DE1164019B

DE1164019B - Hueftgelenkkopfprothese und Bohrvorrichtung fuer ihre Befestigung

Info

Publication number: DE1164019B
Application number: DEC21088A
Authority: DE
Inventors: Dr Gerhard Neff
Original assignee: Chiron Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Chiron Werke GmbH and Co KG
Priority date: 1960-03-29
Filing date: 1960-03-29
Publication date: 1964-02-27

Description

Hüftgelenkkopfprothese und Bohrvorrichtung für ihre Befestigung Die Erfindung betrifft eine Hüftgelenkkopfprothese mit kugelförmigem Kopfteil und eine Bohrvorrichtung für ihre Befestigung auf dem Oberschenkelhals. Diese Kopfprothesen werden bekanntlich bei einer Zerstörung des Hüftgelenkkopfes benötigt, wie sie beispielsweise bei Arthrosis auftreten kann.
Bei bekannten Prothesen dieser Art weist der kugelförmige Kopfteil einen einzigen mittleren Befestigungsstift auf, der zur Halterung des Kopfteils in den Oberschenkelhalsteil einsetzbar ist. Diese Kopfprothesen können um die Stiftachse gegebenenfalls Drehbewegungen ausführen. Es ist bereits versucht worden, durch zusätzliche Zapfen an Randteilen des kugelförmigen Kopfteils diesen gegen unbeabsichtigte Drehbewegungen festzulegen. Durch den in der Mittelachse des Oberschenkels bzw. Oberschenkelhalses sich erstreckende zentrische Befestigungsstift ist jedoch die Ernährung des die Prothese tragenden Knochenteils gefährdet.
Die Erfindung hat zur Aufgabe, eine Gelenkkopfprothese zu schaffen, die außer einer eindeutigen Fixierung gegen Drehbewegungen eine Lastübertragung auf den tragfähigen Schenkelhalsteil so durchführt, daß diese Lastübertragung im Bereich des tragfähigen Knochengewebes des Oberschenkels bzw. Oberschenkelhalses erfolgt, ohne wesentliche Störungen des weichen Knochengewebes.
Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Befestigungsmittel in mehrere Befestigungsstifte aufgeteilt und außerhalb der Prothesenmittelachse in bekannter Weise an ihrem Randbereich vorgesehen sind. Die Stifte können dabei im Bereich des Kopfteils konisch verstärkt auslaufen, und es werden vorzugsweise drei verschieden lange Stifte zur Halterung des Kopfteiles angewandt, die derart zueinander angeordnet sind, daß deren Enden ein spitzwinkliges Dreieck bilden, wobei der die Dreieckspitze bildende Stift im Bereich der Corticalis des Adamschen Bogens den Oberschenkelhals durchdringt.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Kugelfläche des Gelenkkopfes in an sich bekannter Weise etwas größer als eine Halbkugel auszubilden und die untere Randebene dieser Kugelform in einem Winkel zu den einzelnen Stiftachsen so anzuordnen, daß diese Randebene die Stiftachsen in einem Winkel schneidet, der kleiner als 900 ausfällt, wobei dieser Winkel vorzugsweise im Bereich von 760 liegt, daß entsprechend der Stellung des Oberschenkelhalses und des Oberschenkelknochens die Druckbeanspruchung der Prothese praktisch unmittelbar auf die Fläche des Oberschenkelhalsknochens in senkrechter Richtung übertragen wird.
Es ist dabei auch denkbar, die senkrecht zur Oberschenkelhalsachse bearbeitete Knochenfläche des Oberschenkelhalses mit der Ebene des Kugelkopfes zusammenfallen zu lassen. Darüber hinaus soll aber der Obers chenkelh als noch einen Restteil aufweisen, der in eine zusätzlich zu dieser Ebene geneigten weiteren Ebene verläuft, und zwar in der Form, daß bei der physiologischen Stellung des Oberschenkelknochens diese Fläche fast waagerecht hierzu verläuft, welche im Inneren der Kopfprothese zur Aufnahme des vollen Körpergewichtes mit herangezogen wird.
Die Knochenfläche wird dann durch im Inneren der Kopfprothese eingebrachten und aushärtbaren Kunststoff an die Kopfprothese angepaßt. Als Kunststoff eignet sich insbesondere eine polymerisierende Kunststoffmasse, die vor Aufsetzen der Kopfprothese in diese eingebracht wird.
Durch den Prothesenkopf nach der vorliegenden Erfindung wird erreicht, daß dieser im Oberschenkelhals, und zwar in seinem festen Bereich eine mehrfache Festlegung erfährt. Das Knochengewebe wird nicht so überansprucht, und der weise Bereich des Knochengewebes wird weitgehend geschont.
Um eine solche Kopfprothese auf einen Oberschenkelhals zu befestigen schlägt die Erfindung eine Bohrvorrichtung vor, die zur Herstellung der Bohrungen für den Eingriff der Prothesenstifte dient.
Diese Vorrichtung besteht dabei aus einem Träger, welcher senkrecht angeordnete Buchsen in Form von Bohrlehren aufweist, die entsprechend der Anordnung und Anzahl der Prothesenstifte auf dem Träger vorgesehen sind. Der Träger wird jetzt in seiner Neigung zur Schenkelhalsachse einerseits und zur Schenkelhalsebene andererseits über eine zangenartige Gabel fixiert, und zwar über die freien Gabelenden. Der Gabeldrehpunkt befindet sich dabei am Träger, und die verbleibenden Zangenenden sind über eine gemeinsame Spindel mit Hilfe eines Links- und eines Rechtsgewindes gegeneinander einstellbar in der Form, daß die den Oberschenkelhals erfassenden Gabelenden immer eine mittlere Ebene des Oberschenkelhalses einhalten, so daß die Mitte der Trägerlängsebene auch in der Mitte zwischen den freien Gabelenden verläuft.
Um einen gewünschten Abstand der im Bereich des Adamschen Bogens verlaufenden Bohrung für den entsprechenden Stift einzuhalten, ist am Träger ein in Trägerlängsrichtung verstellbarer und auf die Außenfläche des Oberschenkelhalses anlegbarer Anschlag, vorzugsweise in Form eines Winkelbleches, vorgesehen. Zur Berücksichtigung einer mittleren Höhe dieses Anschlages hinsichtlich der verschiedenen Kopfabmessungen ist der Anschlag in seiner Höhe, bezogen auf den Träger, einstellbar ausgebildet, vorzugsweise in Form eines in einem Längsschlitz geführten Winkel stückes.
Wie im einzelnen die Erfindung ausführbar ist, zeigen mit den für sie wesentlichen Teilen die Ausführungsbeispiele in der Zeichnung, und zwar F i g. 1 eine Ansicht der Kopfprothese teilweise geschnitten und F i g. 2 und 3 eine Seitenansicht und Aufsicht; Fig. 4 zeigt die Aufsicht auf den Kopfteil der Prothese mit den Befestigungsstellen für die Stifte; F i g. 5 zeigt die Prothese auf einem Oberschenkelhals festgelegt, der in der Befestigungsebene vorbereitete Befestigungsflächen erhalten hat: Fig. 6 zeigt den Oberschenkelknochen mit zwei zueinander geneigten vorbereiteten Befestigungsflächen und die Kopfprothese in teilweise aufgesetztem Zustand; Fig.7 gibt eine Vorrichtung für die Herstellung der Öffnungen in dem Oberschenkel in Ansicht wieder.
Der Kopfteil 1 der Kopfprothese besteht dabei aus einem kugelförmigen Hohlkörper, der etwas über eine Halbkugel hinaus ausgeformt ist und der aus Kunststoff oder Metall bestehen kann. Der hohl ausgebildete kugelförmige Kopfteil 1 trägt in seinem Inneren die Befestigungsstifte 2, 2', 2". Diese Befestigungsstifte sind dabei so ausgebildet, daß sie im Bereich ihrer Befestigungsstellen 3 konisch verstärkt bei 4 ausgeführt werden, um beim Einsetzen der Kopfprothese in entsprechenden Bohrungen des Oberschenkelhalses 8 einen sicheren und festen Sitz zu gewährleisten.
Im Inneren trägt die Kopfprothese eine aufgerauhte Oberfläche, vorzugsweise in Form eines Gewindes 5, wobei dieses Gewinde 5 gleichzeitig für die Bearbeitung der äußeren Oberfläche der Kopfprothese für einen Einspannvorgang dient und darüber hinaus auch dafür dient, daß bei aufgesetzter Kopfprothese auf den Oberschenkelhals im Inneren der im Hohlraum dieser Kopfprothese eingebrachte Kunststoff, vorzugsweise eine durch Polymerisation aushärtbare Kunststoffmasse, eine enge Verbindung zwischen Kopf und Oberschenkelhals herstellt. Im Inneren des Kopfes 1 sind in dem Ausführungsbeispiel drei Befestigungsstifte in Form eines spitzwinkligen Dreiecks vorgesehen. Es können jedoch auch zwei Befestigungsstifte vorgesehen werden, die dann innerhalb einer Ebene liegen, die mit der Ebene des Schenkelknochens so zusammenfällt, daß immer der unterste Stift 2" im Bereich des Adamschen Bogens den Oberschenkelhals durchdringt.
Die Stifte werden in einer Weiterbildung mit ihren Längsachsen parallel zueinander in dem Kopf 1 an- geordnet, und darüber hinaus sind die Stiftachsen zu der Ebene der hoffnung 6 der Kopfprothese geneigt angeordnet, und zwar in der Form, daß diese Ebene etwa einen Winkel zu den Stiftachsen bildet, der kleiner ist als 900, so daß der Kopf zu den Stiftachsen etwa um 140 geneigt angeordnet ist, wie dies das Ausführungsbeispiel in F i g. 2 zeigt. Auf diese Weise wird eine günstigere Lastverteilung gegenüber dem Oberschenkel knochen erreicht.
In Fig. 5 ist der Oberschenkelknochen 7 dargestellt, dessen Halsteil 8 die Kopfprothese aufnimmt, wobei die Stifte 2 und 2" den Oberschenkelhals durchdringen, und zwar in der Form, daß der Sift 2" im Bereich des Adamschen Bogens zu liegen kommt.
In Fig. 6 ist die Kopfprothese 1 zunächst nur teilweise in den Oberschenkelhals 8 eingesetzt, und man erkennt, daß die äußere Fläche des vorgearbeiteten Schenkelhalses zwei Befestigungsebenen 9 und 10 aufweist, wovon die Befestigungsebene 9 mit der Randebene 6 des Kopfes 1 übereinstimmt. Die Ebene 10 des Schenkelhalses wird stärker geneigt, gemäß dem Ausführungsbeispiel, ausgeführt. um eine noch verbesserte Lastverteilung auf den Schenkelknochen zu erhalten. Die Gegenebene im Kopf zu der Ebene 10 am Schenkelhals wird erfindungsgemäß jetzt durch den in den hohl ausgebildeten Kopf 1 eingebrachten plastischen Kunststoff gebildet, der nach Befestigung des Kopfes gemäß dem Ausführungsbeispiel in F i g. 5 aushärtet, und dann selbsttätig die entsprechende Gegenfläche ergibt. Gleichzeitig hat die Unterbringung von Kunststoff innerhalb des Kopfteiles 1 den Zweck, insbesondere bei Kopfprothesen aus Metall dafür zu sorgen, daß gegebenenfalls korrodierende Einflüsse zwischen den Stiftbefestigungen, d. h. zwischen den Schweißstellen der Stifte am Kopfteil 1 durch die isolierende Wirkung des Kunststoffes unterbunden werden.
Um die einzelnen Bohrungen im Oberschenkelhals für die Aufnahme der Stifte 2 herzustellen, wird gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig. 7 eine Bohrvorrichtung verwendet, die aus einem Träger 11 besteht. Dieser Träger besitzt an seinem einen Ende drei Buchsen 13, die in senkrechter Anordnung als Bohrlehren für die Bohrer zur Herstellung der Bohrungen in dem Oberschenkelhals dienen. Der Träger 11 hat gleichzeitig einen Befestigungspunkt für den Drehpunkt 12 einer zangenartigen Gabel.
Die freien Gabelenden 18 umfassen den Oberschenkelhals. Die verbleibenden Hangenenden 15, 16 werden über die Verstellmutter 20, 20' mit Hilfe einer gemeinsamen Spindel 21 verstellbar ausgebildet, wobei die Verstellmuttern 20 und 20' je ein Links- bzw.
Rechtsgewinde erhalten. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Träger in seiner Neigung zur Schenkelhalbachse einerseits und zur Schenkelhalsebene andererseits über die freien Gabelenden 18 fixierbar ist, so daß die Trägerlängsachse immer in der Mitte zwischen den freien Gabelenden 18 verläuft. Damit ist die Richtung der einzelnen Bohrungen gemäß den Bohrlehren 13 festgelegt, und es ist dann nur noch gegebenenfalls notwendig, für einen gewünschten Abstand der im Bereich des Adamschen Bogens verlaufenden einen Bohrung 13, am Träger 11, einen in der Trägerlängsrichtung verstellbaren und auf die Außenfläche des Schenkelhalses anlegbaren Anschlag 24 vorzusehen, dieser Anschlag kann in Form eines Winkelbleches ausgebildet und bei 22 lösbar in einem Längsschlitz 23 befestigt sein. Auf diese Weise ist es möglich, eine mittlere Höhe des Anlagepunktes dieses Anschlages, je nach den vorliegenden Kopfabmessungen, einzuhalten.
Falls es erwünscht ist, eine Kopfausbildung des Schenkelhalses durchzuführen, nach dem Ausführungsbeispiel in Fig. 6, d. h. mit den beiden Ebenen 9 und 10, dann kann die Ebene 10 in der Form hergestellt werden, daß in die jetzt vorgearbeiteten Bohrungen eine weitere Lehre einsetzbar ist, die einen in der Ebene 10 verlaufenden Seitenschlitz aufweist, der als Führung eines sägeartigen Werkzeuges zur Festlegung des Sägeschnittes dient.
Die Herstellung der Befestigungsebene 9 erfolgt dann durch einen ebenfalls in die Bohrungen eingeführten Trägerteil, der die Aufnahme eines drehbaren fräserartigen Werkzeuges gestattet, welches um den verbleibenden Schenkelhalsteil dann die ringförmige Befestigungsebene ausfräst, die dann mit der Öffnungsebene 6 des Kopfteiles 1 zusammenfällt.

Claims

Patentansprüche: 1. Hüftgelenkopfprothese, deren kugelförmiger Kopfteil durch stiftförmige Befestigungsmittel im Oberschenkel festgelegt ist, d a du r c h g e -kennzeichnet, daß die Befestigungsmittel in mehrere Befestigungsstifte aufgeteilt und daß diese außerhalb der Prothesenmittelachse in an sich bekannter Weise an ihrem Randbereich vorgesehen sind.
2. Hüftgelenkkopfprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (2) im Bereich des Kopfes und in dessen Richtung in an sich bekannter Weise konisch (4) verstärkt sind.
3. Prothese nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die als Kugelfläche ausgebildete Oberfläche des Kopfes in an sich bekannter Weise etwas größer als eine Halbkugel ist.
4. Prothese nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stiftachsen die Randebene (6) der Kugel in einem Winkel schneiden, der kleiner als 900, vorzugsweise 760, ist.
5. Prothese nach einem der vorangehenden Ansprüche mit zwei Befestigungsstiften, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Ebene durch beide Stifte (2, 2') annähernd gemeinsam mit der Längsachse des Oberschenkelknochens zusammenfällt.
6. Prothese nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Anordnung von drei mit verschieden großer Länge versehenen Befestigungsstiften, deren Enden ein spitzwinkeliges Dreieck bilden.
7. Prothese nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der die Spitze des Dreiecks bildende Stift (2") innen im Bereich der Corticalis des Adamschen Bogens den Oberschenkelhals (8) durchdringt.
8. Prothese nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelkopf in an sich bekannter Weise hohl ausgebildet ist und als Ausgleich gegenüber der Knochenauflagefläche in an sich bekannter Weise mit einer plastischen und vorzugsweise durch Polymerisation aushärtbaren Kunststoffmasse ausgefüllt ist.
9. Prothese nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Rand des Kugelkopfes (1) in der Form eines Gewindes (5) ausgebildet ist und als Aufspannmittel für die äußere Kopfbearbeitung dient.
10. Vorrichtung zum Bohren der Öffnungen für den Eingriff der Stifte im Oberschenkelhals, dadurch gekennzeichnet, daß ein Träger (11) senkrecht angeordnete Buchsen (13) als Bohrlehren entsprechend der Stiftanzahl trägt, daß der Träger in seiner Neigung zur Schenkelhalsachse einerseits und zur Schenkelhalsebene andererseits über eine zangenartige Gabel fixierbar ist, deren Zangenenden (16) über eine gemeinsame Spindel (21) mit einem Links- und Rechtsgewinde in ihrer Weite, bezogen auf eine mittlere Ebene, veränderbar sind, wobei der Gabeldrehpunkt (12) mit dem Träger so verbunden ist, daß die Trägerlängsachse immer in der Mitte zwischen den freien Gabelenden (18) verläuft.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß für einen gewünschten Abstand des im Bereich des Adamschen Bogens verlaufenden Bohrloches für den entsprechenden Stift (2") am Träger (11) ein in Trägerlängsrichtung verstellbarer und auf die Außenfläche des Schenkelhalses anlegbarer Anschlag (24) vorgesehen ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Berücksichtigung einer mittleren Höhe des Anlagepunktes des Anschlages (24) bei verschiedenen Kopfabmessungen der Anschlag in seiner Höhe gegenüber dem Träger (11) einstellbar ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag in Form eines Winkelbleches an dem Träger (11) über einen Längsschnitt (23) einstellbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 923 383.