DE2314175C3

DE2314175C3 - Cup for hip joint prostheses

Info

Publication number: DE2314175C3
Application number: DE19732314175
Authority: DE
Inventors: Hanns Frhr. von Dr.med. 6804 Ilvesheim; Griss Peter Dr.med. 6831 Plankstadt; Heimke Günther Dr.rer.nat. 6800 Mannheim Andrian-Werburg
Original assignee: Friedrichsfeld GmbH Steinzeug und Kunststoffwerke
Current assignee: Friatec AG
Filing date: 1973-03-22
Publication date: 1976-02-05

Description

Die Erfindung betrifft eine Pfanne für eine Hüftgelenkendoprothese zur zementfreien Implantation durch Einschrauben.The invention relates to a socket for a hip joint endoprosthesis for cementless implantation by screwing in.

Die bisher gebräuchlichen Hüftgelenkendoprothesen bestehen im allgemeinen aus Kunststoffpfannen und einem Metallteil für den Ersatz des Oberschenkelkopfes oder aus Metallpfannen und einem Kunststofftcil als Ersatz des Oberschenkelkopfes. Diese Teile und insbesondere die Pfannen wurden bisher meist mit Knochenzement im Beckenknochen verankert und fixiert. (H u g g I e r , »Die Allarthroplastik des Hüftgelenkes« (1968), Georg Thiemc Verlag Stuttgart; M. ) ayson »Total hip replacement« 1972) Sector Publishing Ltd.. London).The hip joint endoprostheses that have been used up to now generally consist of plastic sockets and a metal part for the replacement of the femoral head or made of metal pans and a plastic part as Replacement of the femoral head. These parts and in particular the sockets were previously mostly made with bone cement anchored and fixed in the pelvic bone. (H u g g I e r, "The allarthroplasty of the hip joint" (1968), Georg Thiemc Verlag Stuttgart; M.) ayson "Total hip replacement" 1972) Sector Publishing Ltd .. London).

Die für die zementfreie Implantation üblicherweise benutzten Pfannen von Hüftgelenkendoprothesen bestehen im wesentlichen in Nachahmungen der Pfannengestalten, die von Kunstsioffpfannenkonstruktionen her bekannt sind. Ihre dem Knochen zugewandte Seite ist halbkugelförmig oder kartenförmig gekrümmt und trägt Riefenmuster verschiedener Art (Zeitschrift für Orthopädie 110 (1972), S. 292 bis 304: DT-OS 21 34 316). Der Nachteil dieser Konstruktionen besteht darin, daß zur festen Verankerung im Knochen entweder komplizierte Lochmuster in den Hüftknochen eingemeißelt werden müssen oder das Einwachsen des Knochens in die Riefenstruktur längere Zeit in Anspruch nimmt, so daß die Patienten einer verhältnismäßig langen Immobilisationsdauer ausgesetzt sind. Dies ist jedoch wegen der Thrombosegefahr unerwünscht.The sockets usually used for cementless implantation consist of hip joint prostheses essentially in imitations of the pan shapes, those of Kunstsioffpfannenkonstruktionen are known ago. Its side facing the bone is hemispherical or curved in the shape of a map and carries various types of grooves (Zeitschrift für Orthopädie 110 (1972), pp. 292 to 304: DT-OS 21 34 316). The disadvantage of these constructions is that either for firm anchoring in the bone complicated hole patterns have to be carved into the hipbone or the ingrowth of the Bone in the grooved structure takes a long time, so that the patient a relatively are exposed to long periods of immobilization. However, this is undesirable because of the risk of thrombosis.

Bei den Metallpfannen für Hüftgelenkendoprothesen ist bereits eine einschraubbare Konstruktion bekannt. (Totalendoprothese nach Ring, s. oben erwähntes Buch von ) a y s ο η , S. 26 ff.) Die bekannte Pfanne besitzt einen langen und dünnen Gewindeschaft. Diese Konstruktion ist jedoch auf eine Pfanne aus Keramik, insbesondere aus dichter Aluminiumoxid-Keramik, nicht anwendbar, weil sie den Werkstoffeigenschaften der Keramik nicht Rechnung trägt und beim Einschrauben dieA screw-in construction is already known for the metal cups for hip joint endoprostheses. (Total endoprosthesis according to Ring, see above-mentioned book by) a y s ο η, p. 26 ff.) Has the well-known socket a long and thin threaded shaft. However, this design is based on a ceramic pan, in particular Made of dense aluminum oxide ceramic, not applicable because it has the material properties of the ceramic does not take into account and when screwing the

ίο Gefahr des Brechens des langen Schaftes gegeben ist.ίο there is a risk of breaking the long shaft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von letztgenannter Pfanne eine Pfannengestaltung anzugeben, bei der die Gewebeverträglichkeit der keramischen Implantate ausgenutzt werden kann undThe invention is based on the object of a pan design based on the last-mentioned pan indicate where the tissue compatibility of the ceramic implants can be exploited and

die eine sichere Befestigung gewährleistet.which ensures a secure attachment.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß erfindungsgemäß der Pfannenkörper im wesentlichen die Form eines Zylinders besitzt, in dessen einer Stirnfläche die halbkugelförmige Höhlung eingearbeitet ist.The solution to this problem is that, according to the invention, the socket body has essentially the shape of a cylinder, in one end face of which the hemispherical cavity is incorporated.

und der an dieser Stelle einen Auflagewulst größeren Durchmessers aufweist, während die restliche zylindrische Mantelfläche mit einem Gewinde versehen ist.and which at this point has a bearing bead of larger diameter, while the remainder is cylindrical The outer surface is provided with a thread.

Die rrfindungsgemäße Pfanne besitzt vorteilhaft eine gedrungene Bauform, d. h. die Gesamthöhe derThe pan according to the invention advantageously has a compact design, d. H. the total height of the

Pfanne ist kleiner als der Durchmesser der halbkugelförmigen Höhlung. Auf Grund dieser Form wird eine besonders gute Resistenz gegen Kippbewegungen erreicht. The pan is smaller than the diameter of the hemispherical cavity. Because of this shape, a achieved particularly good resistance to tilting movements.

Eine weitere vorteilhafte Befestigungssicherung besteht in einem Verdrehungsschutz. Für diesen Zweck ist vorzugsweise mindestens ein Stift vorgesehen, der in einer zum Teil das Gewinde unterbrechenden achsparallelen Vertiefung und in einer den Auflagewulst durchquerenden Bohrung geführt ist und in das vorbereitete Knochenbett eingelassen wild.Another advantageous securing means is an anti-twist protection. For this purpose at least one pin is preferably provided which is axially parallel in an axially parallel which partially interrupts the thread Well and is guided in a bore passing through the support bead and into the prepared Bone bed let in wild.

Es hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäßc Pfanne auch bei zementfreicr Implantation schon sehr bald nach der Operation eine Belastung gestattet und trotzdem noch in der anschließenden Periode, also bereits unter Belastung, sehr fest in den Körper einwächst und völlig in den Knochenverband der Hüfte integriert wird.It has been shown that the socket according to the invention very soon, even with cement-free implantation After the operation a load is allowed and still in the following period, so already under load, grows very firmly into the body and fully integrated into the bone structure of the hip will.

Ein Ausführungsbeispiel der erlindungsgemäßen Pfanne für Hüftgelenkendoprothesen aus Aluminiumoxid-Keramik zur zementfreien Implantation wird an Hand der F i g. 1 und 2 näher erläutert. Dabei zeigt
F i g. 1 einen Schnitt durch die Pfanne,
Fig. la das tragende Gewinde und
F i g. 2 einen Blick auf die Pfanne von oben.An embodiment of the socket according to the invention for hip joint endoprostheses made of aluminum oxide ceramic for cement-free implantation is shown with reference to FIGS. 1 and 2 explained in more detail. It shows
F i g. 1 a section through the pan,
Fig. La the load-bearing thread and
F i g. 2 a view of the pan from above.

Die Pfanne enthält in ihrem Inneren die ungefähr halbkugclförmige Höhlung 1, deren Oberfläche poliert ist und auf der der aus der gleichen Keramik bestehende und ebenfalls in seiner Oberfläche polierte, kugelförmige Kopf des im Oberschenkel verankerten Gegen-Stücks der Hüftgelenkendoprothese gelagert ist. Der eigentliche Körper der Pfanne besteht aus Aluminiumoxid-Kerannik 2. Dieser Pfannenkörper ist in seinem oberen, dem Hüftknochen zugewandten Teil zylinderförmig ausgebildet, mit einem Zylinderdurchmesser D, der kleiner ist als der Gesamtdurchmesser d\ der Pfanne, aber größer als der Durchmesser der halbkugligen Höhlung dl im Inneren der Pfanne. Die Gesamthöhe h der Pfanne ist kleiner als der Durchmesser der halbkugligen Höhlung dl. The socket contains in its interior the approximately hemispherical cavity 1, the surface of which is polished and on which the spherical head of the counterpart of the hip joint prosthesis anchored in the thigh, consisting of the same ceramic and also polished in its surface, is mounted. The actual body of the cup consists of aluminum oxide kerannik 2. This cup body is cylindrical in its upper part, facing the hip bone, with a cylinder diameter D, which is smaller than the total diameter d \ of the cup, but larger than the diameter of the hemispherical cavity dl inside the pan. The total height h of the pan is smaller than the diameter of the hemispherical cavity dl.

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 Hilft-The cylindrical part of the pan has a thread 3 on its outside. This thread 3 is like this stated that forces that act on the socket from the thigh are particularly beneficial for the

knochen übertragen kann. Diese Kräfte sind z. B. in der in F i g. 1 gewählten Darstellung von un.en nach oben gerichtet. Das Gewinde 3 weist der lern Implantationsbett zugeordneten Stirnseite zugewandte Flächen auf. die etwa parallel zur Ebene der Stirnseite verlaufen, während die von der Stirnseite abgewandten Gevindeflächen schräg dazu verlaufen.can transfer bones. These forces are e.g. B. in the in F i g. 1 selected representation from the bottom up directed. The thread 3 has the learning implantation bed assigned end face facing surfaces. which run roughly parallel to the plane of the front side, while the Gevinde surfaces facing away from the end face run obliquely to it.

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 Fig. 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 möglichst scharfkantig auszuführen. In der F i g. 2 sind vier derartige Nuten .-ingezeichnet. Ihre Anzah kann jedoch auch größer oder kleiner ais vier sein. In der Verlängerung dieser Nuten befinden sich Löcher, die durch den Auflagewulst 5 der Pfanne bis zur einen Stirnseite reichen.On the outside of the cylindrical part with the diameter D , apart from the thread, there are also axially parallel grooves. These grooves can be, for. B. have a semicircular shape. They are denoted by 4 in FIG. 2, which shows a view of the pan from above. These grooves interrupt the thread, and it has proven particularly useful to make this interruption as sharp-edged as possible. In FIG. 2 four such grooves are shown.-In. However, their number can also be greater or less than four. In the extension of these grooves there are holes that extend through the support bead 5 of the pan to one end face.

Auf der anderen Stirnseite der Pfanne, d. h. der in den Hüftknochen hineinragenden Seite, wird ein Profil angebracht. In der F i g. 1 besteht dieses Profil aus den schwalbenschwanzförmigen Nuten 6 und 7. Selbstverständlich können auch andere Anordnungen von Nuten gewählt werden, doch ist es besonders nützlich, das auf dieser Seite vorhandene Relief mit Hinterschncidungen auszustatten, wie es durch den Schwalbenschwanz der Nuten 6 und 7 gegeben ist. — In der Mitte des Pfannengewölbes ist ein Loch 9 vorgesehen. Das Loch 9 dient einmal dazu, die beim Einschrauben der Pfanne komprimierte Luft entweichen zu lassen und zum anderen zur Verbesserung des Zutrittes von Gelenkfliissigkeit in die halbkugelförmige Höhlung der Pfanne während der späteren Benutzung des Gelenkes.On the other face of the pan, d. H. the side protruding into the hip bone becomes a profile appropriate. In FIG. 1, this profile consists of the Dovetail grooves 6 and 7. Of course, other arrangements of grooves can also be used can be chosen, but it is particularly useful to use the relief with undercuts on this side to equip, as it is given by the dovetail of the grooves 6 and 7. - In the middle of the pan vault a hole 9 is provided. The hole 9 serves once to compress the pan when screwing it in To allow air to escape and, on the other hand, to improve the access of joint fluid in the hemispherical cavity of the socket during later use of the joint.

Bei der Implantation der erfindungsgemäßen Pfanne für Hüftgelenkendoprothesen wird folgendermaßen vorgegangen:During the implantation of the socket according to the invention for hip joint endoprostheses, the following is used proceeded:

Zunächst wird mit einem Meißel ein ungefähr runder Teil ausgehoben, mit einem Durchmesser, der noch merklich kleiner als der Durchmesser des zylindrischen Teiles 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 Raspelzähnc, den Durchmesser D abzüglich der zweifachen Gewindetiefe 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 '/2 bis 1 mm kleiner im Durchmesser isi. als es dem Gewinde auf der Pfanne entspricht.First, a roughly round part is excavated with a chisel, with a diameter that is still noticeably smaller than the diameter of the cylindrical part of the pan. Its depth is worked out to the extent that it roughly corresponds to the later seat of the pan. - Then with a rasp, the diameter of which, measured over the outer points of the rasp teeth, corresponds to the diameter D minus twice the thread depth t , the pre-machined cavity is drilled out further. - In the wall of this cylindrical hole, a thread is then cut into the now cylindrical bone wall with a suitably shaped thread cutter replacement. The thread cutter replacement is dimensioned so that after the last cutting process the thread is about 1/2 to 1 mm smaller in diameter. than it corresponds to the thread on the pan.

Mit den bei dem Herausmeißeln dieser Höhlung entstehenden Knochenspänen werden die Nuten 6 und 7 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 das vorgeschnittene Gewinde etwas kleiner ist, als es 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 vier Nuten 4, die das Gewinde unterbrechen, unterstützt. Diese Unterstützung ist umso günstiger, je scharfkantiger diese Unterbrechungen ausgeführt sind, wie oben bereits erwähnt.With the resulting from the chiseling out of this cavity The grooves 6 and 7 are partially filled with bone chips. Then the pan is attached to the pre-cut Threads brought up and with a tool that is inserted into the through holes 4 engages or in their extension, screwed into the pre-machined thread. Since the pre-cut If the thread is a little smaller than the thread of the socket, a certain amount of force is required necessary, as a result of which the socket thread eats itself firmly into the bone. This eating in will supported by the four grooves 4 that interrupt the thread. This support is the cheaper the these interruptions are sharp-edged, as mentioned above.

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.By screwing the pan into a slightly smaller thread, it is achieved that the pan is already firmly anchored in the hip bone immediately after implantation.

Dabei erweist es sich überraschenderweise als besonders günstig, daß die bei diesem Einschrauben noch abgelösten Knochenpartikcl in den Nuten 4 sich ansammeln und verbleiben. Es zeigt sich nämlich, daß diese sich dort ansammelnder; Knochenreste das Einwachsen des lebenden Knochens in die Nutenräume 4 erheblich begünstigen.Surprisingly, it proves to be particularly favorable that the screwing in at this point Detached bone particles collect in the grooves 4 and remain. It turns out that this accumulating there; Bone remnants the growing in of the living bone in the groove spaces 4 considerably favor.

Nach dem Einschrauben der Pfanne wird vorteilhaft 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 freigebohrt. In dieses Loch wird ein Keramikstift gcschobcn. dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser dieser Löcher entspricht und dessen Länge der halben Höhe der Pfanne gleicht. Dieser Stift dient bis zum vollständigen Einwachsen der Pfanne als zusätzlicher Verdrehungsschutz.After screwing in the pan is advantageous in at least one of the holes that are in extension of the grooves 4 are, a hole of about half the pan height is drilled with a drill from the outside. A ceramic pin is inserted into this hole. whose outside diameter is the inside diameter corresponds to these holes and whose length equals half the height of the pan. This pen is used until complete waxing of the pan as additional protection against twisting.

Die erfindungsgemäße Konstruktion der Pfanne für Hüftgelenkendoprothesen aus Aluminiumoxid-Keramik hat den Vorteil, daß sie unmittelbar nach der Implantation bereits einen festen Sitz der Pfanne im Hüftknochen ergibt, so daß sehr bald nach der Operation eine Belastung erfolgen kann. Darüber hinaus bewirkt sie eine Beschleunigung des Einwachscns in das Knochengewebe, wobei die bekannte Stimulation des Anwachsens von Knochengewebe an Aluniiniumoxid-Keramik noch durch die Anwesenheit körpereigener Knochenteilc gerade an den Stellen, an denen das Einwachsen für die Befestigung der Prothese besonders erwünscht ist, begünstigt wird.The inventive construction of the socket for hip joint prostheses made of aluminum oxide ceramic has the advantage that the socket is firmly seated in the hip bone immediately after the implantation results, so that stress can occur very soon after the operation. It also causes They accelerate the ingrowth into the bone tissue, with the well-known stimulation of the ingrowth of bone tissue to aluminum oxide ceramic nor by the presence of the body's own bone parts just at the places where the ingrowth is particularly desirable for attaching the prosthesis, is favored.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Cup for a hip joint endoprosthesis for cementless implantation by screwing in, characterized in that the socket body (2) is essentially in the form of a cylinder has, in one end face of which the hemispherical cavity (1) is incorporated, and the at this point has a support bead (5) of larger diameter, while the rest of the cylindrical The outer surface is provided with a thread (3).

2. Pan according to claim 1, characterized in that at least one pin as protection against rotation is provided in an axially parallel recess (4) which partially interrupts the thread (3) and a bore penetrating the support bead (5) is guided.

3. pan for a hip joint endoprosthesis according to claim 1 or 2, characterized in that the other face is profiled.

4. socket for a hip joint endoprosthesis according to claim 1 or the following, characterized in that that a bore (9) is provided from the other end face to the hemispherical cavity (1) is.

5. socket for a hip joint endoprosthesis according to claim 1 or the following, characterized in that that the thread (3) of the other end face has threaded surfaces facing approximately run parallel to the plane of the other end face, while those facing away from the other end face Thread surfaces run obliquely to it.