DE2129832A1

DE2129832A1 - Hueftgelenksprothese und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE2129832A1
Application number: DE19712129832
Authority: DE
Inventors: Harris William Hamilton
Original assignee: HARRIS WILLIAM HAMILTON
Current assignee: HARRIS WILLIAM HAMILTON
Priority date: 1970-06-19
Filing date: 1971-06-16
Publication date: 1971-12-30
Also published as: FR2099259A5

Description

PATENTANWÄLTE ? 1 ? Q R Ί

Dipl.-lng. EIDENEI ER Dipl.-Chem. Dr. R U F F Dipl.-lng. J.BEIER

7 STUTTGART 1 Neckarstraße 5O Telefon 22 7O 51

15. Juni 1971 R/Fi Anmelder: William Hamilton Harris

665 Concord Avenue
Belmonc, Massachusetts USA ■

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Hüftgelenksprothese und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung betrifft eine Hüf tg.elenk-Vollprothese und Insbesondere ein austauschbares Hüftgelenkpfannenteil (Acetabulum) und ein Verfahren und eine Vorrichtung zu ihrer Herstellung»

Bisher ging man davon aus, daß bestimmte Abnormitäten, Verletzungen und Krankheiten des Hüftgelenks durch einen vollständigen Hüftgelenkersatz korrigiert werden können,, Zunächst wurde vorgeschlagen, das Hüftgelenk durch ein

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metallisches Hüftgelenkpfannenteil und ein mit dem Hüftgelenkpfannenteil gelenkartig verbundenes metallisches Oberschenkel teil zu ersetzen. Es wurde jedoch gefunden, daß wegen der hohen Reibung und des übermäßigen Abriebs aufgrund des Metall-zu-Retall Kontakts,, dieser Weg nicht ganz befriedigend ist» Dies führte zu Charnleys Vorschlag, ein Hüftgelenkpfannenteil aus Polyäthylen hoher. Dichte zu verwenden und es -in.der Hüftgelenkpfannengrube durch Methylmeth'äcrylatzemenb zu befestigen. Dadurch wurde zwar der Abrieb und die Reibung beträchtlich verringert, doch ist das Polyäthylenteil immer noch dem Abrieb unterworfen^ Demgemäß wird der Abrieb nach einiger Verwendungszeit übermäßig, und es wird notwendig, das Huftgelenkpfannenteil auszutauschen» In Charnleys Ausführung wird das Abriebproblem noch verstärkt durch Rinnen in der gewichttragenden Mittelzone der Außenfläche des Teils, die in Eingriff mit dem Methylmethacrylatzement stehen, um einen festen Halt für das Teil zu garantieren. Dies hat ein Eingreifen in die gewichttragende Zone und eine Verringerung der tatsächlichen Dicke des Teils zur Folge. Wenn ein Hüftgelenkpfannenteil nach Charnley ausgetauscht wird, muß der Methylmethacrylatzement entfernt werden« Es ist notwendig, das gesamte Methylmethacrylat bis auf den nackten Knochen herauszumeißeln und abzuschleifen und eine neue Ausnehmung im Knochen zu bilden« Da hierzu eine ziemlich langwierige Operation erforderlich ist, ist die Infektionsgefahr groß» Es wurde sogar gefunden, daß die Infektionsrate bei Nachoperationen eindeutig größer ist als bei der anfänglichen Prozedur; Charnley wußte zu berichten, daß die Infektionsrate bei Nachoperationen um

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des Dreifache stieg. Außerdem führt die lange Operationszeit zu einem unerwünschten Operationstrauma bei den Patienten, die wegen des Abriebs nachoperiert werden müssen_o

Im britischen Patent Nr₀ 1 126 961 wurde ebenfalls darauf hingewiesen, daß einige Probleme der Metall-zu-Metall Hüftgelenk-Vollprothese wahrscheinlich durch eine Struktur vermieden werden könnten, bei der ein metallisches Hüftgelenkpfannenteil durch periphere Klammern an einer Tragschale befestigt ist, wobei ein Zwischenraum zwischen der Außenfläche des Teils und der Tragschale belassen ist» Die kugelige Tragfläche des Hüftgelenkpfannenteils ist ausgenommen zur Bildung einer ausgedehnten Vertiefung,in die Abriebpartikel aufgrund übermäßigen Verschleißes von der Tragfläche entweichen. In dieser Ausführung hat es sich als notwendig erwiesen, den Oberschenkelkopf kegelstumpfförmig auszubilden. Aufgrund des kegelstumpfförmigen Oberschenkelkopfes und der mit Ausnehmungen versehenen Tragfläche des Hüftgelenkpfannenteils ist die tatsächliche Tragfläche dieser Ausführung stark vermindert. Demzufolge wird die Belastung pro Flächeneinheit vergrößert und verursacht verstärkten Verschleiß. Wie schon erwähnt, ist der MetaLl-zu—Metall Kontakt einem übermäßigen Reibungskoeffizienten unterworfen, was weiter zu übermäßigem Verschleiß beiträgt. Außerdem ist das Teil in der gewichttragenden Zone wegen des Raumes zwischen dem Teil und der Tragschale nicht genügend gestützt. Die Instabilität der Ausführung führte zu ernsthaften Lockerungen des Hüftgelenkpfannenteils und verursachte Schmerzen beim Patienten und hatte Fehlfunktionen im Gelenk zur Folge.

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Überdies hat es sich gezeigt, daß die vollständige Befestigung des Huftgelenkpfannenteils am Hüftknochen nicht zufriedenstellend ist*

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Prothesen zu überwinden und eine verbesserte austauschbare Hüftgelenk-Vollprothese zu schaffenc

Kurz gesagt, wird durch die Erfindung ein austauschbares Huftgelenkpfannenteil einer Hüftgelenk-Austausch-Vollprothese geschaffen» Das Teil ist kuppeiförmig und hat eine schalenartige Ausnehmung mit einer im wesentlichen kontinuierlichen kugeligen Tragfläche zur Aufnahme des kugeligen Kopfes des Oberschenkelteils. Die Prothese ist mit einer Einrichtung zum Befestigen des Hüftgelenkpfannenteils an einer Stützstruktur ausgestattet, die eine im wesentlichen kontinuierliche Tragfläche besitzt und im wesentlichen die gesamte Außenfläche des Hüftgelenkpfannenteils stützt, wobei die Befestigungseinrichtung das Hüftgelenkpfannenteil in einer Weise festhält, die eine leichte Löslösung des Hüftgelenkpfannenteils hieraus ermöglicht, ohne die Stützstruktur zu zerstören» Das Hüftgelenkpfannenteil ist aus Polyäthylen hoher Dichte hergestellt, um Reibung und Verschleiß weitmöglichst zu verringern Die Außenfläche des Teils ist mit mindestens einer Spiralrinne versehen, die mit den komplementären Spiralwülsten in der Stützstruktur zusammenwirkt. Die gewichttragende Mittelzone des Teils hat keine Rinnen, ~um die Dicke des Teils in der Zone der höchsten Abnutzung größtmöglich zu halten, um die Lebensdauer des Teils zu erhöhenc Bed. einer Aus-

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führungsform sind die SpiralwUlste Im die Stutzstruktur bildenden Methylmethacrylatzemenb vorgesehene Die SpiralwUlste werden durch Pressen einer Schablone mlb einer der Form dss Hüftgelenkpfannenteils entsprechenden Form in ungehärtetes Methylmathacrylat geblldeb, die das MethylmefchacryJ afc in die Spiralrinnen preßt und so Spiralwülsta im Methylmathacrylat bildete Mach der Härtung des Methyimethacrylats wird die Schablone entfernt, die die ausgebildeten Spiralwülste hinterläßt« Da das Methylmethacrylat dazu neigt, sich bei seiner Härtung etwas zusammenzuziehen, 1st es notwendig, eine vielteilige Schablone zu varwenden, um eine leichte Loslösung der Schablone aus der Methylmethacrylat-StUtastruktur su erleichtern.: Zu diesem Zweck hat die Schablone mehrere Abschnitte, die in zusammenpassende Flächen unterteilt sind, die sich rechtwinklig von der Basis eines halbkugeligen Körpers zu dessen halbkugeliger Oberfläche _s erstrecken, Der Mittelabschnitt erstreckt sich zur Mittelzone der Kuppel der halbkugelförmigen Oberfläche, die keine Spiralrinnen aufweist_o Dementsprechend bleibt dieser Abschnitt von der Zusammenziehung des Methylmethäcrylats unbeeinflußt und kann leicht losgelöst werden und bewirkt ein Zusammenfallen der Schablone, die dadurch leichter entfernt werden kann* In einer anderen Ausführungsform der Erfindung 1st die Stützstruktur ringförmig ausgebildet und hat die Form einer metallischen mit den komplementären Wülsten ausgestatteten Befestigungsschale_o In beiden AusfUhrungsformen hat das HUftgelenkpfannenteil periphere Kerben zur Auf-

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nähme von Methylmethacrylatzement zu seiner Befestigung, nachdem es mit der Stützstruktur in Eingriff gebracht worden ist_e

Es ist insbesondere ein Vorteil der Erfindung, eine Hüftgelenk-Vollprothese zu schaffen, in der das Hüftgelenkpfannenteil leicht ausgetauscht werden kann, ohne die Stützstruktur zu zerstören. Ein damit verbundener Vorteil besteht darin, daß ein austauschbares Hüftgelenkpfannenteil verwendet wird, wodurch die Operationszeit verkürzt und dadurch das Infektionsrisiko verringert wird, falls das Huftgelenkpfannenteil ersetzt werden muß.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß ein Hüftgelenkpfannenteil, einer Hüftgelenk-Vollprothese mit verstärkter Dicke in der Kuppel oder gewichttragenden Zone hergestellt wird, wo die größte Abnutzung entsteht und somit die Lebensdauer des Teils vergrößert wird.

Die Erfindung bezieht sich auch auf die Herstellung eines austauschbaren Hüftgelenkpfannenteils mit Befestigungseinrichtungen auf seiner Außenfläche für das Zusammenwirken mit komplementären Befestigungseinrichtungen auf der Stützstruktur in der Hüfthöhle.

Gegenstand der Erfindung ist somit auch ein Verfahren zur Bildung der komplementären Befestigungseinrichtung auf der Stützstruktur. Diese wird, wie später noch eingehend beschrieben werden wird, mit Hilfe einer Schablone mit im wesentlichen der gleichen Außenflächenform und Befestigungseinrichtungsstruktur wie das Hüftgelenk-

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pfannenteil bewerkstelligt, die in ungehärtetes Methylmethacrylat in der Hüfthöhle zur dortigen Bildung von komplementären Befestigungseinrichtungen darin gepreßt wird«

Darüberhinaus besteht ein weiteres Merkmal in der Herstellung einer neuen Schablone zu diesem Zweck«

Weitere .Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der fo?. wenden Beschreibung von Ausführungsformen in Verbindung rcdt den Ansprüchen und der Zeichnung_o In der Zeichnung y-eiqen

Fig.. 1 eine perspektivische Darstellung in auseinandergezogener Form einer Prothese nach der Erfindung;

Fig* 2 eine Draufsichtdes Hüftgelenkpfannenteils der Prothese;

Fig„ 3 eine Seitenansicht des Hüftgelenkpfannenteils;

Fig_o 4 einen Schnitt des Hüftgelenkpfannenteils;

Fig_o 5 eine perspektivische Darstellung in auseinandergezogener Form teilweise im Schnitt einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wie sie im Patienten installiert ist;

Fig_o einen Schnitt des Hüftgelenkpfannenteils ^6A einer herkömmlichen Prothese (MUELLER);

Fig_o einen Schnitt eines Hüftgelenkpfannenteils

co

einer anderen herkömmlichen Prothese(CHARNLEY)

Figo einen Schnitt des Hüftgelenkpfannenteils 6C

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nach der Erfindung;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Schablone," wie sie int crfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird;

Fig_o B eine Ansicht der Schablone" nach Fig„ 7 von unten ;

Figc 9 eine Ansicht der Schablone nach Figo 7 von eben;

Fig'» eine perspektivische Ansicht einer erfindungs™

gemäßen Verfahrensstufe, bei der die Schablone

nach Fig« 7 verwendet wird; Fig_P eine perspektivische Ansicht der erfindungs-

gemäß hergestellten Stützstruktur,und

Fig_a eine teilweise geschnittene perspektivische

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Ansicht in auseinandergezogener Form einer anderen Ausführungsform der Erfindung _B

Aus Figur 1 ist ersichtlich, daß eine Hüftgelenkersatz-Vollprothese nach der Erfindung ein Oberschenkelteil 10 und ein Hüftgelenkpfannenteil 20 aufweist» Das Oberschenkelteil 10 ähnelt im allgemeinen den Oberschenkelteilen herkömmlicher Hüftgelenkers.atζ-VoIlprothesen und besteht aus einem Metall, ZeBo der Legierung Vitalliumo Dieses Teil hat einen Kopf 12 mit einer im allgemeinen kugeligen ballartigen Oberfläche mit einem Durchmesser von 26mm, einen verjüngten Hals 14, der in einem unteren erweiterten Flansch 16 endigt? unter dem sich ein länglicher verjüngter Schaft 18 befindet»

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Das Huf tgelenkpf annenteil 20 ist im aligemeinen kuppel?- fÖrmig und hat eine schalenförmige Ausnehmung 22 zur Aufnahme des Oberschenkelkopfes 12_o Die Ausnehmung 22 hat einen Durchmesser von 26mm und eine rsur kugeligen Oberfläche· des Oberschenkelkopfes 12 komplementäre kugelige Ob ar fläche * Um die Reibung und Abnutzung so weit wie möglich zu verringern, ist das Hüftgelenkpfannenteil 20 aus einem Polyäthylen hoher Dichte geformb und kann durch in der thermoplastischen Industrie allgemein bekannte maschinelle Verfahren hergestellt werden« Es ist insbesondere aus dem Schnitt nach Pig, 4 ersichtlich, daß, das Teil 20 eine Außen- oder Oberfläche 24, die im wesentlichen halbkugelig ist, aufweist und der kugeligen Ausnehmung 22 gegenüberliegt» Die Oberfläche ist mit einem Paar gewindeartiger Spiralrinnen 26 und versehen, die an diametrisch entgegenges atzten Punkten 30 und 32 nahe der Außenkante des Teils 20 (siehe Pig, 2) beginnen aber kurz vor der Kuppel spitze enden *> Hierdurch entsteht eine mittlere Spitzenaone 34, die keine Rinnen hat,, So greifen die Rinnen nicht auf die gewichttragende Kuppel des Hüftgelenkpfannenteils über« Die Rinnen können maschinell aus der Oberfläche 24 herausgeschnitten sein,oder aber kann das Teil mit ausgebildeten Rinnen geformt sein_o

In Fig_o 5 ist gezeigt, daß das Hüftgelenkpfannenteil an einer Stützstruktur 36 aus Methylmethacrylatzement befestigt ist» Die Stützstruktur 36 ist in einer Hüftgel enkausnehmung 38 vorgesehen, die im Beckenknochen 40 durch bekannte chirurgische Techniken geschaffen wird.

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Die Ausnehmung 38 kann beispielsweise unter Verwendung von Hüftgelenkpfannen-Räumbohrer oder dgl_o gebildet werden»

Um Das Huftgelenkpfannenteil 20 an der Stützstruktur 36 zu befestigen j ist das Methylmethacrylat in einer später noch beschriebenen Weise mit einem Paar Spiralwülsten 42 und 44 ausgestattet, die zu den Spiralrinnen 26 und 28 komplementär sind und mit diesen in Eingriff kommen, wenn das Hüftgelenkpfannenteil 20 auf die Stützstruktur aufgeschraubt wird, damit seine Außenfläche 24 in festen Eingriff mit der entsprechenden Tragfläche 46 der Stützstruktur 36 kommt,, So wird die Außenfläche 24 des Hüftgelenkpfannenteils 20 durch die Oberfläche 46 der Stützstruktur aus Methylmethacrylat an allen Stellen fest gestützt,, Wenn das Teil 20 abgenutzt ist, läßt sich das Teil durch Losschrauben leicht entfernen, ohne die Stützstruktur 36 zu zerstören» Es wird dann ein neues Teil 20 mit den gleichen Rinnen 26 und 28 an seiner Außenfläche in die Stützstruktur 36 aus Methylmethacrylat geschraubte·

Das Hüftgelenkpfannenteil 20 hat eine konisch ausgebildete Oberfläche 48, die mit dem hinterschnittenen Halsteil 14 des Oberschenkelteils 10 zusammenwirkt und einen Bewegungsspielraum von 110 Grad ermöglicht, im Gegensatz zu nur 90 Grad, die bei der herkömmlichen Vorrichtung nach Charnley möglich sind, ohne eine Subluxation zu verursachen. Um das Einsetzen und Entfernen des Huftgelenkpfannenteils 20 zu erleichtern,

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hat die konische Fläche 48 zwei Löcher 50 {siehe Fig« I), die mit einem Schraubenschlüssel zusammenwirken können ₀

Wegen der D?*ehbeanspruchung bei der inneren Drehung in der linken Hüfte in der Stehphase beim Gehen neigt eine rechtsgängige Schraube in der linken Hüfte dazu, sich herauszudrehen c Eine rechtsgängige Schraube in der rechten Hüfte wird c-^rch die in dieser Phase aktiven Kräfte nur angezogen« Aus diesem Grund kann es vorteilhaft sein, wenn alle Schrauben in den Teilen für die linke Hüfte ein rückläufiges oder linksgängiges Gewinde haben«. Dadurch wird die Tendenz des sich Herausschraubens verhindert ο Auf jeden Fall werden besondere Maßnahmen ergriffen, um ein sich Herausdrehen des Hüftgelenkpfannenteils aus welchen Gründen auch immer zu vermeiden₀ Es werden tiefe Gewinde verwendet, und auf dem Teil 20 befinden sich periphere Kerben 52 zur Aufnahme einer Methylmethacrylatzementmenge, nachdem es mit der Stützstruktur 36 in Eingriff kommt_o Nachdem das Methylmethacrylat in den Kerben 52 hart geworden ist,-umschließt und hält es Teil 20 an Ort und Stelle und verhindert, daß es sich herausdreht= Wenn man Teil 20 entfernen will, so muß man nur das Methylmethacrylat aus den Kerben 52 unter Verwendung eines Instrumentes z°B„ in der Art eines Zahnbohrers entfernen.

Aus Fig. 5 1st ersichtlich, daß das Oberschenkelteil auf dem Oberschenkelknochen 54 durch Einsetzen in die Medulär- oder Markhöhle 56 des Oberschenkelknochens befestigt und in sie mit Methylmethacrylatzement 58 einzementiert wird=

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Die verbesserte Lebensdauer des erfindungsgemäßen Hüftgelenkpfannenteils 20 im Vergleich zu bestimmten herkömmlichen Hüftgelenkpfannenteilen wird am besten durch einen Vergleich der in den Figuren 6A_f 6B und 6C gezeigten Strukturen deutlich,, Das erfindungsgemäße Polyäthylenteil 20 hoher Dichte hat eine Kuppel oder gewichttragende Zone 34 Cdie am meisten beanspruchte Zone)_f die bedeutend dicker ist als die des MueUer-Teils 60 in Fig_o 6A oder die des Charnley-Teils 62 in Fig„ 6Bo In Bezug auf die Mueller-Vorrichtung kommt die erhöhte Dicke da-, durch zustande, daß man einen kleineren Oberschenkelkopf verwendet und die Rinnen auf der Außenfläche des Hüftgelenkpfannenteils an der gewichttragenden Kuppelzone weggelassen sindΌ Aus Pig» 6A ist ersichtlich, daß die Mueller^sche Vorrichtung ieine relativ große Aufnahmehöhle 64 für den Oberschenkelkopf aufweist und ihre Rinnen 66 (die nebenbei keine Spiralrinnen sind) in einem solchen Maße auf die Kuppel oder gewichttra" gende Zone 68 übergreifen, daß die geringste Dicke in dieser Zone nur 4mm beträgt= In Bezug auf die Charnley'sche Vorrichtung in Fig_c 6B wird die erhöhte Dicke in der gewichttragenden Zone dadurch erreicht, daß man einen etwas größeren Außendurchmesser im erfindungsgemäßen Teil 20 schafft und wiederum die Rinnen an der gewichttragenden Zone ausspart. Aus Fig„°6B ist ersichtlich, daß Charnleys Struktur Rinnen 70 (keine Spiralrinnen) in der Kuppel oder gewichttragenden Zone 72 hat, was in Verbindung mit dem anderen oben genannten Faktor zu einer Mindestdicke von 8mm in der Charnley-Vorrichtung führt» In der erfindungsgemäßen Vorrichtung

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nach F:U; 6C wird dagegen wegen des Gesarntdurchmessers des Teils 20 und der relativ kleinen Ausnehmung 22 (verglichen mit Mualler) und aufgrund dessen, daß die Rinnen 26 und 28 an dar Kuppel oder der gewichttragenden Zone 34 weggelassen sind, eine Dicke von 12mm erzielt« Darüber hinaus ist der vergrößerte Kopf im Vergleich zu Charnley nühslich, da er die Stabilität erhöht und das Polyäthyl-;r hoher Dichte mehr Gewicht pro Einheit tragen kann« Ii \ e Lebensdauer des Huf tgelenkpf annenteils 20 riacri der Erfindung ist wohl größer als die Vorrichtunger, nach Mueller und Charnlay nach Figuren 6A und 6B aufgrund der verfügbaren erhöhten Dicke des Polyäthylens hoher DLchi.a in der kritischen gewichttragenden Zone; das Eindringen des Kopfs in die Hüftgelenkpfanne mit allmähliches! Verschleiß führt nicht zu einem vorzeitigen Versagen ο

Ein wichtiges Merkmal der Erfindung, die sich auch mit dem Abriebproblem befaßt, ist die leichte Austauschbar« keit des Teils 20 durch das Vorhandensein von Spiralrinnen 26 und 28ο Die Teile nach Mueller und Charnley können nur durch Entfernen des Methylmethacrylatzements, der die Teile in den Hüftgelenkpfannenhöhlen hält, entfernt werden, und die notwendigen relativ schweren Operationen machen diese Verfahren infektionsahfälligero Es hat sich sogar herausgestellt, daß die Infektionsrate in Nachoperationen größer ist, und zwar um ein Dreifaches nach Charnley; dies ist teilweise auf Blutungsschwierigkeiten bei der Entfernung von Methylmethacrylat aus der Hüftgelenkpfannenhöhle zurückzuführen ο Demgegenüber

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verringert die erfindungsgemäße leichte Austauschbarkeit, bei der man dia Stutastruktur aus Methylmethacrylat nicht beeinträchtigen muß, die Operationszeit, das Operationstcau^a und die Sepsisrate für diejenigen Patienten beträchtlich, die wegen Verschleiß nachoperiert werden müssen₉

Aus den Figuren 7, 8, 9 und 10 ist ersichtlich, daß bei dem Verfahren zur Bildung der Spiralwülste 42 und in der Stützstruktur 35 _aus Methylmethacrylat eine besondere Schablone 80 vorgesehen ist«, Die Schablone umfaßt einen im wesentlichen halbkugeligen Körper mit einer im wesentlichen flachen Basis 82 und einer im wesentlichen halbkugeligen Oberfläche 84«, Zwei Spiralrinnen 86 und 88, die den Spiralrinnen 26 und 28 des Hüftgelenlcpfannenteils 20 entsprechen, sind in Oberfläche 84 ausgebildet_o Mit Ausnahme der noch beschriebenen Abweichung sind; die halbkugelige Oberfläche 84 und Rinnen 86 und 88 aur Außenfläche 24 und den Spiralrinnen 26 und 28 des Hüftgelenkpfannenteils 20 in Form und Ausmaß im wesentlichen identisch« Die Schablone wird zur Bildung der SpiralwUlste 42 und 44 in der Stützstruktur 36 aus Methylmethacrylat verwendete Dies geschieht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, indem man zunächst die Hüftgelenkpfannenausnehmung im Hüftknochen 40 unter Verwendung bekannter chirurgischer Techniken zum Beispiel auch unter Verwendung von Hüftgel enkpfanhenausräumbohrer herstellt«, Es wird dann eine weiche Methylmethacrylatmenge in die Höhle eingebracht» Die Oberfläche 84 der Schablone 80 wird

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dann vcr der Härtung des Methylmethacrylat in die Höhle 38 gepreßt, damit das weiche Methylmethacrylat in die Rinnen 86 und 88 gedruckt und in Übereinstimmung mit der halbkugeliaen Außenfläche 84 gebracht wird. Die Schablone wird in dieser Stellung belassen, bis das Methylmethacrylat polymerisiert, dabei erhärtet und bleibende Spiral™ wü.lste 42 und 44 bildete Man kann jeden Methylmethacry» latzementf der sich im menschlichen Körper bewährt-hat, verwenden, ζ,-Bc Surgical Simplex P der North Hill Plastics, London, England_c

Da sich Methylmethacrylat bei seiner Polymerisierung etwas zusammenzieht, wurde gefunden, daß man eine einfache Schablone genau der gleichen Größe und Form wie das Huftgelenkpfannenteil 20 nicht verwenden kannο Wenn eine derartige Schablone verwendet wird, so bewirkt die Schrumpfung des Methylmethacry1ats daß sich die Schablone im Bereich der Rinne verklemmt, wodurch sie schwer zu entfernen istο Außerdem kommen die Wülste nicht leicht mit den Rinnen in Eingriffe Dementsprechend wird die Schablone 80 etwas größer hergestellt als das Hüftgelenkpfannenteil 20, um der leichten Schrumpfung des Methylmethacrylats zuvorzukommen_β Um die Entfernung der Schablone 80 zu erleichtern, ist sie außerdem in eine Anzahl Abschnitte nach Art eines Puzzlespiels unterteilte So ist insbesondere aus Figuren 7, 8,und 9 ersichtlich, daß die Schablone 80 vier periphere Abschnitte 90, 92, 94 und 96 und einen Mittelabschnitt 98 aufweist. Diese Abschnitte sind durch entsprechende Seitenwände 100, 102, 104 und 106 gekennzeichnet, die im wesentlichen rechtwinklig zur Basis 82 stehen _e- Diese Seitenwände erstrecken sich, wie in Fig_o 9 gezeigt, zur halbkugeligen

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Oberfläche 84. Um die Struktur stabiler zu machen, ist der Mittelabschnitt 98 mit vier schwalbenschwanzförmigen Ausnehmungen 108 versehen» die mit komplementären schwalbenschwanzförmigen Vorsprüngen 110 auf den Abschnitten 90, 92, 94 und 96 zusammenwirken_o

Aus Fig. 9 ist ersichtlich, daß der Teil der halbkugeligen Oberfläche 84, der dem Mittelabschnitt 98 entspricht, keine Spiralrinnen aufweist. So hat die Schrumpfung des Methylmethacrylats bei seiner Polymerisation keinen Einfluß auf den Mittelabschnitt 98_β Demgemäß läßt sich die Schablone 80 durch die Entfernung des Abschnitts 98 wie in Fig. 7 gezeigt, leicht entfernen. Nachdem Abschnitt 98 entfernt ist und somit die Mittelstütze fortfällt, fallen die Abschnitte 90, 92, 94 und 96 zur Mitte, hin zusammen und lassen sich leicht entfernenο

Figuren 7 und 8 zeigen, daß der Mittelabschnitt 98 an der Oberfläche 82 mit einer Mittelbohrung 112 versehen ist, die ein Gewinde hat und zur Aufnahme eines Gewindestifts am Ende eines Stabs 114 dient (siehe Fig<> 10). Hiermit kann die Schablone 80 leicht in die Ausnehmung 38, wie in Fig» IO gezeigt, eingesetzt werden· Nach der Entfernung der Schablone 80 (siehe Figo 11) ist zu sehen, daß sich die Stützstruktur 36 aus Methylmethycrylatzement gebildet hat· Die Stützstruktur hat eine kugelige Tragfläche 46 und zwei Spiralwülste 42 und 44e Sie ist nun bereit zur Aufnahme des Huftgelenkpfannenteils 20, das mit Hilfe eines Schraubenschlüssels, der, wie eingangs beschrieben, mit Löchern 50 in Eingriff steht, in die Stützstruktur geschraubt werden kann«

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Es ist auch möglich, die Prinzipien der Erfindung aufeine Prothese des Ring-Typs anzuwenden. Dies ist in Fig. 12 gezeigte Da die Oberschenkel- und Hüftgelenkpfannenteile mit den Oberschenkel- und Hüftgelenkpfannenteilen der vorher beschriebenen Ausführungsform im wesentlichen identisch sind, werden die gleichen Bezugszahlen verwendet.

Auch hier ist das Oberschenkelteil IO mit einem förit&gen Oberschenkelkopf 12, einem Hals 14 mit verringertem Durchmesser, einem Plansch 16 und einem verjüngten Schaft 18 versehen, der in der Medulärhöhle 56 des Oberschenkelknochens 54 Aufnahme findet. Auch hier ist das Hüftgelenkpfannenteil 20 aus Polyäthylen hoher Dichte geformt und hat eine zur kugeligen Oberflalehe des Oberschenkelkopfes 12 komplementäre kugelige Ausnehmung 22. Die Außenfläche 24 des Teils 20 ist mit zwei Spiralrinnen 26 und 23 versehen, die an der gewichttragenden Mittelzone 34 weggelassen sind» Das Teil hat eine konische Fläche 48 und weist, wie schon beschrieben, periphere Ausnehmungen 52 auf.

Bei dieser Ausführungsform hat die Stützstruktur jedoch die Form einer metallischen Halteschale 116. Diese Halteschale hat eine zur Außenfläche 24 des Teils 20 komplementäre kugelige Oberfläche 118. Es sind zwei Spiralwülste 120 und 122 vorgesehen, die aus der Oberfläche 118 vorspringen«, Diese Spiralwülste entsprechen den Spiralrinnen 26 und 28 und kommen mit ihnen in Eingriff,

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wenn das Hüftgelenkpfannenteil 20 in die Halteschale 116 geschraubt wird» Auen hier kann das Teil durch geringe Mengen an Methylmethacrylatzement in den Ausnehmungen 52 fest in der Stellung gehalten werden. Man wird erkennen, daß die Halteschale 116 einen Gewindeschaft 124 hat, der mit dem Hüftknochen 126 in Gewindeeingriff steht, um die Halteschale 116 darin zu befestigen, wie es für die Ring-Vorrichtung auch bisher der Fall war=.

Es ist zu erkennen, daß die Ausführung nach Fig» 12 die grundlegenden Vorteile der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 5 einschließlich aufweist. Die Tragfläche 118 der Halteschale 116 bietet der Außenfläche 24 des Teils 20 volle Unterstützung, und der Gewindeeingriff zwischen den Rinnen 26 und 28 und den Wülsten 120 und 122 sorgt für ein leichtes Austauschen des Teils· Das Methylmethacrylat in den Kerben 52 läßt sich, wie schon erwähnt, RiIt einem einfachen Werkzeug, wie z.B. einem Zahnbohrer leicht entfernen» Außerdem ist der Reibungskoeffizient beträchtlich verringert im Vergleich zu der Reibung bei der normalen Metail-zu-Metall Ringprothese, wo der Oberschenkelkopf direkt von der Halteschale aufgenommen wird. Überdies läßt sich das abgenutzte Teil leicht ersetzen, ohne die Stütsstruktur 116 zu zerstören; bei der normalen Ringvorrichtung wäre es erforderlich, die Halteschale 116 zu ersetzen.

Es wurden zwar bevorzugt;© Ausführungsformen der Erfindung gezeigt und beschrieben, doch sind für den Fachmann Abwandlungen möglich, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen.

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Claims

Ansprüche

Hüftgelenk-Vollprothese, gekennzeichnet, durch ein leicht austauschbares Hüftgelenkpfannenteil (20) mit einer schalenartigen Ausnehmung (22), die durch eine im wesentlichen kontinuierliche kugelförmige Oberfläche gebildet wird und den Kopf (12) eines Oberschenkelteils (10) mit einer entsprechenden kugelförmigen Gegenfläche aufzunehmen vermag und hierfür eine im wesentlichen kontinuierliche Tragfläche aufweist, wobei das Hüftgelenkpfannenteil (20) eine der schalenartigen Ausnehmung gegenüberliegende Außenfläche (24) hat; und Einrichtungen (26,28,42,44) zur Befestigung des Hüftgelenkpfannenteils (20) auf einer Stützstruktur (36), die eine im wesentlichen kontinuierliche Tragfläche (46) zur Stützung von im wesentlichen der gesamten Außenfläche (24) aufweist, wobei das Hüftgelenkpfannenteil (20) in einer Weise von den Befestigungseinrichtungen (26,28,42,44) gehalten wird, die eine leichte Loslösung hieraus ermöglicht, ohne die Stützstruktur (36) zu zerstören.

2. Hüftgelenk-Vollprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung komplementäre Gewindestrukturen (26,28,42,44) auf der Stützstruktur (36) und der Außenfläche (24) des Teils (20) aufweist.

3. Hüftgelenk-Vollprothese nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die komplementäre Gewindestruktur auf der Außenfläche (24) mindestens eine Rinne und die komplementäre Gewindestruktur auf der Stützstruktur (36) mindestens einen der Rinne zugeordneten Wulst aufweist.

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4_β Hüftgelenk-Vollprothese nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelzone (34) der Außenfläche (24) keine Rinne aufweist.

5. Hüftgelenk-Vollprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüftgelenkpfannenteil (20) aus einem thermoplastischen Material gebildet ist»

6. Hüftgelenk-Vollprothese nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material Polyäthylen mit hoher Dichte ist.

7. Hüftgelenk-Vollprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützstruktur (36) mindestens zum Teil aus einem Zement besteht.

8. Hüftgelenk-Vollprothese nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zement Methylmethacrylat ist.

9. Hüftgelenk-Vollprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützstruktur eine Befestigungsschale (116) aus Metall aufweist»

lOoHüftgelenk-Vollprothese, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein leicht austauschbares Hüftgelenkpfannenteil (20) aus Polyäthylen hoher Dichte mit einer schalenartigen Ausnehmung C 22) zur Aufnahme des Kopfs (12) eines Oberschenkelteils (10^ und mit einer der Ausnehmung gegenüberliegenden Außenfläche (24), die mit einer Befestigungseinrichtung (26,28) zum Eingriff mit einer kom-

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plementären Befestigungseinrichtung (42,44) auf einer Stützstruktur (36) versehen ist, wobei die beiden komplementären Befestigungseinrichtungen bei gegenseitigem Eingriff eine Tragfläche (46) der Stützstruktur (36) «in stützendes Zusammenwirken mit der Außenfläche (24) bringen und die komplementären Befestigungseinrichtungen zum Austausch des Hüftgelenkpfannenteils (20) leicht lösbar sind.

Ho Hüftgelenk-Vollprothese nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseihrichtung und die komplementäre Befestigungseinrichtung komplementäre Gewindestrukturen (26,28,42,44) aufweisen.

12. Hüftgelenk-Vollprothese nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindestruktur auf der Außenfläche (24) wenigstens eine spiralförmige Rinne (26,28) und die Gewindestruktur auf der Stützstruktur (36) wenigstens einen komplementären spiralförmigen Wulst aufweist.

13. Hüftgelenk-Vollprothese nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (24) im wesentlichen kugelförmig ist und sich die Rinne (26,28) von der Nähe der Außenflächenkante aus nach innen erstreckt.

14. Hüftgelenk-Vollprothese nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (24) an ihrem mittleren Abschnitt keine Gewindestruktur aufweist.

15. Hüftgelenk-Vollprothese nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüftgelenkpfannenteil (20) am

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Außenumfang mit wenigstens einer Kerbe (52) versehen ist zur Aufnahme von Zement zur festen Verbindung des Teils (20) auf der Stützstruktur (36).

16. Huftgelenk-Völlprothese, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Kombination ein Hüftgelenkpfannenteil (20) mit einer schalenartigen Ausnehmung C 22) zur Aufnahme des Kopfes (12) eines Oberschenkelteils (10) und eine der Ausnehmung gegenüberliegende Außenfläche (24) aufweist und die Außenfläche mit einer Gewindestruktur (26,28) versehen ist; und eine Stützstruktur (36) mit einer zur Außenfläche komplementären Tragfläche (46) und mit einer zur Gewindestruktur (26,28) auf der Außenfläche (24) komplementären Gewindestruktur (42,44) aufweist und diese Gewindestrukturen zur Befestigung des Huftgelenkpfannenteils (20) an der Stützstruktur (36) in Eingriff miteinander bringbar sind und damit auch die Trag- und Außenfläche miteinander in Eingriff bringbar und voneinander lösbar sind, um einen leichten Austausch des Hüftgelenkpfannenteils zu ermöglichen.

17. Hüftgelenk-VoI!prothese nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindestruktur auf der Außenfläche (24) eine'Spiralrinne (26,28) und die Gewindestruktur auf der Stützstruktur (36) einen Spiralwulst (42,44) aufweist.

18. Hüftgelenk-Vollprothese nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüftgelenkpfannenteil (2O)

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am Außenumfang zur Aufnahme von Zement mit mehreren Kerben (52) versehen ist, um das Hüftgelenkpfannenteil (20) an Ort und Stelle zu halten.

19. Hüftgelenk-Vollprothese nach einem der Ansprüche

16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützstruktur (36) mindestens teilweise aus einem Zement besteht.

20. Hüftgelenk-Vollprothese nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß als Zement Methylmethacrylat dient.

21. Hüftgelenk-Vollprothese nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützstruktur eine Befestigungsschale (116) aus Metall aufweist.

22. Verfahren zur Bildung einer Stützstruktur für ein Hüftgelenkpfannenteil einer Hüftgelenk-Vollprothese mit einer mit einer Gewindestruktur versehenen Außenfläche, dadurch gekennzeichnet, daß man einen weichen ungehärteten polymerisierbaren Zement in eine Hüftgelenkpfanne einbringt, eine Schablone mit einer zur Außenfläche und Gewindestruktur des Hüftgelenkpfannenteils im wesentlichen identischen Außenfläche und Gewindestruktur zur Formung des Zements in Übereinstimmung mit der Außenfläche und Gewindestruktur in den weichen ungehärteten Zement preßt, den Zement polymerisieren und härten läßt und die Schablone entfernt, wonach der Zement als Stützstruktur mit einer zur Außenfläche und Gewindestruktur des Hüftgelenkpfannenteils komplementären Außenfläche und Gewindestruktur zurückbleibt.

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23, Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß als Zement Methylmethacrylat verwendet wird,

24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schablone verwendet wird, die geringfügig größer ist als das Pfannenteil_o

25» Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Schablone mit mehreren trennbaren Abschnitten verwendet, die die Außenfläche durchschneiden.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Abschnitte ein Mittelabschnitt ist und dieser Mittelabschnitt nach der Härtung des Zements entfernt wird, um die Entfernung der Schablone zu erleichtern.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil der Schablonenaußenfläche, der dem Mittelteil entspricht, keine Gewindestruktur aufweist.

28. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindestruktur eine spiralförmige Rinne aufweist und der Zement in diese Rinne gepreßt wird, wenn die Schablone zur Bildung eines komplementären Spiralwulstes in den Zement gepreßt wird.

29. Schablone zur Bildung einer Stützstruktur für ein Hüftgelenkpfannenteil einer Hüftgelenk-Vollprothese, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen halbkugelförmigen Körper mit einer Grundfläche (82) und einer

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halbkugelförmigen Oberfläche (24) mit einer Gewindestruktur (86,88) aufweist und der Körper in mehrere Abschnitte (90,92,94,96,98) unterteilt ist, wobei die zusammenpassenden Flächen (100,102,104,106) zwischen den Abschnitten sich zwischen der Grundfläche (82) und der halbkugelförmigen Oberfläche (84) erstrecken·

30. Schablone nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß sich einige der Abschnitte (90,92,94,96) bis an den Umfang des Körpers erstrecken und ein Mittelteil (98) sich von der Grundfläche (82) bis zum Zentrum der halbkugelförmigen Oberfläche (84) erstreckt.

31. Schablone nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil der halbkugelförmigen Oberfläche, der dem Mittelabschnitt (98) entspricht, keine Gewindestruktur aufweist.

32. Schablone nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindestruktur (86,88) eine Spiralrinne in der halbkugelförmigen Oberfläche (84) ist.

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