DE19607609C1 - Endoprothese für ein künstliches Hüftgelenk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Endoprothese der im Oberbe­ griff des Anspruchs 1 genannten Art für ein künstliches Hüft­ gelenk.

Durch die Firmendruckschrift "Endoprothesen-System nach Prof. Mittelmeier" der Firma OSTEO AG in CH-2545 Sel­ zach/Schweiz ist eine Endoprothese der betreffenden Art be­ kannt. Sie weist einen Schaft auf, der im wesentlichen über seine gesamte Länge in einen Oberschenkelknochen einsetzbar ist und an seinem freien Ende einen konischen Zapfen auf­ weist, auf den ein Kugelkopf mit einer komplementär konisch geformten Ausnehmung selbsthemmend aufsetzbar ist. Nach der genannten Firmendruckschrift lassen sich Kugelköpfe unter­ schiedlicher Gestalt aufsetzen. Zum einen haben die Kugelköp­ fe unterschiedliche Außendurchmesser, insbesondere sind die konischen Ausnehmungen in bezug zu dem Kugelkopf mit unter­ schiedlicher axialer Distanz angeordnet, so daß durch Auf­ setzen unterschiedlicher Kugelköpfe die Lage des Kugelkopfes in bezug zu dem Zapfen und damit auch zu dem Schaft und dem Oberschenkelknochen anpaßbar ist.

Ein Nachteil dieses bekannten Endoprothesensystems be­ steht darin, daß mehrere Kugelköpfe mit unterschiedlicher Anordnung der konischen Ausnehmung in bezug zu dem Zentrum des Kugelkopfes vorrätig gehalten werden müssen, um die Lage des Kugelkopfes in bezug zu dem Zapfen und damit zu dem Schaft den jeweiligen Verhältnissen anpassen zu können. Diese Vorratshaltung ist aufwendig und teuer. Hinzu kommt, daß eine Anpassung nur in groben Stufen möglich ist, damit der Umfang der Vorratshaltung nicht zu groß ist.

Durch FR 2 689 390 A1 ist ebenfalls eine Endo­ prothese der betreffenden Art bekannt, bei der wie bei der zuvor beschriebenen Endoprothese die Lage des Kugelkopfes in bezug zu dem Zapfen und damit auch zu dem Schaft und dem Oberschenkelknochen anpaßbar ist. Die Anpassung erfolgt durch Anordnung eines Zwischen­ stücks zwischen Kugelkopf und konischem Zapfen. Das Zwischenstück weist eine zu dem konischen Zapfen kom­ plementär geformte Ausnehmung zum Aufsetzen auf den konischen Zapfen und andererseits einen konischen Zapfen zum Einsetzen in die komplementär konisch ge­ formte Ausnehmung in dem Kugelkopf auf. Durch Auswahl von Zwischenstücken mit unterschiedlichem Abstand zwischen konischer Ausnehmung und konischem Zapfen läßt sich die Lage des Kugelkopfes in bezug zu dem konischen Zapfen des Schaftes anpassen. Ein Nachteil besteht auch hier wiederum darin, daß mehrere Zwi­ schenstücke mit unterschiedlichem Abstand zwischen seiner konischen Ausnehmung und seinem konischen Zap­ fen vorrätig gehalten werden müssen, um die Lage des Kugelkopfes in bezug zu dem Zapfen des Schaftes und damit den jeweiligen Verhältnissen anpassen zu kön­ nen. Diese Vorratshaltung ist aufwendig und teuer. Außerdem kommt auch hier hinzu, daß eine Anpassung nur in groben Stufen möglich ist, damit der Umfang der Vorratshaltung nicht zu groß ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Endopro­ these der betreffenden Art zu schaffen, bei der eine Anpas­ sung der Lage des Kugelkopfes in bezug zu dem Schaft ohne Vorratshaltung von Kugelköpfen unterschiedlicher Abmessungen der der Befestigung dienenden Ausnehmung möglich ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Lehre gelöst.

Der Grundgedanke dieser Lehre besteht darin, die Verbin­ dung zwischen Kugelkopf und Schaft bzw. dem daran befindli­ chen Zapfen nicht mehr als Konusverbindung mit Selbsthemmung auszubilden, sondern Zapfen und Ausnehmung im Kugelkopf grundsätzlich zylindrisch auszubilden, so daß eine Verbindung zwischen Kugelkopf und Zapfen bzw. Schaft grundsätzlich in verschiedenen Axiallagen möglich ist. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es dann lediglich noch erforder­ lich, in einer gewünschten Axiallage die Halterung zu fixie­ ren. Die wesentlichen Kräfte von dem Kugelkopf auf den Zapfen werden also durch einen zylindrischen Eingriff übertragen, wobei die Mittel zur Halterung des Kugelkopfes in verschiede­ nen Axiallagen in bezug zu dem Zapfen sehr unterschiedlich ausgestaltet sein können.

Eine Möglichkeit der Fixierung besteht darin, in der zy­ lindrischen Ausnehmung in dem Kugelkopf ein Innengewinde und auf dem Zapfen ein Außengewinde vorzusehen. Der Kugelkopf läßt sich somit ganz einfach auf den Zapfen aufschrauben, wobei durch die Aufschraubtiefe die Axiallage des Kugelkopfes in bezug zu dem Zapfen bzw. dem Schaft einstellbar bzw. ver­ änderbar ist. Alle wesentlichen Kräfte, auch die in Axial­ richtung, werden durch diese Schraubverbindung übertragen, es ist lediglich noch erforderlich, die jeweilige Schraublage durch Sicherungsmittel zu fixieren. Dies kann in einfacher Weise durch eine Kontermutter erfolgen. Eine dauerhafte Fi­ xierung dürfte allerdings nur dann gegeben sein, wenn das Ge­ winde eine ausreichend enge Fassung hat oder Zwischenräume im Gewinde überbrückende, hochviskose Mittel oder Klebstoffe eingebracht sind. Dabei ergeben sich aber u. U. Schwierig­ keiten, wenn der Kugelkopf später zu Austauschzwecken abge­ schraubt werden soll.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Mittel zur Sicherung einer bestimmten Schraublage besteht gemäß der Erfindung dar­ in, daß in dem Kugelkopf oder in einem sich in Richtung der zylindrischen Ausnehmung von dem Kugelkopf weg erstrecken. Fortsatz und in dem Zapfen wenigstens zwei Querbohrungen vor­ gesehen sind, die in verschiedenen Schraublagen miteinander fluchten, derart, daß ein Sicherungsstift einpreßbar oder einschraubbar ist. Da der Sicherungsstift nur eine Sicherung der Schraublage zu bewirken hat, wird er kaum von Kräften beansprucht, so daß eine hohe Sicherheit gegen ein un­ erwünschtes Lösen gegeben ist.

Eine zweckmäßige Weiterbildung dieser Ausführungsform besteht darin, daß der Abstand der Querbohrung in dem Kugel­ kopf bzw. dem Fortsatz von der Stirnkante der zylindrischen Ausnehmung dem Abstand der Querbohrungen in dem Zapfen oder einem Vielfachen davon entspricht. Diese Ausbildung bedeutet daß dann, wenn die in Schraubrichtung vordere Stirnkante der zylindrischen Ausnehmung mit einer Querbohrung in dem Zapfen fluchtet, eine Schraublage gegeben ist, in der auch die Quer­ bohrung in dem Kugelkopf bzw. dem Fortsatz mit einer Querboh­ rung in dem Zapfen fluchtet. Dieses Fluchten wird dadurch leicht erkennbar, so daß nicht durch langwieriges Ausprobie­ ren die Lage gefunden werden muß, in der der Sicherungsstift einpreßbar oder einschraubbar ist.

Eine andere grundsätzliche Ausführungsform der Grundlehre der Erfindung besteht darin, daß der Kugelkopf mit seiner zylindrischen Ausnehmung auf dem Zapfen axial verschiebbar ist und daß die Mittel zur Halterung des Kugelkopfes in ver­ schiedenen Axiallagen in bezug zu dem Zapfen durch eine Klemmvorrichtung gebildet sind. Bei dieser Ausführungsform ist der Kugelkopf stufenlos auf dem Zapfen verstellbar, so daß eine feine Anpassung an anatomische Erfordernisse bei der Implantation des künstlichen Hüftgelenks möglich ist.

Die bei der Verschiebbarkeit des Kugelkopfes unerläßliche Klemmvorrichtung kann in verschiedener Weise ausgebildet sein. Gemäß einer Ausbildungsform ist die Klemmvorrichtung nach Art einer Spannhülse ausgebildet, wie sie z. B. in Dreh­ maschinen zum Festspannen von Rundmaterial üblich sind.

Gemäß einer anderen zweckmäßigen Weiterbildung weist die Klemmvorrichtung eine Klemmhülse auf, deren Innenfläche zy­ lindrisch und die auf dem Zapfen verschieblich ist, wobei ein Ende der Klemmhülse eine sich konisch verjüngende Außenfläche aufweist und in einen komplementär ausgebildeten Teil der Ausnehmung in den Kugelkopf hineinragt, während das andere Ende der Klemmhülse an einer Mutter anliegt, die mit dem Ku­ gelkopf verschraubt ist. Durch Festziehen der Mutter wird somit die Klemmhülse mit ihrem konischen Teil in die komple­ mentär konische Ausnehmung in dem Kugelkopf gedrückt, so daß durch Keilwirkung ein völlig sicheres Festspannen erfolgt.

Wenn der Sitz der Klemmhülse auf dem zylindrischen Zapfen so gestaltet ist, daß eine leichte Verschiebbarkeit gegeben ist, so muß beim Festziehen der konische Teil der Klemmhülse zusammengepreßt werden. Dazu ist eine größere Kraft erforder­ lich, die zusätzlich beim Anziehen der Mutter aufgebracht werden muß. Zur Vermeidung dieser zusätzlichen Kraftaufwen­ dung ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Klemm­ hülse wenigstens im Bereich der sich konisch verjüngenden Außenfläche axial geschlitzt. Dadurch kann sich die Klemm­ hülse beim Festziehen ohne Kraftaufwand fest um den zylin­ drischen Zapfen legen, wenn die Mutter festgezogen und so das konische Ende der Klemmhülse keilförmig in den komplementär konisch ausgebildeten Teil der Ausnehmung in dem Kugelkopf eingedrückt wird.

Die Mutter ist zweckmäßigerweise als Überwurfmutter aus­ gebildet, die auf einen Fortsatz des Kugelkopfes aufge­ schraubt ist. Besonders zweckmäßig ist es dabei, daß die Überwurfmutter in beiden Axialrichtungen formschlüssig mit der Klemmhülse verbunden ist. Das bedeutet, daß die Klemm­ hülse bei jeder Schraubbewegung der Axialbewegung der Über­ wurfmutter folgt, also beim Festziehen nicht nur eingedrückt, sondern beim Lösen der Überwurfmutter auch wieder aus der Keilverbindung herausgezogen wird. Diese Eigenschaft ist be­ sonders vorteilhaft beim "Anprobieren", wenn also die gün­ stigste anatomische Lage gefunden werden soll. In jeder be­ liebigen Einstellage ist leicht ein Festspannen und Wiederlö­ sen möglich.

Zum Festziehen der Mutter müssen natürlich Schraubwerk­ zeuge ansetzbar sein, wobei gleichzeitig auch zweckmäßiger­ weise an dem Kugelkopf oder einem Fortsatz daran Schraubwerk­ zeuge ansetzbar sein sollten. Zu diesem Zwecke können z. B. Abflachungen vorgesehen sein. Besonders zweckmäßig ist es jedoch, wenn in der Außenfläche der Überwurfmutter und/oder der Außenfläche des Fortsatzes des Kugelkopfes eine Bohrung, vorzugsweise eine Sackbohrung zum Ansetzen eines Hakenschlüs­ sels vorgesehen ist.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung an Ausführungs­ beispielen näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung und

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Er­ findung in vergrößerter Darstellung und teil­ weise geschnitten und weggeschnitten.

Fig. 1 zeigt eine Endoprothese mit einem in einen Ober­ schenkelknochen einzusetzenden Schaft 1, an dem sich ein zy­ lindrischer Zapfen 2 befindet, der ein Außengewinde 3 auf­ weist. In einem Kugelkopf 4 und dessen Fortsatz 5 befindet sich eine zylindrische Ausnehmung 6 mit einem Innengewinde 7.

In dem Fortsatz 5 befindet sich eine Querbohrung 8, wäh­ rend sich in dem zylindrischen Zapfen 2 Querbohrungen 9 be­ finden. In der dargestellten Lage fluchtet die Querbohrung 8 in dem Fortsatz 5 mit einer der Querbohrungen 9 in dem zylin­ drischen Zapfen 2, und in dieser Lage ist ein Sicherungsstift 10 in die beiden genannten Bohrungen 8 und 9 eingepreßt. Da­ durch ist der Kugelkopf 4 in der dargestellten Schraublage gegen Verdrehungen und damit auch gegen axiale Veränderungen in bezug zu dem Zapfen 2 gesichert.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die vordere Stirnkante 11 des Fortsatzes 5 von der Querbohrung 8 einen Abstand hat, der dem Zweifachen der untereinander gleichen Abstände zwischen den Querbohrungen 9 entspricht. Diese Bemessung führt dazu, daß immer dann, wenn die vordere Stirnkante 11 des Fortsatzes 5 mit einer Querbohrung 9 in dem Zapfen 2 fluchtet, auch die Querbohrung 8 in dem Fortsatz 5 mit einer der Querbohrungen 9 fluchtet und somit in dieser Lage ein Sicherungsstift 10 ein­ preßbar ist. Dadurch erübrigt sich unnötiges Suchen der je­ weiligen fluchtenden Stellungen.

Bei Gebrauch wird zunächst die Endoprothese mit ihrem Schaft 1 in den entsprechend vorbereiteten Oberschenkelkno­ chen eingesetzt, wobei der Kugelkopf 4 bereits in einer be­ liebigen Schraublage aufgeschraubt sein kann. Dann wird durch Verdrehen des Kugelkopfes 4 dessen gewünschte Lage in bezug zu dem Zapfen 2 und damit auch zu dem Schaft 1 eingestellt, wobei allerdings diese Einstellung nur in Stufen möglich ist, in denen jeweils die Querbohrung 8 mit einer der Querbohrun­ gen 9 fluchtet, was durch Fluchten der vorderen Stirnkante 11 mit einer der Querbohrungen 9 sichtbar ist.

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung und entspricht im wesentlichen dem oberen Teil der Dar­ stellung in Fig. 1, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugs­ zeichen versehen sind. Die Darstellung in Fig. 2 ist vergrö­ ßert, und der Kugelkopf 4 mit seinem Fortsatz 5 und den übri­ gen noch zu erläuternden Teilen ist zur Hälfte geschnitten dargestellt.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Oberfläche des Zap­ fens 2 glatt ist, ebenso wie die Innenfläche der zylindri­ schen Ausnehmung 6. Das bedeutet, daß der Kugelkopf 4 grund­ sätzlich auf dem Zapfen 2 axial verschieblich ist.

Die zylindrische Ausnehmung geht im Bereich des Fortsat­ zes 5 in eine konische Ausnehmung 12 über, in die eine Klemm­ hülse 13 mit einem geschlitzten konischen Ende 14 ragt, des­ sen Außenfläche 15 komplementär zu der Innenfläche der ko­ nischen Ausnehmung 12 ausgestaltet ist.

Die Klemmhülse 13 weist einen äußeren, radialen Kragen 16 auf, der formschlüssig in eine Innennut 17 einer Überwurfmut­ ter 18 eingreift, die auf ein Außengewinde 19 des Fortsatzes 5 aufgeschraubt ist. Die Klemmhülse 13 ist somit in bezug auf axiale Bewegungen formschlüssig und in bezug auf Drehbewegun­ gen beweglich mit der Überwurfmutter 18 verbunden.

Durch Festziehen der Überwurfmutter 18 wird die Klemm­ hülse 13 mit ihrem geschlitzten konischen Ende 14 in die ko­ nische Ausnehmung 12 eingepreßt, so daß sie den zylindrischen Zapfen 2 gegenüber dem Fortsatz 5 verkeilt. Dadurch ist der Kugelkopf 4 in der jeweiligen Axiallage fest mit dem Zapfen 2 verbunden.

Diese Verbindung kann in einfacher Weise gelöst werden, indem die Überwurfmutter 18 wieder gelöst wird, wobei sie die Klemmhülse 13 mittels ihres Kragens 16 wieder aus der Keilla­ ge herauszieht.

Zum Festziehen und Lösen der Überwurfmutter 18 ist in dieser eine Sackbohrung 20 zum Ansetzen eines Hakenschlüssels vorgesehen. Zur Aufnahme der Reaktionskraft kann ein entspre­ chender Hakenschlüssel in eine Sackbohrung 21 in dem Fortsatz 5 eingesetzt werden.

Claims (12)

1. Endoprothese für ein künstliches Hüftgelenk,
mit einem Schaft,
mit einem Zapfen an einem Ende des Schaftes und
mit einem Kugelkopf, in dem sich eine Ausnehmung befindet, in die der Zapfen lösbar und den Kugelkopf haltend eingreift,
dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (2) und die Ausnehmung (6) zylindrisch sind und daß Mittel zur Halterung des Kugel­ kopfes (4) in verschiedenen Axiallagen in bezug zu dem Zapfen (2) vorgesehen sind.

2. Endoprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Halterung des Kugelkopfes (4) in verschiedenen Axiallagen in bezug zu dem Zapfen (2) durch ein Innengewinde (7) in der zylindrischen Ausnehmung (6) in dem Kugelkopf (4) und ein Außengewinde (3) auf dem Zapfen (2) gebildet sind und daß Sicherungsmittel zur Sicherung einer Schraublage des Ku­ gelkopfes (4) vorgesehen sind.

3. Endoprothese nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Sicherungsmittel in dem Kugelkopf (4) oder in einem sich in Richtung der zylindrischen Ausnehmung (6) von dem Kugelkopf (4) weg erstreckenden Fortsatz (5) eine Quer­ bohrung (8) und in dem Zapfen (2) wenigstens zwei Querbohrun­ gen (9) vorgesehen sind, die in verschiedenen Schraublagen miteinander fluchten, derart, daß ein Sicherungsstift (10) einpreßbar oder einschraubbar ist.

4. Endoprothese nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Querbohrung (8) in dem Kugelkopf (4) bzw. dem Fortsatz (5) von der Stirnkante (11) der zylindrischen Aus­ nehmung (6) dem Abstand der Querbohrungen (9) in dem Zapfen (2) oder einem Vielfachen davon entspricht.

5. Endoprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelkopf (4) mit seiner zylindrischen Ausnehmung (6) auf dem Zapfen (2) axial verschiebbar ist und daß die Mittel zur Halterung des Kugelkopfes (4) in verschiedenen Axiallagen in bezug zu dem Zapfen (2) durch eine Klemmvorrichtung gebildet sind.

6. Endoprothese nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung nach Art einer Spannhülse ausgebildet ist.

7. Endoprothese nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung eine Klemmhülse (13) aufweist, deren Innenfläche zylindrisch und die auf dem Zapfen (2) verschieb­ lich ist, daß ein Ende (14) der Klemmhülse (13) eine sich konisch verjüngende Außenfläche (15) aufweist und in einen komplementär konisch ausgebildeten Teil der Ausnehmung in den Kugelkopf (4) hineinragt, während das andere Ende der Klemm­ hülse (13) an einer Mutter anliegt, die mit dem Kugelkopf (4) verschraubt ist.

8. Endoprothese nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhülse (13) wenigstens im Bereich der sich konisch verjüngenden Außenfläche (15) axial geschlitzt ist.

9. Endoprothese nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter eine Überwurfmutter (18) ist, die auf einen Fort­ satz (5) des Kugelkopfes (4) aufgeschraubt ist.

10. Kugelkopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwurfmutter (18) in beiden Axialrichtungen formschlüs­ sig mit der Klemmhülse verbunden ist.

11. Kugelkopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Außenfläche der Überwurfmutter (18) wenigstens eine Bohrung, vorzugsweise eine Sackbohrung (20) zum Ansetzen eines Hakenschlüssels befindet.

12. Kugelkopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Außenfläche des Fortsatzes (5) des Kugelkopfes (4) eine Bohrung, vorzugsweise eine Sackbohrung (21) zum An­ setzen eines Hakenschlüssels befindet.