DE2314175A1

DE2314175A1 - Pfanne fuer hueftgelenkendoprothesen

Info

Publication number: DE2314175A1
Application number: DE19732314175
Authority: DE
Inventors: Von Dr Med Andrian-Werbur Frhr; Peter Dr Med Griss; Guenther Dr Rer Nat Heimke
Original assignee: Friedrichsfeld GmbH Steinzeug und Kunststoffwerke
Current assignee: Friatec AG
Priority date: 1973-03-22
Filing date: 1973-03-22
Publication date: 1974-09-26
Also published as: JPS5745582B2; GB1423102A; CH566128A5; DE2314175B2; JPS56125043A

Description

23H175

FRIEDRICHSPELD GmbH
Steinzeug- und Kunststoffwerke 68 Mannheim - Priedrichsfeld

Patentanmeldung

¹¹ Pfanne für Hüftgelenkendoprothesen "

Die Erfindung betrifft eine Pfanne für eine Hüftgelenkendoprothese aus Keramik zum zementfreien Implantieren.

Die bisher gebräuchlichen Hüftgelenkendoprothesen bestehen im allgemeinen aus Kunststoff pfannen und einem Metallteil für den Ersatz des Oberschenkelkopfes oder aus Metallpfannen und einem Kunststoffteil als Ersatz des Oberschenkelkopfes. Diese Teile und insbesondere die Pfannen wurden bisher meist mit Knochenzement im Beckenknochen verankert und fixiert.

409839/0160

23U175

Es sind auch schon Hüftgelenkendoprothesen aus Keramik, insbesondere aus dichter Alumiaiumoxid-Keramik vorgeschlagen worden. Diese Keramikprothesen haben gegenüber den Metall- und Metall-Kunststoffkombinationsprothesen den Vorteil, daß die Reib-, Gleit- und Verschleißgigenschaften der Keramik, insbesondere der Aluminiumoxidkeramik denen der Metalle und Kunststoffe erheblich überlegen sind. Außerdem zeigt die Keramik eine erheblich bessere Körperverträglichkeit als Kunststoffe und Metalle.

Um diese höhere Körperverträglichkeit der keramischen Implantate ausnutzen zu können, ist es jedoch nötig, sie ohne die Benutzung von Kunststoffzementen, den oben genannten Knochenzementen, zu implantieren und zu fixieren. Die bisher für die zementfreie Implantation benutzten Pfannen von Hüftgelenkendoprothesen bestanden im wesentlichen in Nachahmungen der Pfannengestalten, die von Kunststoffpfannenkonstruktionen her bekannt waren. Ihre dem Knochen zugewandte Seite war im allgemeinen im wesentlichen halb kugelförmig oder kalottenförmig gekrümmt und trug Riefenmuster verschiedener Art. Der Nachteil dieser Konstruktionen bestand darin, daß zur festen Verankerung im Knochen entweder komplizierte Lochmuster in den Hüftknochen eingemeiselt werden mußten oder das Einwachsen des Knochens in die Riefenstruktur längere Zeit in Anspruch nahm, so daß die Patienten einer verhältnismäßig langen Imobilisationsdauer ausgesetzt waren. Dies ist jedoch wegen der Thrombosegefahr unerwünscht.

Bei den Metallpfannen für Hüftgelenkendoprothesen ist bereits eine einschraubbare Konstruktion

409839/0160

23U175 - 3 -

bekannt. ( Tota!endoprothese nach Ring ). Bei dieser Konstruktion beträgt jedoch die Gesamthohe ein Mehrfaches des Durchmessers der Pfanne, der Durchmesser des Gewindes ist erheblich kleiner als der Durchmesser der halbkugelförmigen Höhlung der Pfanne. - Diese Konstruktion 1st jedoch auf eine Pfanne aus Keramik, insbesondere aus dichter Aluminiumoxid-Keramik nicht anwendbar, da sie den Werkstoffeigenschaften der Keramik nicht Rechnung trägt und beim Einschrauben die Gefahr des Brechens der langen Schraube gegeben wäre.

Erfindungsgemäß wird für die Pfanne von Htiftgelenkendoprothesen aus Aluminiumoxid-Keramik die im folgenden näher beschriebene Konstruktion vorgesehen, die eine Reihe von Vorteilen gleichzeitig aufweist. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die erfindungsgemäße Pfanne auch bei zementfreier Implantation eine Belastung schon sehr bald nach der Operation gestattet und trotzdem noch in der anschließenden Perlode, also bereits unter Belastung, sehr fest in den Körper einwächst und völlig in den Knochenverband der Hüfte integriert wird.

Die erfindungsgemäße Pfanne für Hüftgelenkendoprothesen aus Aluminiumoxid-Keramik zur zementfreien Implantation wird anhand der Figur 1 und 2 näher erläutert. Dabei zeigt die Figur 1 einen Schnitt durch die Pfanne, die Teilfigur 1 a das tragende Gewinde und die Figur 2 einen Blick auf die Pfanne von oben. Die Pfanne enthält in ihrem Inneren die ungefähr halbkugelförmige Höhlung 1, deren Oberfläche poliert ist und auf der der aus der gleichen Keramik bestehende und ebenfalls

409839/0160

23U175

in seiner Oberfläche polierte kugelförmige Kopf des im Oberschenkel verankerten Gegenstücks der Hüftgelenkendoprothese gelagert ist. Der eigentliche Körper der Pfanne besteht aus Aluminiumoxid-Keramik 2. Erfindungsgemäß ist dieser Pfannenkörper in seinem Oberen, dem Hüftknochen zugewandten Teil zylinderförmig ausgebildet, mit einem Zylinderdurchmesser D, der kleiner ist als der Gesamtdurchmesser dl der Pfanne, aber größer als der Durchmesser der halbkugligen Höhlung d2 im Inneren der Pfanne. Die Gesamthöhe h der Pfanne ist' erfindungsgemäß kleiner als der Durchmesser der halbkugligen Höhlung d2. Der zylindrische Teil der Pfanne trägt an seiner Außenseite ein Gewinde 3. Dieses Gewinde 3 ist so ausgeführt, daß es Kräfte, die vom Oberschenkel her auf die Pfanne wirken, besonders günstig auf den Hüftknochen übertragen kann. Diese Kräfte sind z. B. in der in Figur 1 gewählten Darstellung von unten nach oben gerichtet. Ein Beispiel für ein derart ausgeführtes Gewinde ist in Figur 1 a dargestellt. - An der Außenseite des zylindrischen Teils mit dem Durchmesser D sind außer dem Gewinde noch achsparallele Nuten angebracht. Diese Nuten können z. B. halbkreisförmige Gestalt haben. Sie sind in Figur 2, die einen Anblick der Pfanne von oben darstellt, mit 4 bezeichnet. Diese Nuten unterbrechen das Gewinde, wobei es sich als besonders nützlich erwiesen hat, diese Unterbrechung nun möglichst scharfkantig auszuführen. In der Figur 2 sind 4

409839/0160

23U175

derartige Nuten eingezeichnet. Ihre Anzahl kann jedoch auch größer oder kleiner 4 sein. In der Verlängerung dieser Nuten befinden sich Löcher, die durch den wulstförmigen Teil f> der Pfanne bis zur Pfannenvorderseite hindurch reichen. - Auf der Oberseite der Pfanne, d. h. der in den Hüftknochen hineinragenden Seite, wird ein Profil angebracht. In der Figur 1 besteht dieses Profil aus den schwalbenschwanzförmigen Nuten 6 und 7> die in dem Anblick der Figur 2 durch die Nuten dargestellt werden. Selbstverständlich können erfindungsgemäß auch andere Anordnungen von Nuten gewählt werden, doch ist es besonders nützlich, das auf dieser Seite vorhandene Relief mit Hinterschneidungen auszustatten, wie es durch den Schwalbenschwanz der Nuten 6 und 7 gegeben ist. - In der Mitte des Pfannengewölbes ist ein Loch 9 in Figur 1 bzw. 10 in Figur 2 vorgesehen.

Bei der Implantation der erfindungsgemäßen Pfanne für Hüftgelenkendoprothesen wird folgendermaßen vorgegangen: zunächst wird mit einem Meisel ein ungefähr runder Teil ausgehoben, mit einem Durchmesser, der noch merklich kleiner als der Durchmesser des zylindrischen Teils der Pfanne ist. Seine Tiefe wird schon so weit ausgearbeitet, wie es dem späteren Sitz der Pfanne ungefähr entspricht. - Anschließend wird mit einer Raspel, deren Durchmesser, gemessen über die äußeren Punkte der Raspelzähne, den Durchmesser D abzüglich der zweifachen Gewindetiefe

409 839/0160

23H175

t entspricht, die vorgearbeitete Höhlung weiter aufgebohrt. - In die Wand dieses zylindrischen Loches wird sodann mit einem passend geformten Gewindeschneidersatz in die nunmehr zylindrische Knochenwand ein Gewinde eingeschnitten. Dabei ist der Gewindeschneidersatz so dimensioniert, daß nach dem letzten Schneidvorgang das Gewinde etwa 1/2 bis 1 mm kleiner im Durchmesser ist, als dem Gewinde auf der Pfanne entspricht.

Mit den bei dem Herausmeiseln dieser Höhlung entstehenden Knochenspänen werden die Nuten 6 und 7 bzw. 8 teilweise angefüllt. Sodann wird die Pfanne an die vorgeschnittenen Gewindegänge herangeführt und mit einem Werkzeug, das in die durchgehenden Löcher 4 hineingreift, bzw. in deren Verlängerung, in das vorgearbeitete Gewinde hineingedreht. Da sas vorgeschnittene Gewinde etwas kleiner war, als dem Gewinde der Pfanne entspricht, ist hierzu eine gewisse Kraftanwendung notwendig, wodurch sich das Pfannengewinde fest in den Knochen frißt. Dieses Einfressen wird durch die 4 Nuten 4, die das Gewinde unterbrechen, unterstützt. Diese Unterstützung ist um so günstiger, je scharfkantiger diese Unterbrechungen ausgeführt sind, wie oben bereits erwähnt.

Durch dieses Einschrauben der Pfanne in ein etwas kleiner gewähltes Gewinde wird erreicht, daß die Pfanne unmittelbar nach der Implantation bereits fest im Hüftknochen verankert ist.

409839/0160

23U175

Dabei hat es sich überraschenderweise als besonders günstig erwiesen« daβ die bei diesem Einschrauben noch abgelösten Knochen* partikel in den Nuten 4 sich ansammeln und verbleiben. £6 zeigte' sich nämlich, daß diese sich dort ansammelnden Knochenreste das Einwachsen des lebenden Knochens in die Nutenräume 4 erheblich begünstigen.

Nach dem Einschrauben der Pfanne 1st es günstig, in mindestens eines der Löcher, die sich in Verlängerung der Nuten 4 befinden, mit einem Bohrer von außen ein Loch von etwa der halben Pfannenhöhe freizubohren. In dieses Loch wird ein Keramikstift geschoben, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser dieser Löch-»er entspricht und dessen Länge der halben Höhe der Pfanne gleicht. Dieser Stift dient bis zum vollständigen Einwachsen der Pfanne als zusätzlicher Verdrehungsschutz.

Das Loch 9 in Figur 1 bzw. 10 in Figur 2 dient einmal dazu, die beim Einschrauben der Pfanne komprimierte Luft entweichen zu lassen und zum anderen zur Verbesserung des Zutrittes von Gelenkflüssigkeit in die halbkugelförmige Höhlung der Pfanne während der späteren Benutzung des Gelenkes.

Die erfindungsgemäße Konstruktion der Pfanne für Hüftgelenkendoprothesen aus Aluminiumoxid-Keramik hat also den Vorteil, daß sie unmittelbar nach der Implantation bereits einen festen Sitz der Pfanne im HUftknochen ergibt, so daß sehr bald nach der Operation eine Belastung erfolgen kann. Darüberhinaus bewirkt sie eine Beschleunigung des Einwachsens in das Knochengewebe, wobei die

409839/0160

23U175

bekannte Stimulation des Anwachsens von Knochengewebe an Aluminiumoxid-Keramik noch durch die Anwesenheit körpereigener Knochenteile gerade an den Stellen, an denen das Einwachsen für die Befestigung der Prothese besonders erwünscht ist, begünstigt wird.

409839/01 ßO

Claims

23U175

Ansprüche

Pfanne für Hüftgelenkendoprothese aus AIu- "' miniumoxid-Keramik zur zementfreien Implantation durch Einschrauben, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamthöhe der Pfanne kleiner als der Durchmesser der halbkugeligen Höhlung ist, daß der Durchmesser des das Gewinde tragende Teils kleiner als der größte Durchmesser der Pfanne aber größer als der Durchmesser der halbkugeligen Höhlung ist, und daß ein Verdrehungsschutz vorgesehen ist.

2) Pfanne für Hüftgelenkendoprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrehungsschutz zum Teil aus das Gewinde unterbrechende achsenparallelen Vertiefung besteht.

5) Pfanne für Hüftgelenkendoprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Stirnseite ein Profil vorgesehen ist.

4) Pfanne für Hüftgelenkendoprothese nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bohrung von der Stirnseite zur halbkugelförmigen Höhlung vorgesehen ist.

5) Pfanne für Hüftgelenkendoprothesen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde zur bevorzugten Kraftübertragung in der Richtung von der Höhlung zur Stirnseite eingerichtet ist.

409839/0160

Leerse ι

e ι f e