DE10303660B4 - Hüftendoprothesen- System - Google Patents

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Abstract

Hüftendoprothesen-System für Hüftgelenkendoprothesen mit einer Keramik-Steckkugel und einem Adapter, wobei die Keramik-Steckkugel (1) mit dem Adapter (20, 40) auf einen Konus einer implantierten Hüftendoprothese in eine kraftschlüssige Verbindung gebracht werden kann und wobei der Adapter (20, 40) den gesamten möglichen überlappenden Toleranzbereich des Außenkonus des Schaftes der Endoprothese zum Adapter und weiter zum Innenkonus der Keramik-Steckkugel (1) aufnimmt und damit einen für die Keramik-Steckkugel (1) verträglichen Spannungsverlauf erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (20, 40 einen reagierenden Innenkonus (22, 42) aufweist, und dass der Adapter (20) von seiner unteren breiteren Seite (25) eine nach oben umlaufende Nut (23) trägt oder der Innenkonus (42) des Adapters (40) eine nach oben verlaufende Wölbung (43, 44) ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Hüftendoprothesen-System für Hüftgelenkendoprothesen mit einer Keramik-Steckkugel und einem Adapter, wobei die Keramik-Steckkugel mit dem Adapter auf einen Konus einer implantierten Hüftendoprothese in eine kraftschlüssige Verbindung gebracht werden kann und wobei der Adapter den gesamten möglichen überlappenden Toleranzbereich des Außenkonus des Schaftes der Endoprothese zum Adapter und weiter zum Innenkonus der Keramik-Steckkugel aufnimmt und damit einen für die Keramik-Steckkugel verträglichen Spannungsverlauf erzeugt.
  • Stand der Technik
  • Es ist im Bereich der Hüftendoprothesen bekannt, dass es beim Aufsetzen von Kugelsteckköpfen aus Keramik auf den Metallkonus von implantierten Hüftendoprothesen zu Haarrissen oder Bruchversagen der Keramik-Kugelsteckköpfe gekommen ist, da der Innenkonus dieser Keramik-Kugelsteckköpfe gegenüber solchen aus Metall nicht in der Lage ist, den gesamten Toleranzbereich unterschiedlich gefertigter Konuszapfen der Hüftendoprothesen aufzunehmen, um eine kraftschlüssige Konusverbindung ohne Spannungsspitzen herzustellen, und damit eine lokale Überlastung der Keramik erfolgt. Dies ist insbesondere bei einer Erstversorgung problematisch, wenn Produktteile verschiedener Hersteller verwendet werden, obwohl die Abmessungen der Innen- und Außenkonen bekannt sind.
  • Somit können beim Patienten sehr schmerzhafte und unnötige Komplikationen auftreten, was wiederum einer schnellen Revision bedarf, bzw. bei Revisionen, wenn der Konus bereits deformiert ist.
  • Auslöser von ungewollten Spannungen, die zu einem Reißen oder Platzen der Keramik-Steckkugel führen, sind demnach unzulässige Toleranzüberschneidungen oder gar Beschädigungen des Prothesenkonus zwischen dem Innenkonus der Keramikkugel und dem Außenkonus der Zapfen der Endoprothesen, wobei dies besonders im unteren bzw. im Bereich der größeren Durchmesser der Konen problematisch ist. Hier können Spannungserhöhungen schnell zum Bruchversagen der Keramikkugel führen.
  • Aus diesem Grund hat sich in der chirurgischen Praxis die Erkenntnis durchgesetzt, dass auf einen Metallkonus des Schaftes einer Hüftendoprothese, die bei einer Erstausstattung mit einem Keramiksteckkopf versehen wurde, bei einer Revision und Entfernung des Kugelkopfes, kein zweites Mal ein Keramiksteckkopf auf den Metallkonus gesetzt werden darf. Der Grund dafür liegt darin, dass beim Abziehen des Keramiksteckkopfes die Oberfläche des Metallkonus durch das Runden der die Rauheit ausmachenden gewindeartigen Spitzen des Konus so nachhaltig verändert ist, dass ein Innenkonus eines Keramiksteckkopfes hierauf kein zweites Mal kraftschlüssig sitzen kann. Diese Art der Toleranzkompensation ist mit der einmaligen Anwendung erschöpft.
  • Anderseits könnte man statt eines Keramiksteckkopfes einen entsprechenden Kopf aus Metall nehmen. Es ist aber seit längerem bekannt, dass bei der Erstversorgung mit einem Keramiksteckkopf auch ein solcher nach einer Revision verwendet werden muss, da vagabundierende Abriebteilchen der überwiegend aus Polyethylen gefertigten Pfannen innerhalb der Gelenkanordnung ansonsten sehr schnell zwischen Metallsteckkopf und Pfanne zu einem sich ausweitenden Abrieb und Lockerung des ganzen Systems führen würde, die härtere Keramik allerdings unempfindlich auf derartige Abriebpartikel reagiert.
  • Nun ist durch die US 5 362 311 A ein künstliches Hüftgelenk mit Metallprothese und Keramikkugelkopf bekannt, wobei zwischen dem Innenkonus der Keramikkugel und dem Metallkonus der Endoprothese Metallkonen in einer Dicke von 50 μm bis 8 mm eingefügt werden können, um unterschiedliche Abstände (Halslängendifferenz) in Richtung der Kugelkopfmittellinie ausgleichen zu können. Damit dienen diese Metallkonen dazu, den Keramikkugelkopf an eine vorher ausgemessene Position zwischen dem Metallkonus der Endoprothese und dem gemessenen Abstand zur Pfanne in Richtung Längsachse setzen zu können. Allerdings wird auch von unterschiedlichen Dicken in der Adapterwandung berichtet. Eine besondere Absicht und Verwendung zum Auffangen bzw. Abbau von Spannungstoleranzen beim Einsetzen von Keramik-Kugelsteckköpfen mit einem Metalladapter implantierten Endoprothesen ist hieraus nicht erkennbar.
  • Des Weiteren sind aus der DE 199 04 437 A1 , CH 676 922 A5 und DE 690 01 147 T2 Adapter bekannt, die eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Außenkonus des Schaftes der Endoprothese und dem Innenkonus des Kugelsteckkopfes gewährleistet, wobei ein für den Kugelsteckkopf verträglicher Spannungsverlauf erzeugt wird.
  • Aufgabenstellung
  • Der Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, Keramik-Kugelsteckköpfe mit einem Adapter zu versehen, sodass die Konussitzspannung mit dem späteren Zapfen einer Endoprothese entweder volltragend über den gesamten Konusbereich verläuft oder im schmaleren und oberen Bereich der Keramik-Steckkugel liegt. Die darüber hinaus weiterführende Aufgabe besteht darin, dass der Innenkonus der Keramikkugel mit dem Außenkonus des Adapters einen solchen abgestimmten Toleranzbereich aufweist, sodass der Adapter bereits mit ausgeglichener Spannung vormontiert sein kann und der Innenkonus des Adapters eine reagierende Funktion aufweist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
  • Zur Lösung dieser gestellten Aufgabe wird deshalb vorgeschlagen, vorrangig die Keramik-Steckkugeln mit einem Adapter oder auch paarweise auszuliefern, wobei der Toleranzbereich des Innenkonus der Keramik-Steckkugel zum Außenkonus des Adapters einen für die Keramikkugel hinsichtlich der Spannung ausgeglichenen Konussitz ergibt, wobei nahezu eine Kaltverschweißung erzielt wird. Weiterhin soll der Innenkonus des Adapters eine reagierende Funktion aufweisen, wobei „reagieren” bedeutet, dass der Innenkonus sich den unterschiedlichen Abmessungen der vorhandenen Konuszapfen von unterschiedlicher Erzeugung anpassen kann. Und zwar so, dass eine mögliche zu große Konusspannung im unteren und dickeren Bereich der gesamten Konusverbindung einerseits durch Nachgeben des unteren Bereiches des Innenkonus des Adapters kompensiert wird oder andererseits der Innenkonus des Adapters eine gewölbte, sich anpassende Oberfläche besitzt.
  • Dies wird einerseits dadurch erreicht, dass der Adapter eine ringförmige Nut im Bereich des größten Durchmessers besitzt, so dass ein durch den Spannungsdruck der Konusverbindung zum Zapfen der Endoprothese nachgebender Bereich im Innenkonus des Adapters entsteht.
  • Weiterführend kann der Innenkonus des Adapters eine gewölbte oder wahlweise sich anpassende Oberfläche besitzen, wobei die ansonst gerade Fläche des Innenkonus minimal so gewölbt ist, dass die größte Wölbung in der Hälfte der Konushöhe oder im unteren, im durchmessermäßig größeren Bereich liegt. Dieser Wölbungsbereich kann zusätzlich noch eine besondere Oberfläche mit besonderer Rautiefe aufweisen.
  • Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und werden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
  • 1 ein Steckkugelkopf mit integriertem Adapter,
  • 2 eine Einzelheit mit Nut im Adapter,
  • 3 ein weiterer Steckkugelkopf mit integriertem Adapter und
  • 4 eine Einzelheit mit Wölbung im Innenkonus des Adapters.
  • Die 1 und 2 zeigen eine Keramik-Steckkugel 1 mit integriertem Adapters 10 als erste Lösung eines „reagierenden” Innenkonus des Adapters 20. Die Keramik-Steckkugel 1 besitzt einen Boden 2, der über Radien 3 in den Innenkonus 4 übergeht. Die Außenkontur 7 stellt einen Radius um den Mittelpunkt 8 dar. Von der Basisfläche 6 geht eine Schräge 5 zum Außenradius 7. Derartige Keramik-Steckkugeln 1 sind dem Grunde nach bekannt und werden von verschiedenen Herstellern angeboten.
  • Wie bereits oben erwähnt, bildet der Toleranzbereich des Innenkonus 4 der Keramik-Steckkugel 1 zum Außenkonus 21 des Adapters 20 einen für die Keramikkugel spannungsfreien Konussitz, wobei nahezu eine Kaltverschweißung erzielt wird.
  • Der Adapter 20 hat einen Außenkonus 21, einen Innenkonus 22 und eine Öffnung 24 oben, die auch teilweise geschlossen ausgeführt sein kann. Weiterhin besitzt der Adapter 20 eine ringförmige Nut 23, die von der Basisfläche 25 innerhalb der Wanddicke liegt, wobei diese Nut 23 nicht mittig innerhalb der Wanddicke liegen muss, sondern so angeordnet ist, dass sich ein nachgebender Bereich 26 im Innenkonus 22 ergibt.
  • Die Tiefe der Nut 23 im Adapter 20 kann bis zur halben Gesamthöhe des Adapters 20 reichen, liegt aber vorzugsweise im unteren Drittel.
  • Die 3 und 4 zeigen die bereits oben genannte Lösung eines „reagierenden” Innenkonus 42 eines Adapters 40, der bereits ebenso wie vorstehend beschrieben eine Einheit 30 mit einer Keramik-Steckkugel 1 bildet oder auch paarweise angeliefert werden kann.
  • Auch hier bildet der Innenkonus 4 der Keramik-Steckkugel 1 mit dem Außenkonus 41 des Adapters 40 einen für die Keramikkugel spannungsadaptierenden Konussitz, wobei die Konuspassung nahezu eine Kaltverschweißung ergibt.
  • Nun ist ersichtlich, dass der Innenkonus 42 des Adapters 40 eine Wölbung 43 besitzt, die im unteren Drittel der Konusinnenfläche des Innenkonus 42 liegen sollte.
  • Es ergibt sich ein Wölbungsbereich 44, dessen Entstehung darin liegt, dass der größte Innendurchmesser „x” des Innenkonus 42 eine definierte Vergrößerung zum sonstigen Konusdurchmesser besitzt, zumindest aber einen vom Nennmaß nach Plus gerichteten Toleranzbereich.
  • Dieser Wölbungsbereich 44, oder auch der gesamte Konus, kann am Innenkonus 42 des Adapters 40 zusätzlich eine Oberflächenrautiefe besitzen, die eine besonders tiefe und verformbare Struktur besitzt, die beispielsweise eine Rautiefe von bis zu 50 μm betragen kann.
  • Nun ist es durchaus im Bereich dieser Erfindung, wenn ein in einen Keramik-Kugelkopf integrierter Adapter, sowohl die im Adapter 20 dargestellte Nut 23 trägt und zusätzlich einen Wölbungsbereich 44 aufweist, der außerdem noch eine besondere Rautiefe trägt.
  • Vorstehende Ausführungen machen deutlich, dass beim Aufbringen einer der oben genannten System-Kugelsteckköpfe auf einen Konuszapfen einer bereits implantierten Hüftendoprothese, die möglichen, durch Toleranzüberlappungen oder Schäden am dicken Ende der Konen entstehenden erhöhten Druckspannungen auf den unteren Teil der Keramikkugel vermieden werden, indem der „reagierende” Innenkonus (Bereich 26 und Wölbung 44) der Adapter 20, 40 diese auftretenden Spannungen in sich aufnimmt und die eigentliche Konusklemmwirkung in den oberen Teil der Adapter und damit zum maximalen Durchmesser der Keramikkugel verlagert werden.
  • Die Adapter 20, 40 bestehen auch einem chirurgisch implantierbaren Metall, beispielsweise Cr-Mo, Titan oder anderen Legierungen.

Claims (7)

  1. Hüftendoprothesen-System für Hüftgelenkendoprothesen mit einer Keramik-Steckkugel und einem Adapter, wobei die Keramik-Steckkugel (1) mit dem Adapter (20, 40) auf einen Konus einer implantierten Hüftendoprothese in eine kraftschlüssige Verbindung gebracht werden kann und wobei der Adapter (20, 40) den gesamten möglichen überlappenden Toleranzbereich des Außenkonus des Schaftes der Endoprothese zum Adapter und weiter zum Innenkonus der Keramik-Steckkugel (1) aufnimmt und damit einen für die Keramik-Steckkugel (1) verträglichen Spannungsverlauf erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (20, 40 einen reagierenden Innenkonus (22, 42) aufweist, und dass der Adapter (20) von seiner unteren breiteren Seite (25) eine nach oben umlaufende Nut (23) trägt oder der Innenkonus (42) des Adapters (40) eine nach oben verlaufende Wölbung (43, 44) ist.
  2. Hüftendoprothesen-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (20, 40) über seinen Außenkonus (21, 41) mit dem entsprechenden Innenkonus (4) der Keramik-Steckkugel (1) spannungsadaptiert verbunden wird, indem der Toleranzwert des kleineren Durchmessers der Innen- und Außenkonen (4, 21, 41) gegen Null gehalten und der Toleranzwert des größten Durchmessers der Innen- und Außenkonen (4, 21, 41) beim Außenkonus des Adapters nach Minus und beim Innenkonus der Keramik-Steckkugel (1) nach Plus toleriert wird.
  3. Hüftendoprothesen-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (23) bis zur Mitte der Adapterhöhe tief sein kann und einen elastischen Bereich (26) am Innenkonus (22) bildet.
  4. Hüftendoprothesen-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wölbung (43, 44) bis zur Mitte der Adapterhöhe oder über seine Gesamtlänge angeordnete Parabel sein kann und einen durch große Rautiefe gestalteten plastischen –+Bereich (43, 44) am Innenkonus (42) bildet.
  5. Hüftendoprothsen-System nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wölbung (43, 44) zusätzlich mit einer besonderen Rautiefe bis zu 50 μm versehen sein kann.
  6. Hüftendoprothesen-System nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (20, 40) die Nut (23), die Wölbung (43, 44) und den Bereich mit der besonderen Rautiefe besitzt.
  7. Hüftendoprothesen-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (20, 40) aus Metall oder einer Metalllegierung besteht.
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