkt (M) der Mittelpunkt desjenigen Kreises ist, der von einem zwischen dem Trochanter minor (T) und dem unteren Mündungsbereich der natürlichen Gelenkkugel (k) in den Schenkelhals verlaufende Teilkreis aufgespannt wird. DOLLAR A Die spezielle Formgebung der medial zugewandten Seite der Hülse (2) führt zu einer Vergleichmäßigung des Spaltes zwischen der Innenkortikalis des Femurs (F) und der Hülse (2) und damit zu einer Vergleichmäßigung unter Belastung auftretenden Spannungsspitzen.

Description

Es wird eine Schenkelhalsendoprothese für ein künstliches Hüftgelenk beschrieben.
Zur Behandlung eines distruierten, d. h. zerstörten Hüftgelenkkopf, woraus erhebliche Schmerzempfindungen und gravierende funktionelle Einschränkungen des Gelenks resultieren, haben sich im wesentlichen zwei Therapiemöglichkeiten während der letzten Jahrzehnte durchgesetzt:
Zum einen ist es möglich, den Patienten mit einer Prothese zu versorgen, d. h. also mit einem externen Stützapparat. Neben der Tatsache, daß diese Versorgungsmöglichkeit kosmetisch völlig unakzeptabel ist, ist sie auch versorgungstechnisch nur suboptimal.
Als weitere, weitverbreitete Möglichkeit ist es vorgesehen, den Patienten mit einer Endoprothese zu versorgen, namentlich mit einer Hüftstielendoprothese, bei welcher ein Stiel in den zuvor freigeräumten Knochenmarksraum des Femurs eingesetzt wird und dort zementlos oder unter Verwendung eines Zements fixiert wird. An der proximalen Seite weist eine derartige Endoprothese dann die Möglichkeit des Anschlusses einer künstlichen Gelenkkugel auf.
Gerade die letzte Möglichkeit ist stark in der Patentliteratur vertreten. An dieser Stelle sei nur beispielsweise auf die DE 94 12 408 U1 hingewiesen.
Unter den einen oder anderen der in der Patentliteratur vorgeschlagenen Hüftstielendoprothesen gibt es einige Ansätze, die recht vielversprechend sind im Hinblick auf die Langzeitstabilitiät im Patientenkörper. Früher oder später jedoch, beispielsweise nach 10 bis 15 Jahren, ist zu beobachten, daß die Endoprothese einem Verschleiß unterworfen ist, welcher zu der Notwendigkeit führt, in einem Revisionseingriff die implantierte Endoprothese zu entfernen und durch eine neue zu ersetzen. Dies ist freilich nicht ganz unproblematisch, da durch die Resektion und Ausräumung des Knochenmarkraumes ein nicht unerheblicher Anteil natürlichen Knochenmaterials bei der Erstimplantation entfernt worden ist. Das einmal entfernte Material fehlt dann unter Umständen bei einem Revisionseingriff. Dies kommt insbesondere dann zum Tragen, wenn die Patienten relativ jung sind, bei denen also von vornherein davon auszugehen ist, daß sie im Laufe ihres Lebens mindestens einem Revisionseingriff unterworfen werden müssen.
Eine Endoprothese, die mit einer geringfügigeren Resektion natürlichen Knochenmaterials auskommt als die bekannten Hüftstielendoprothesen ist bekannt geworden aus der DE 27 24 234 C2. Das darin beschriebene Prothesenteil wird im oberen Bereich eines Femurs, ohne daß ein Stiel in den Knochenmarksraum reichen würde. Diese auch als Druckscheibenprothese bezeichnete Prothese greift im wesentlichen mit einer proximalen Druckplatte über die Kortikalis des resezierten Femurschenkelhalses im Bereich des entfernten Hüftgelenkkopfes. Sie wird mit einer Druckplatte, die lateral am Femur anliegt, verspannt, derart, daß alle mechanischen Kräfte zwischen der Endoprothese und dem Femur direkt in die Kortikalschicht des Femurs eingeleitet werden, wodurch eine als unzulässig empfundene mechanische Beanspruchung der Spongiosa vermieden werden soll. Der Philosophie dieser Prothese liegt - wie ausgeführt - die Annahme zugrunde, daß die Spongiosa des Femurs möglichst wenig beansprucht werden soll. Dies wird erkauft durch eine extreme Belastung der Kortikalis des Femurs, indem nämlich sämtliche Kräfte darauf abgelastet und darin eingeleitet werden. Dies entspricht nach heutiger Erkenntnis in keiner Weise den natürlichen Belastungsverhältnissen.
Eine ganz ähnlich wirkende Prothese zeigt im übrigen die WO 89/11837, bei der die Funktion der proximalen Druckplatte gemäß der vorerwähnten Druckschrift wahrgenommen wird durch den speziell ausgebildeten Hüftgelenkkopf, der innenseitig mit einer Ausnehmung versehen ist, an der sich innenseitig der resezierte Femurstumpf unter Druckerzeugung anlegt.
Zwei Prothesen, bei denen augenscheinlich die Hauptlast von der Spongiosa des Femurknochens aufgenommen werden soll, sind bekannt aus der FR 26 26 169 A1 und FR 26 74 122 A1. Bei der erstgenannten Druckschrift der beiden ist vorgesehen, einen proximal einen Steckkonus aufweisenden Gewindebolzen in die Spongiosa einzuschrauben. Dies dürfte innerhalb kürzester Zeit zu schweren Instabilitätsproblem führen. Bei der zweitgenannten Druckschrift der beiden wird eine einen Steckkonus tragende Platte mittels einer Reihe von Knochenschrauben befestigt, wobei die Knochenschrauben in die Spongiosa reichen. Auch hieraus ergeben sich ernsthafte Stabilitätsfragen, da die Spongiosa von Natur aus im Verhältnis zur Kortikalis des Femurknochens punktuell nur gering belastbar ist.
Einen anderen Weg beschreitet die EP-A-0 878 176. In dieser Druckschrift wird eine Schenkelhalsendoprothese beschrieben, die eine zementlos im oberen Bereich eines Femurs unterhalb des Trochanter majors implantierbare Hülse aufweist, die an ihrem proximalen Ende mit einer künstlichen Gelenkkugel versehen ist. Ihre Hülsenaußenseite ist zumindest teilweise mit einer offenmaschigen dreidimensionalen Raumnetzstruktur belegt. Darüber hinaus weist sie ein nach caudal gebogenes, als Stielende ausgebildetes Hülsenende auf, welches ebenfalls zumindest teilweise mit einer offenmaschigen dreidimensionalen Struktur belegt ist. Eine caudal ausgerichtete Stufe in der Hülse im Übergangsbereich zum Hülsenende sorgt für eine Ablastung der eingeleiteten Kräfte in die das Implantat umgebende Spongiosa. Im Gegensatz zu langstieligen Hüftlangstielendoprothesen findet die Endoprothese der vorerwähnten Art in der Metaphyse des Femurknochens Platz. Gegenüber den Langstielendoprothesen sind nur relativ geringe Resektionen von natürlichem Knochenmaterial notwendig, weswegen sie sich den natürlichen Verhältnissen erheblich besser anpaßt als jene der vorerwähnten Druckschriften. Hierzu trägt auch bei, daß die Hülse und das Hülsenende zumindest teilweise mit der erwähnten offenmaschigen dreidimensionalen Raumnetzstruktur belegt ist, in welche Knochentrapekel einwachsen und so für eine dauerhafte Fixation der Endoprothese in der Metaphyse sorgen.
Nun gibt es Indikationen, bei denen die bekannten Schenkelhalsendoprothesen nicht zu einer optimalen Ablastung der Kräfte in der Spongiosa führen aufgrund von punktuellen Anlagen an der Innenkortikalis des Femurs. Diese Anlagen können dann unter Belastung zu Spitzenspannungen in der Kortikalis führen, was nach einer gewißen Zeit unweigerlich zu einer Nekrose führt.
Vor diesem Hintergrund ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schenkelhalsendoprothese der vorerwähnten Art so weiterzubilden, daß sie einen optimalen Sitz in der Metaphyse der Femurs einnehmen kann, wobei die Krafteinleitung in die angrenzende Spongiosa und in die Kortikalis optimiert werden soll.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Schenkelhalsendoprothese mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Demgemäß weist die erfindungsgemäße Schenkelhalsendoprothese auf:

- eine in den oberen Bereich eines Femurs unterhalb des Trochanter majors implantierbare Hülse, mit deren proximalen Ende ein Adapter in Form eines Doppelkonus zur Aufnahme einer Gelenkkugel verbindbar ist,
- ein nach caudal gebogenes, als massives Stielende ausgebildetes Hülsenende, und
- eine caudal ausgerichtete Stufe in der Hülse im Übergangsbereich Hülsenende, wobei die medial zugewandte Seite der Hülse einen Verlauf aufweist, der im wesentlichen einem Kreissegment folgt, das auf einem gedachten Kreis mit einem Radius im Bereich von 60 mm-90 mm liegt, dessen Mittelpunkt der Mittelpunkt desjenigen Kreises ist, der von einem zwischen dem Trochanter minor und dem unteren Mündungsbereich der natürlichen Gelenkkugel in den Schenkelhals verlaufenden Teilkreis aufgespannt wird.

Die Grundform der erfindungsgemäßen Schenkelhalsendoprothese ist im wesentlichen bekannt aus der schon erwähnten EP-A 0-878 176. Allerdings führt das spezielle Design dazu daß die Druckspitzen in der Spongiosa und in der Kotikalis vergleichmäßigt werden. Der spezielle erfindungsgemäße Verlauf der Hülse entlang eines Kreisbogens mit den erwähnten Parametern folgt im wesentlichen dem Verlauf der Innenkortikalis auf der medialen Seite, so daß der Spalt zwischen der Endoprothese und der Innenkortikalis praktisch auf der gesamten Länge der Hülse konstant bleibt. Die Metaphyse wird gegenüber dem Fall bei der bekannten Endoprothese stärker mit Material ausgefüllt. Dies führt sodann zu einer wesentlich größeren caudal gerichteten Stufe in der Hülse im Übergangsbereich zum Hülsenende. Auch hierdurch findet eine noch bessere Ablastung der Belastungskräfte statt, aufgrund der Tatsache, daß die Ablastfläche der Stufe gegenüber der bekannten Endoprothese vergrößert ist und dadurch der Flächendruck geringer wird. Dies führt dazu, daß das massive Hülsenende, welches nach caudal gebogen ist, noch stärker als Hypomochlion wirkt als dies bereits bei der genannten bekannten Schenkelhalsendoprothese der Fall gewesen ist.
Die erfindungsgemäße Schenkelhalsendoprothese kann entweder als mit Zement zu implantierendes Implantat ausgeführt sein, oder aber als sogenannte zementlose Endoprothese.
Im Falle des Zementierens des Implantates führt das erfindungsgemäße Design zu einer Vergleichmäßigung der Zementschicht zwischen der medialen Innenkortikalis des Femurs und dem Implantat aufgrund des sehr vergleichmäßigten Spaltes zwischen dem Implantat und der Kortikalis. Hierdurch werden die Flächenspannungen minimiert.
Im Falle der Ausführung als zementloses Implantat führt die erfindungsgemäße Formgebung zu einer verstärkten Krafteinleitung in die angrenzende Spongiosa und in die Kortikalis. Hierdurch wird die Erhaltung des Knochens gewährleistet.
Im Falle der mit Zement zu implantierenden Endoprothese sieht diese vorteilhaft vor, daß ihre Hülse an ihrem proximalen Ende einen Kragen zur Anlage an den Resektionsflächen des Schenkelhalses aufweist. Dieser Kragen dient gewissermaßen als Anschlag und sorgt dafür, daß das Implantat nicht unkontrolliert in die Diaphyse abwandern kann.
Im Falle der Ausführung als zementlos zu implantierendes Implantat ist die Außenseite der Hülse der Schenkelhalsendoprothese zumindest teilweise mit einer dreidimensionalen offenmaschigen Raumnetzstruktur versehen. In diese wächst nach kurzer Zeit nach der Operation Knochenmaterial ein und führt zur Primär- und Sekundärfixation im Schenkelhals.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Stielende mit nach caudal orientierten Rippen, die besonders bevorzugt von ventral nach dorsal orientiert sind, versehen ist. Diese Rippen vergrößern im Bereich des massiven Stielendes die Auflagefläche zwischen dem Implantat und der Spongiosa und bieten damit einer Verteilung der Belastungskräfte eine größere Fläche.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungsfiguren beispielhaft näher erläutert. Hierbei zeigt:
Fig. 1 die schematische Einbaulage der Schenkelhalsendoprothese, und
Fig. 2 die Ansicht entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1
Die Schenkelhalsendoprothese 1 weist im oberen Bereich des Femurs F unterhalb des Trochanter majors eine implantierbare Hülse 2 auf. Deren proximales Ende ist mit einem Adapter in Form eines Doppelkonus zur Aufnahme einer künstlichen Gelenkkugel (nicht dargestellt) verbindbar. Vorliegend ist in Fig. 1 die natürliche Gelenkkugel K dargestellt, da nur anhand dieser im Zusammenspiel mit dem Trochanter minor die spezielle Formgebung der Schenkelendoprothese 1 erläutert werden kann. Die Hülse 2 geht über in ein nach caudal gebogenes, als massives Stielteil 3 ausgebildetes Hülsenende über. Das Hülsenende 3 wirkt vorliegend als Hypomochlion. Im Übergangsbereich von der Hülse 2 zum Stielende 3 findet sich die nach caudal ausgerichtete Stufe 8, welche auf der darunterliegenden Spongiosa ablastet.
Der mediale Bereich der Hülse 2 ist nun so ausgebildet, daß der Spalt zwischen der Kortikalis des Femurs F und der Hülse 2 nahezu gleichmäßig ist. Hierdurch wird eine Vergleichmäßigung der ablastenden Kräfte erzielt. Geometrisch wird dieser letzte Sachverhalt dadurch formuliert, daß die medial zugewandte Seite der Hülse 2 einen Verlauf hat, der im wesentlichen einem Kreissegment folgt. Dieses Kreissegment liegt auf einem gedachten Kreis, dessen Mittelpunkt der Mittelpunkt desjenigen Kreises ist, der von einem zwischen dem Trochanter minor T und dem unteren Mündungsbereich der natürlichen Gelenkugel K in den Schenkelhals verlaufenden Teilkreis aufgespannt wird. Der so formulierte Zusammenhang führt also dazu, daß der Spalt zwischen der medialen Innenkortikalis und der Hülse 2 gleichmäßig ist. Die Auswirkungen hiervon lassen sich anhand Fig. 2 sofort erfassen.
Fig. 2 zeigt die Schnittansicht entlang der Linie II-II in Fig. 1 durch die hier als zu zementierende dargestellte Schenkelhalsendoprothese 1 im Bereich der oberen Hülse. Nur der Klarheit wegen sei erwähnt, daß vorliegend die konische Klemmhülse in der Hülse 2 nicht dargestellt ist, welche für das Zusammenspiel mit dem Konus des Doppelkonus des Adapters notwendig ist.
Aus Fig. 2 läßt sich bereits erkennen, daß hier die Zementschicht 11 zwischen der Innenkortikalis des Femurs F und der Hülse 2 sehr vergleichmäßigt ist. Dies trifft vorallem im unteren Berich der Fig. 2 zu, welche den medialen Abschnitt zeigt und damit denjenigen Bereich, in dem die Belastungskräfte in den Knochen eingeleitet werden. Die vergleichmäßigte Zementschicht 11 führt zu einer gleichmäßigeren Einleitung der Kräfte in die Kortikalis und beugt somit andernfalls möglichen Spannungsspitzen im Knochen vor, welche letztlich zur Zerstörung des Knochens führen können. Bezugszeichenliste 1 Schenkelhalsendoprothese
2 Hülse
3 Stielteil
7 Kragen
8 caudal ausgerichtete Stufe
10 Rippen
11 Zement

Claims

1. Schenkelhalsendoprothese (1) für ein künstliches Hüftgelenk, aufweisend
eine im oberen Bereich des Femurs (F) unterhalb des Trochanter majors implantierbare Hülse (2), mit deren proximalen Ende ein Adapter mit Form eines Doppelkonus zur Aufnahme einer Gelenkugel verbindbar ist,
ein nach caudal gebogenes, als massives Stielende (3) ausgebildtes Hülsenende (3), und
eine caudal ausgerichtete Stufe (8) in der Hülse (2) im Übergangsbereich zum Hülsenende, wobei die medial zugewandte Seite der Hülse (2) einen Verlauf hat, der im wesentlichen einem Kreissegment folgt, das auf einem gedachten Kreis mit einem Radius im Bereich von 60 mm-90 mm liegt, dessen Mittelpunkt (M) der Mittelpunkt desjenigen Kreises ist, der von einem zwischen dem Trochanter minor (T) und dem unteren Mündungsbereich der natürlichen Gelenkugel (K) in den Schenkelhals verlaufenden Teilkreis aufgespannt wird.

2. Schenkelhalsendoprothese nach Anspruch 1, bei der die Hülse (2) an ihrem proximalen Ende einen Kragen (7) zur Anlage an Resektionsflächen des Schenkelhalses aufweist.

3. Schenkelhalsendoprothese nach Anspruch 1, bei der die Außenseite der Hülse (2) zumindest teilweise mit einer dreidimensionalen offenmaschigen Raumnetzstruktur versehen ist.

4. Schenkelhalsendoprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Stielende (3) mit dem caudal orientierten Rippen (10) versehen ist.

5. Schenkelhalsendoprothese nach Anspruch 4, bei der die Rippen (10) von ventral nach dorsal orientiert sind.