DE2365022B1 - Pfanne für Hüftgelenktotalendoprothese zur zementfreien Implantation - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Pfanne für Hüftgelenktotalendoprothesen zur zementfreien Implantation mit Verankerungsstiften. Für die Implantation ohne die Benutzung eines Zementes kommen nur Prothesenteile in Frage, die aus einem bioinerten Werkstoff bestehen, der das dichte und meachnisch feste Anwachsen von Knochengewebe an die Prothesenoberfläche an den dafür vorgesehenen Stellen gestattet. Die Pfanne für Totalhüftgelenkendoprothesen besteht daher bevorzugt aus dichter AhOs-Keramik.

Bei einer bekannten Pfanne der eingangs genannten Gattung (Zeitschrift für Orthopädie, 110 [1972], S. 294) sind auf der konvexen Fläche der Pfanne feststehende Verankerungsstifte angeordnet. Beim Einsetzen in den Implantationsraum im Hüftknochen hängt es sehr stark vom Geschick des Chirurgen ab, ob sich die bekannte Pfanne genau in die gewünschte Lage bringen läßt, weil der zuerst in Eingriff mit tragendem Material gelangende Stift die Pfanne eventuall falsch fixiert. Außerdem kann nicht auf jedes Material, z. B. nicht auf Keramik-Material, mit dem Hammer geschlagen werden.

Es sind weiterhin bereits Pfannenkonstruktionen bekannt aus Aluminiumoxid-Keramik in dichter und/oder poröser Form bzw. mit einer porösen Schicht oder einer Riefenstruktur auf der dem Knochen zugewandten Seite, die für zementfreie Implantation vorgesehen sind (DT-OS 21 34 316). Es hat sich jedoch gezeigt, daß derartige Pfannen nicht hinreichend gegen Verdrehung geschützt sind.

Es ist bereits eine Pfannenkonstruktion für die zementfreie Implantation vorgeschlagen worden (Patentanmeldung P 23 14 175.5), die einen Verdrehungsschutz besitzt, und die vollständig aus Aluminiumoxid-Keramik besteht, die ein mechanisch festes Anwachsen von Knochengewebe an die Prothesenoberfläche möglich macht. Es handelt sich um eine einschraubbare Pfanne einer Totalhüftgelenkendoprothese. Diese stellt zwar einen Fortschritt dar, weil durch das Einschrauben mit zum Teil selbstschneidendem Gewinde und durch einen zusätzlichen Verdrehungsschutz ein stabiler Sitz der Pfanne sofort nach der Operation gewährleistet ist; jedoch ist das Vorschneiden des Gewindes und das Vorbohren besonderer Löcher für den Verdrehungsschutz aufwendig und zeitraubend.

Es ist auch bereits ein Pfannenteil einer Totalhüftgelenkendoprothese vorgeschlagen worden, bei dem die Verdrehungssicherung durch die eckige Form der dem Hüftknochen zugewandten Seite der Pfanne gegeben wird (Patentanmeldung P 23 25 585.8). Bei dieser Pfannenkonstruktion aus dichter AhO3-Keramik wird zwar das notwendige Instrumentarium zum Gewindeschneiden und Vorbohren der dem Verdrehungsschutz dienenden Löcher nicht benötigt und eine Reihe von Arbeitsgängen während der Implantation gespart, doch hat sich gezeigt, daß es recht schwierig ist, unter den Bedingungen der Operation den für den bewegungslosen, festen Sitz der Pfanne erforderlichen hohen Präzisionsgrad im Herausmeißeln der Form der eckigen Pfanne aus dem Hüftknocken zu erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von der eingangs beschriebenen Pfanne eine Pfanne zu schaffen, durch die die Operationstechnik erleichtert wird und die fest im Hüftknochen sitzt.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß erfindungsgemäß im Innern des Pfannenkörpers in radialen Bohrungen freibewegliche Stifte mit einer zentral eindrehbaren Schraube derart in Eingriff stehen, daß sie durch das Eindrehen der Schraube radial aus dem Pfannenkörper verschoben werden.

Vorzugsweise weist die zentral eindrehbare Schraube einen vom Grund der halbkugelförmigen Öffnung der Pfanne abgewandten Gewindeteil mit geringerem Querschnitt auf, als ihn ein dem Grund der halbkugelförmigen Öffnung zugewandter Teil besitzt, und weiterhin zwischen diesen beiden Teilen einen kegelstumpfförmigen Teil. Die Stifte sind vorteilhaft jeweils um eine bestimmte Winkelteilung entlang des Schraubenschaftumfanges und in ihrer Höhe — entlang des Schaftes gemessen — jeweils um ein entsprechendes Teilungsmaß der Gewindegangshöhe versetzt.

Die zentral eindrehbare Schraube stellt in einfacher Weise eine Zentrierung und Fixierung der Pfanne im Implantationsbett bzw. Hüftknochen sicher. Durch die beschriebene Anordnung der Stifte ist die Schraube zunächst geführt, und die Stifte werden beim weiteren Eindrehen der Schraube mittels des kegelstumpfförmigen Teiles gleichzeitig radial nach außen in das Knochengewebe geschoben, so daß eine ungewollte Lage der Pfanne vermieden wird.

Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch die Pfanne,
F i g. 2 eine Draufsicht auf die Pfanne,

F i g. 3 eine Draufsicht auf eine Raspel,

F i g. 4 eine Seitenansicht der Raspel nach F i g. 3 und

F i g. 5 ein Instrument für die Ausarbeitung des Hohlraumes im Hüftgelenkknochen.

In den F i g. 1 und 2 stellt 1 den in seiner äußeren Kontur im wesentlichen zylindrischen Pfannenkörper dar. In ihm ist auf der einen Stirnseite der etwa halbkugelförmige Raum ausgearbeitet, in dem der Kopf des

Oberschenkelteiles der Totalhüftgelenkendoprothese nach dem Einbau gelagert wird. Dieser Hohlraum ist mit 2 bezeichnet. Die Pfanne trägt in ihrer Mitte eine Bohrung mit verschiedenen Durchmessern, in die die Schraube 3 hineinpaßt. Die Schraube 3 trägt in ihrem unteren Teil das Gewinde 4. Der Pfannenkörper 1 enthält mehrere, in der in den F i g. 1 und 2 gezeichneten Ausführungen drei, radiale Bohrungen, die mit 5 bezeichnet sind. In ihnen lagern Stifte 6.

Zur Implantation der erfindungsgemäßen Hüftgelenkpfanne kann folgendermaßen vorgegangen werden:

Zunächst wird mit einer bohrkronenähnlichen Raspel 7, wie sie etwa in den F i g. 3 und 4 dargestellt ist, der Implantationsraum im Hüftknochen vorgeformt. Der Außendurchmesser dieser Bohrkrone entspricht dabei bereits dem Außendurchmesser der Pfanne. Anschließend wird mit einem Instrument 8, wie es in F i g. 5 dargestellt ist, der für die Pfanne benötigte Hohlraum im Hüftgelenkknochen zylindrisch ausgearbeitet. Schließlich wird mit einem in seiner Bohrtiefe entsprechend begrenzten Bohrer das für die zentrale Schraube 3 in F i g. 1 benötigte Loch so weit im Durchmesser vorgebohrt, daß das Gewinde 4 später selbstschneidend eindringen kann.

Beim Einsetzen der Pfanne befindet sich die Schraube 3 in so weit herausgedrehtem Zustand, daß die Stifte 6 gerade den unteren Gewindegang des Gewindes 4 im unteren Teil der Schraube 3 erfaßt haben. Die Schraube 3 hat in diesem, das Gewinde tragenden Teil einen kleineren Durchmesser als in ihrem oberen Teil, so daß die Stifte 6 bei Eingreifen ihrer nach innen gewandten Spitzen in die Gänge des Gewindes 4 nicht mehr aus den Seiten des Pfannenkörpers 1 herausragen.

Um das Eingreifen der Stifte 6 mit ihren nach innen gerichteten Spitzen in den untersten Gang des Gewindes 4 auf der Schraube 3 zu ermöglichen, sind die Bohrungen, in denen die Stifte 6 geführt sind, in ihrer Höhe entsprechend versetzt. Werden, wie in F i g. 1 gezeichnet, drei Stifte radial angeordnet, so sind die entsprechenden Bohrungen um 120° jeweils versetzt und in ihrer Höhe jeweils um ein Drittel Gewindegangshöhe unterschieden.

Nach dem Eindringen der Pfanne wird die Schraube 3 mit einem Schraubenzieher eingeschraubt. Bei diesem Schraubenzieher ist der die Schraube und gegebenenfalls die Pfanne berührende Teil mit Kunststoff bedeckt, um Metallabrieb auf der Pfanne oder ihren Teilen zu vermeiden. Bei diesem Einschrauben der Schraube 3 dienen zunächst die Stifte 6 zur Führung der Schraube und bilden das Widerlager für deren Vorantreiben. Nach dem Eindringen der Schraube 3 in den entsprechend vorgebohrten Teil des Hüftknochens schneidet sich das Gewinde dort selbst ein, ähnlich wie es eine Holzschraube tut. Dabei werden durch das auslaufende Gewinde 4 und über den kegelstumpfförmigen Übergangsteil auf der Schraube 3 vom Bereich des kleineren Durchmessers auf den darüberliegenden Teil des größeren Durchmessers die Stifte 6 auseinandergedrückt. Die nach außen gerichteten Spitzen der Stifte 6 dringen dabei in den Hüftknochen ein und führen zu der benötigten festen und verdrehungssicheren Verankerung der Pfanne im Hüftknochen.

Mit dieser Implantationstechnik, die durch die erfindungsgemäße Pfanne ermöglicht wird, wird mit wenigen Handgriffen der mechanisch feste und verdrehungssichere Sitz der Pfanne erreicht. Dabei werden an die Vorarbeiten zum Ausformen des von der Pfanne benötigten Raumes im Hüftknochen keine hohen Genauigkeitsanforderungen gestellt, so daß auch für diese Vorbereitungsarbeiten ein zügiges Vorgehen möglich wird. Zeitersparnis ist aber bei einer derart schweren Operation, wie es das Einsetzen einer Hüftgelenktotalendoprothese darstellt, ein entscheidender Faktor, und bildet ein wesentliches Kriterium für die Brauchbarkeit eines Implantates.

Die Pfanne für Totalhüftgelenkendoprothesen besteht aus einem Werkstoff, der das mechanisch feste Anwachsen von Knochengewebe an die Oberfläche des Implantates gestattet. Vorzugsweise werden alle Einzelteile der Pfanne aus dem gleichen Werkstoff hergestellt. Das mechanisch dichte und feste Anwachsen von Knochengewebe ist besonders bei Aluminiumoxid-Keramik gegeben. Auch manche Glaskeramiksorten erfüllen diese Bedingung. Aluminiumoxid-Keramik ist aber wegen ihrer sonstigen mechanischen Eigenschaften, insbesondere wegen ihrer hohen Verschleißbeständigkeit, bevorzugt für diese Anwendung geeignet. Unter Aluminiumoxid-Keramik versteht man einen keramischen Werkstoff, der zu mehr als 85% aus Aluminiumoxid besteht. Für Totalhüftgelenkendoprothesen und die entsprechenden Pfannen kommt vorzugsweise eine Aluminiumoxid-Keramik mit mehr als 96% AI2O3 in Frage. Besonders günstig ist eine hoch korrosionsbeständige und hoch verschleißfeste Aluminiumoxid-Keramik mit mehr als 99% Aluminiumoxidgehalt. Diese Werkstoffe werden in dichtgesintertem Zustand benutzt, d. h. mit einer Dichte, die mindestens 90%, bevorzugt 95%, der theoretischen Dichte des jeweils benutzten Werkstoffes ausmacht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Pfanne für Hüftgelenktotalendoprothesen zur zementfreien Implantation mit Verankerungsstiften, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Pfannenkörpers (1) in radialen Bohrungen freibewegliche Stifte (6) mit einer zentral eindrehbaren Schraube (3) derart in Eingriff stehen, daß sie durch das Eindrehen der Schraube radial aus dem Pfannenkörper verschoben werden.

2. Pfanne nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (3) einen vom Grund der halbkugelförmigen Öffnung der Pfanne abgewandten Gewindeteil (4) mit geringerem Querschnitt als ihn ein dem Grund der halbkugelförmigen Öffnung zugewandter Teil besitzt und zwischen diesen beiden Teilen einen kegelstumpfförmigen Teil aufweist und daß die Stifte (6) jeweils um eine bestimmte Winkelteilung entlang des Schaftumfanges und in ihrer Höhe — entlang des Schaftes gemessen — jeweils um ein entsprechendes Teilungsmaß der Gewindegangshöhe versetzt sind.

3. Pfanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Enden der Stifte (6) spitz ausgebildet sind.

4. Pfanne nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß alle ihre Teile aus dichter Aluminiumoxid-Keramik bestehen.