DE19926816C2

DE19926816C2 - Gelenkpfanne

Info

Publication number: DE19926816C2
Application number: DE19926816A
Authority: DE
Inventors: Holger Bruetsch; Thomas Hermle; Gerhard Reu
Original assignee: Aesculap AG
Current assignee: Aesculap AG
Priority date: 1999-06-12
Filing date: 1999-06-12
Publication date: 2001-06-13
Anticipated expiration: 2019-06-13
Also published as: DE29910237U1; DE19926816A1

Abstract

Um eine Gelenkpfanne für Prothesen, welche mittels Knochenzement in einem Knochenlager fixierbar ist und eine Abstandshalteeinrichtung zur Schaffung eines Zwischenraumes zwischen der Gelenkpfanne und dem Knochenlager für den Knochenzement aufweist, zu schaffen, welche auf einfache Weise herstellbar ist und auf einfache Weise in dem Knochenlager fixierbar ist, wird vorgeschlagen, daß die Abstandshalteeinrichtung einen Distanzring umfaßt, welcher an der Gelenkpfanne angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gelenkpfanne für Prothesen, welche mittels Knochenzement in einem Knochenlager fi xierbar ist und eine Abstandshalteeinrichtung zur Schaffung eines Zwischenraumes zwischen der Gelenkpfan ne und dem Knochenlager für den Knochenzement aufweist.

Aus der EP 0 430 831 A1, aus der FR 2 651 996 A3 sowie aus dem Zeitschriftenartikel "G. Scheller et al.: Der Einfluß von integrierten Abstandshaltern auf die Dicke des Zementmantels bei implantierten PE-Hüftpfannen . . . in Biomed. Technik, 42 (1997), S. 272 bis 275 ist eine Ge lenkpfanne bekannt, welche eine Abstandshalteeinrich tung aufweist, die eine Vielzahl von Abstandshaltern umfaßt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Gelenkpfanne zu schaffen, welche einfach herstellbar und auf einfache Weise in einem Knochenlager fixierbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Gelenkpfanne der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Abstandshalteeinrichtung einen Distanzring umfaßt, welcher an der Gelenkpfanne angeordnet ist.

Durch den erfindungsgemäßen Distanzring läßt sich ein im wesentlichen konstanter Abstand einer in das Kno chenlager eingesetzten Gelenkpfanne herstellen, so daß ein Zwischenraum mit gleichmäßiger und insbesondere konstanter Dicke zwischen dem Knochenlager und einer Außenfläche der Gelenkpfanne bildbar ist. Dadurch läßt sich ein entsprechender Zementmantel gleichmäßiger und konstanter Dicke zwischen eingesetzter Gelenkpfanne und dem Knochenlager bilden, um so auf diese Weise die Ge lenkpfanne möglichst dauerhaft an dem Knochen zu fixie ren.

Anders als bei der aus dem Stand der Technik bekannten Gelenkpfanne muß erfindungsgemäß nicht eine Vielzahl von Abstandshalteelementen vorgesehen werden, sondern eine einziger Distanzring sorgt für die erforderliche Abstandspufferung beim Einsetzen der Gelenkpfanne in das Knochenlager. Die erfindungsgemäße Gelenkpfanne ist dadurch auf einfache Weise herstellbar und auch mon tierbar. Da der Distanzring nur auf einer verhältnis mäßig geringen Außenfläche der Gelenkpfanne angeordnet ist, ist diese, anders als bei der aus der EP 0 430 838 A1 bekannten Gelenkpfanne, weitgehend unge stört und die Verbindung der Gelenkpfanne mit dem Kno chenlager über den Knochenzement ist bei der erfin dungsgemäßen Gelenkpfanne weitgehend unbeeinflußt.

Ein Innenradius einer Gelenkpfanne ist in der Regel durch die Prothese selber genau vorgegeben. Der Außen durchmesser ist auch vorgegeben, da nicht Knochenlager beliebiger Größe aus dem Knochen, beispielsweise dem Acetabulum, ausgefräst werden können. Dies bedeutet, daß in der Regel Gelenkpfannen eine vorgegebene Dicke aufweisen. Wenn über die Gelenkpfanne verteilt eine Vielzahl von Abstandshaltern vorgesehen werden muß, dann bedeutet dies folglich, daß zwischen den Abstandshaltern zur Aufnahme von Knochenzement die Gelenkpfanne entsprechend verdünnt ist, wodurch die Stabilität der Gelenkpfanne verringert ist. Bei der erfindungsgemäßen Gelenkpfanne ist dagegen ein Distanzring vorgesehen, so daß höchstens über einen sehr geringen Bereich eine Wandstärke geschwächt ist. Diese Schwächung ist zudem, anders als bei der aus dem Stand der Technik bekannten Gelenkpfanne, gleichmäßig über den Umfang des Distanz ringes verteilt, so daß eine punktuelle Schwächung ver mieden ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Distanzring so an der Gelenkpfanne angeordnet ist, daß eine Ringachse mit einer Symmetrieachse der Gelenkpfanne zusammen fällt. Auf diese Weise läßt sich die erfindungsgemäße Gelenkpfanne gut in einem Knochenlager orientieren, um einen gleichmäßigen Zementmantel konstanter Dicke zu erzielen.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn der Distanzring über seinen Umfang verteilt Ausnehmungen aufweist. Durch diese Ausnehmungen kann Knochenzement in einen oder aus einem Zwischenraum fließen, der sonst durch den Distanzring versperrt wäre. Dadurch gibt es keine größeren durch Knochenzement nicht beaufschlagbaren Be reiche einer in das Knochenlager eingesetzten Gelenk pfanne. Günstigerweise sind die Ausnehmungen durch Durchbrechungen in radialer Richtung des Distanzringes gebildet, so daß flüssiger Knochenzement gut durchströ men kann.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Distanzring aus dem gleichen Material gefertigt ist, das für den Kno chenzement verwendet wird, und insbesondere aus Polyme thylmetacrylat (PMMA) gefertigt ist. Polymethylmetacry lat wird üblicherweise als Material für Knochenzement eingesetzt. Bei der Aushärtung des Knochenzementes stellt sich dann eine gute Verbindung zwischen dem Di stanzring und dem Knochenzement her, so daß der Di stanzring kein störendes Element im Zementmantel ist.

Günstigerweise weist der Distanzring eine abgerundete Außenkante auf. Diese abgerundete Außenkante läßt sich an eine entsprechende Krümmung des Knochenlagers anpas sen. Dadurch ist eine Anstoßfläche des Distanzringes an das Knochenlager minimiert, so daß ein möglichst großer Zwischenraum für den Knochenzement bereitgestellt ist. Das Distanzelement erfüllt dabei genau seine Wirkung, als Abstandshalter zu dienen, ohne dabei aber die Ze mentverbindung selber wesentlich zu beeinflussen.

Günstig ist es, wenn der vertikale Abstand zwischen dem Distanzring und dem Zentrum der Gelenkpfanne größer ist als ein halber Radius der Gelenkpfanne und insbesondere größer ist als zwei Drittel des Radiuses der Gelenk pfanne. Dadurch ist der Distanzring in einem oberen Be reich der Gelenkpfanne (bezogen auf eine Kugelaufnahme für die Prothese) angeordnet, und diejenigen Bereiche der Außenfläche der Gelenkpfanne, deren Verbindung mit dem Knochenlager wesentlich ist für eine Stabilität der Zementverbindung gegenüber Zugbelastungen der Prothese relativ zu dem Knochenlager, wird durch den Distanzring nicht beeinflußt.

Günstigerweise ist dann ebenfalls der innere Durchmes ser des Distanzringes kleiner als der halbe äußere Durchmesser der Gelenkpfanne. Dadurch ist einerseits der Einfluß des Distanzringes auf die Zementverbindung selbst minimiert, andererseits läßt sich aber ein gleichmäßiger Zementmantel herstellen.

Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausfüh rungsform dieser Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1: eine perspektivische Ansicht einer Gelenkpfan ne und

Fig. 2: eine schematische seitliche Schnittansicht ei ner Gelenkpfanne, welche in ein Knochenlager eingesetzt ist

Eine erfindungsgemäße Gelenkpfanne, welche vorzugsweise aus Polyethylen gefertigt ist und welche in Fig. 1 ge zeigt und dort als Ganzes mit 2 bezeichnet ist, weist die Form einer halbkugelförmigen Schale auf mit einer sphärischen Außenfläche 4, welche dem Knochen, z. H. dem Acetabulum zugewandt in ein entsprechend ausgefrä stes Knochenlager 8 eingesetzt wird.

Eine Innenfläche 10 der erfindungsgemäßen Gelenkpfanne 2 ist ebenfalls sphärisch ausgebildet, so daß eine Kugelaufnahme 12 für eine Gelenkkugel einer Prothese ge bildet ist.

Die Außenfläche 4 der Gelenkpfanne 2 ist mit umlaufen den Rillen 14 versehen, die zur Verbesserung einer Kno chenzementverbindung mit dem Knochenlager 8 dienen. Quer zu diesen Rillen 14 umfaßt die Außenfläche 4 Aus nehmungen 16 in der Form von Vertiefungen, die sich über mehrere Rillenbreiten erstrecken.

In der Nähe des oberen Endes hat die Gelenkpfanne 2 ei ne ringförmige Ausnehmung 18, in die ein ebenfalls ringförmiger Distanzring 20 eingesetzt ist. Dieser Di stanzring 20 weist eine Höhe auf, die derart ist, daß ein Abstandspuffer 22 gebildet ist, mittels dem bei in das Knochenlager 8 eingesetzter Gelenkpfanne 2 ein Zwi schenraum 24 zwischen Knochenlager 8 und Außenfläche 4 der Gelenkpfanne 2 gebildet ist. Dieser Zwischenraum 24 ist mit Knochenzement 26 befüllbar.

Durch die Anordnung des Distanzringes 20 sind gegen überliegende und insbesondere diametral gegenüberlie gende Seiten der Außenfläche 4 der Gelenkpfanne 2 mit Abstandspuffern 22 versehen.

Der Distanzring 20 hat Ausnehmungen 28, die aus in ra dialer Richtung des Distanzringes 20 liegenden Durch brechungen gebildet sind. Diese Ausnehmungen 28 sind gleichmäßig über den Umfang des Distanzringes 20 ver teilt. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbei spiel weist der Distanzring sechs solcher Ausnehmungen auf, die damit in einem 60°-Winkel relativ zueinander angeordnet sind. Über diese Ausnehmungen 28 kann Kno chenzement 26 in einen Teil 30 des Zwischenraumes 24 fließen, welcher über einem Innenraum 32 zwischen der Gelenkpfanne 2 und dem Knochenlager 8 liegt (Fig. 2), oder aus diesem Teil 30 fließen, wenn auf den Knochen zement im Teil 30 ein entsprechender Druck ausgeübt wird. Vorzugsweise liegt der Umfangsanteil, den die Ausnehmungen 28 am Distanzring 20 einnehmen, im Ver hältnis von etwa 4 : 1 zu dem Umfangsanteil, den die Ab standspuffer 22 einnehmen.

Eine Außenkante 34 des Distanzringes 20, welche dem In nenraum 32 abgewandt ist, weist eine Abrundung auf, die bevorzugterweise an eine Krümmung des Knochenlagers an einer Anlagestelle 36 des Abstandspuffers 22 an das Knochenlager 8 angepaßt ist. Eine entsprechende Innen kante 38 des Distanzringes 20, welche dem Innenraum 32 zugewandt ist, weist ebenfalls eine Abrundung auf, um insbesondere die Herstellung des Distanzringes zu er leichtern.

Der vertikale Abstand H zwischen dem Distanzring 20 und dem Zentrum 40 der Gelenkpfanne 2 ist vorzugsweise grö ßer als zwei Drittel des Radiuses der Gelenkpfanne 2. Auf diese Weise läßt sich ein Bereich der Gelenkpfanne, welcher mit dem Knochenlager zu verbinden ist und bei eingesetzter Gelenkpfanne entscheidend ist für eine Fi xierung der Gelenkpfanne an dem Knochenlager gegenüber Zugbelastungen, unbeeinflußt von dem Distanzring hal ten, so daß in diesem Bereich der Distanzring keinen Einfluß auf die Verbindungsfestigkeit zwischen Gelenk pfanne 2 und Knochenlager 8 ausübt. Günstigerweise ist dabei der innere Durchmesser des Distanzringes 20 klei ner als der halbe äußere Durchmesser der Gelenkpfanne 2, um die Verbindungsfestigkeit zwischen Gelenkpfanne 2 und Knochenlager 8 möglichst wenig zu beeinflussen.

Als Knochenzement wird üblicherweise Polymethylmetacry lat (PMMA) verwendet. Der Distanzring 20 ist dann eben falls aus PMMA gefertigt, um einen innigen Verbund mit dem Knochenzement herzustellen, so daß das Distanzele ment keinen störenden Einfluß auf die Verbindungsfe stigkeit zwischen Gelenkpfanne und Knochenlager auf weist.

Die erfindungsgemäße Gelenkpfanne 2 wird wie folgt ver wendet:

In das sphärisch ausgefräste Knochenlager 8 wird die Gelenkpfanne 2 eingesetzt und der Distanzring 20 stellt über die Abstandspuffer 22 einen konstanten Abstand zwischen dem Knochenlager 8 und der im wesentlichen sphärischen Außenfläche 4 der Gelenkpfanne 2 dar. In den dadurch entstandenen Zwischenraum 24 wird Knochen zement eingefüllt, der über die durchbrochenen Ausneh mungen 28 auch in den Teil 30 des Zwischenraumes 24 fließen kann.

Bei einem alternativen Verfahren, der sogenannten pri mären Zementtechnik, wird das Knochenlager 8 vor Ein setzen der Gelenkpfanne 2 mit einer Schicht des hochviskosen Knochenzements ausgekleidet und dann die Ge lenkpfanne 2 eingesetzt. Über die Ausnehmungen 28 kann bei diesem Verfahren überschüssiger Knochenzement aus dem Teil 30 des Zwischenraums 24 in den restlichen Zwi schenraum strömen, wobei durch den Einsetzdruck der Ge lenkpfanne 2 ein entsprechender Druck auf den fließfä higen Knochenzement ausgeübt wird.

Bei der Aushärtung des Knochenzementes ist bei beiden Verfahren gewährleistet, daß ein Zementmantel, welcher dem Zwischenraum 24 entspricht, eine gleichmäßige Dicke ohne Unterbrechungen aufweist. Durch die Fertigung des Distanzringes 20 aus dem gleichen Material wie der Kno chenzement ist die Verbindung zwischen Gelenkpfanne und Knochenlager 8 weitgehend ungestört durch den Distanz ring 20. Die für Zugbelastungen der Prothese besonders relevanten Bereiche der Gelenkpfanne, die zur Verbesse rung der Verbindung mit der Gelenkpfanne 2 und dem Kno chenlager 8 die Rillen 14 und Ausnehmungen 16 aufwei sen, sind dabei von dem Distanzring 20 nicht betroffen.

Claims

1. Gelenkpfanne für Prothesen, welche mittels Kno chenzement (26) in einem Knochenlager (8) fixier bar ist und eine Abstandshalteeinrichtung zur Schaffung eines Zwischenraumes (24) zwischen der Gelenkpfanne (2) und dem Knochenlager (8) für den Knochenzement (26) aufweist, dadurch gekennzeich net, daß die Abstandshalteeinrichtung einen Di stanzring (20) umfaßt, welcher an der Gelenkpfanne (2) angeordnet ist.

2. Gelenkpfanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Distanzring (20) so an der Gelenk pfanne (2) angeordnet ist, daß eine Ringachse mit einer Symmetrieachse der Gelenkpfanne (2) zusam menfällt.

3. Gelenkpfanne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der Distanzring (20) über seinen Umfang verteilt Ausnehmungen (28) aufweist.

4. Gelenkpfanne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß die Ausnehmungen durch Durchbrechungen (28) in radialer Richtung gebildet sind.

5. Gelenkpfanne nach einem der vorangehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzring (20) aus dem gleichen Material gefertigt ist, das für den Knochenzement verwendet wird.

6. Gelenkpfanne nach einem der vorangehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzring (20) aus Polymethylmetacrylat gefertigt ist.

7. Gelenkpfanne nach einem der vorangehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzring (20) eine abgerundete Außenkante (34) aufweist.

8. Gelenkpfanne nach einem der vorangehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß der vertikale Ab stand (H) zwischen dem Distanzring (20) und dem Zentrum (40) der Gelenkpfanne (2) größer ist als ein halber Radius der Gelenkpfanne (2).

9. Gelenkpfanne nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich net, daß der vertikale Abstand (H) zwischen Di stanzring (20) und Zentrum (40) der Gelenkpfanne (2) größer ist als zwei Drittel des Radiuses der Gelenkpfanne (2).

10. Gelenkpfanne nach einem der vorangehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Durch messer des Distanzringes (20) kleiner ist als der halbe äußere Durchmesser der Gelenkpfanne (2).