DE2834298A1

DE2834298A1 - Endoprothese fuer ein hueftgelenk, insbesondere das hueftgelenk eines menschen

Info

Publication number: DE2834298A1
Application number: DE19782834298
Authority: DE
Inventors: Guenther Rehder; Johann Rusdea
Original assignee: ORTHOPLANT GmbH
Current assignee: ORTHOPLANT GmbH
Priority date: 1978-08-04
Filing date: 1978-08-04
Publication date: 1980-02-14
Also published as: DE2834298B2; US4274164A; DE2834298C3

Description

orthoplant Orthopädische Implantate GmbH & Co. KG, Simon-Bolivar-Str. 11, 2800 Bremen 1

Endoprothese für ein Hüftgelenk, insbesondere das Hüftgelenk eines Menschen

Die Erfindung betrifft eine Endoprothese für ein Hüftgelenk, insbesondere das Hüftgelenk eines Menschen, mit einer am freien Ende des Femurkopfes angeordneten und diesen teilweise übergreifenden, kappenförmigen Schale, deren als (erste) Gleitfläche wirksame, konvexe Außenseite in der als zugeordnete (zweite) Gleitfläche wirksamen konkaven Innenseite einer am freien Ende des Acetabulumsangeordneten, schalenförmigen Pfanne gelagert ist.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine insbesondere für eine derartige Prothese geeignete schalenförmige Pfanne.

Für verschiedene Erkrankungen und Verletzungen eines Hüft-

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BOEHMERT & ROEHMEPT

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gelenkes sind sog. Total-Endoprothesen bekannt, die aus zwei Teilen bestehen, nämlich einer (i.a. nach vorherigem Ausfräsen) in die Hüftpfanne einzuzementierenden, im allgemeinen aus einem gewebeverträglichen Kunststoff bestehenden Schale, und zum anderen aus einem länglichen, verhältnismäßig großen, im allgemeinen aus einer geeigneten Stahllegierung bestehenden Prothesenteil, an dessen einem Ende eine den Femurkopf des lädierten Knochens ersetzende Kugel angeordnet ist, welche über ein Übergangsteil und einen Flansch in einen gekrümmten Schaft übergeht, der nach vorherigem Abtrennen des Schenkelhalskopfes in den Knochen eingeführt und dort mit Knochenzement verankert wird.

Mit diesen bekannten Total-Endoprothesen sind - verglichen mit den davor bekannten Möglichkeiten zur Behandlung derartiger Frakturen und Erkrankungen wie Arthrose u.dgl. sehr gute Ergebnisse erzielt worden, obwohl andererseits nicht in Abrede zu stellen ist, daß die Komplikationsrate eine Größe aufweist, die Verbesserungen erfordert.

Dabei ist zu berücksichtigen, daß der mit dem Einsetzen einer solchen Total-Endoprothese verbundene Eingriff in den betreffenden Körper in nahezu jeder Beziehung von ganz erheblicher Art ist, zumal bei einer derartigen Operation Knochenteile von beachtlichem Ausmaß entfernt werden müssen, die beispielsweise bei Verschleißerscheinungen des Hüftgelenkes nicht an sich als erkrankt und daher für die vorgesehene tragende Funktion ungeeignet anzusehen sind.

Sieht man daher einmal von Schenkelhalsfrakturen ab, bei denen ersichtlich besondere Umstände vorliegen, die häufig und zwar insbesondere bei sog. langen Brüchen - einen derartigen Eingriff erfordern mögen, so verbleibt doch das große Anwendungsgebiet von Erkrankungsfällen, bei denen ein derartiger radikaler Eingriff an sich grundsätzlich nicht erforderlich ist.

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Man ist daher bei derartigen Hüftgelenkserkrankungen auch bereits dazu übergegangen, von derartigen radikalen Eingriffen abzusehen, und hat sich bemüht, im wesentlichen lediglich die für die Funktionstüchtigkeit des Hüftgelenkes besonders wichtigen und gleichzeitig hochbeanspruchten Gleitflächen zu ersetzen, inde'm man in die Hüftgelenkspfanne ähnlich wie bei der vorstehend beschriebenen Total-Endoprothese - eine schalenförmige Pfanne aus einem geeigneten Kunststoff oder aus Keramik einzementiert hat, und indem man die Gegengleitflache für die künstliche Hüftgelenkspfanne durch eine aus Metall, nämlich aus einem geeigneten Stahl, bestehende Metallschale ersetzt hat, welche an ihrer Außenseite die Form einer Kugelkalotte aufweist, deren Höhe im allgemeinen etwas kleiner ist als die Äquatorhöhe, d.h. also als der Krümmungsradius der Kalottenaußenseite.

Im Inneren besitzt die bekannte Metallschale für den Femurkopf eine zylindrische Bohrung, die stirnseitig in einen Kugelflächenabschnitt übergeht.

Die Krümmung dieses Kugelflächenabschnittes an der Innenseite der bekannten Femurkopfschale entspricht einer Krümmung, die nach einem entsprechenden Abfräsen der Stirnseite des Femurkopf es auch dieser dort aufweist, und der Durchmesser der zylindrischen Innenwandung der bekannten Femurkopfschale stimmt mit demjenigen Durchmesser überein, welchen der Femurkopf nach einer entsprechenden Fräsbearbeitung besitzen soll.

Eine solche auch als Schalenprothese bekanntgewordene Hüftgelenksprothese besitzt grundsätzlich gegenüber der oben beschriebenen Total-Endoprothese immerhin ersichtlich den Vorteil, daß erheblich weniger Knochengewebe entfernt werden muß, und daß demgemäß auch erheblich weniger Fremdmaterial in den Körper einzusetzen ist.

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Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese theoretischen Vorteile in praxi zu einem nicht unerheblichen Teil durch Nachteile dieser bekannten Schalenprothese wieder aufgehoben werden.

Zunächst einmal ist festzustellen, daß bei der Fräsung des zylindrischen und kugelförmigen Endabschnittes des Knochens keine exakten Paßflächen hergestellt werden können, da das frei geführte Fräsinstrumentarium hierzu keine Möglichkeit eröffnet und im übrigen gerade dort Gewebematerial fortnimmt, wo der geringste Bearbeitungswiderstand vorhanden ist. Diese mehr oder weniger freie Bearbeitung führt aber nicht nur zu ungenauen Paßflächen, sondern sie eröffnet grundsätzlich überhaupt keine Möglichkeit, das Implantat physiologisch achsengerecht aufzubauen.

Es kommt hinzu, daß der Innenrand der auf den vorher bearbeiteten Knochen mit Passung aufgesetzten Metallschale bei späterer statischer und dynamischer Belastung eine Kerbwirkung auf den Knochen ausübt, was dann nach gewisser Zeit zu Kerbbrüchen führen kann.

Weiterhin nachteilig ist bei dieser bekannten Hüftgelenkprothese, daß die Metallschale - im übrigen ebenso wie die Huftpfannenschale - mit Zement verankert wird, und zwar in aller Regel mit einer nicht unerheblichen Zementmenge, was wiederum zu einer ungenügenden Versorgung des Gewebes des Schenkelhalskopfes führen kann. Im Knochenschaftbereich kommt es daher nicht selten zu einer Spongiosierung des Knochens mit nachfolgender Lockerung, die wiederum zu Fehlstellungen der Tragflächen oder Knochenabbauprozessen führen kann.

Beide Erscheinungen sind jedoch selbstverständlich in höchstem Maße nachteilig, da das fc^adytrope Gewebe des Knorpels außer seiner Bewegungsfunktion insbesondere auch die auftretenden

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Kräfte und Momente aufnehmen bzw. übertragen muß.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Hüftgelenks-Endoprothese des eingangs beschriebenen Typs einer sog. Schalenprothese zu schaffen, bei welcher die vorstehend erwähnten und weitere Nachteile nicht auftreten, ohne daß die mit einer Schalenprothese grundsätzlich gegenüber einer Total-Endoprothese zu erzielenden Vorteile verlorengehen. Aufgabengemäß soll bei der erfindungsgemäßen Prothese mithin völlig oder zumindest weitgehend auf die Verwendung eines gewebeunfreundlichen Fixiermaterials wie Knochenzement verzichtet werden können, und es soll darüber hinaus auch die Gefahr einer Kerbwirkung völlig ausgeschlossen sein. Darüber hinaus soll die erfindungsgemäße Hüftgelenksprothese eine gewisse Dämpfwirkung besitzen, die bei der bekannten Prothese der vorstehend beschriebenen Art ebenfalls vermißt wird. Schließlich soll mit der erfindungsgemäßen Endoprothese die Möglichkeit geschaffen werden, das gesamte Implantat unter gleichzeitiger Schaffung exakter Paßflächen physiologisch achsengerecht aufzubauen, so daß Fehlstellungen praktisch ausgeschlossen sind.

Diese und weitere Vorteile sollen aufgabengemäß nicht nur bezüglich der Femurkopfschale, sondern auch bezüglich der synthetischen Hüftpfanne gewährleistet sein, wobei die erfindungsgemäße Hüftpfanne allerdings nicht nur bei der vollständigen Hüftgelenks-Endoprothese gemäß der vorliegenden Erfindung Verwendung finden kann, sondern auch bei anderen Konstruktionen, nämlich beispielsweise einer Konstruktion der oben beschriebenen bekannten Art.

Als Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zwischen der in der Acetabulumpfanne gelagerten Femurkopfschale und dem Femurkopf eine nicht aus Metall bestehende zweite kappenförmige Femurkopfschale angeordnet ist, die sich

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bis über den Rand der ersten Femurkopfschale nach außen hinauserstreckt, wobei diese zweite Femurkopfschale bevorzugt aus einem gewebeverträglichen Kunststoff, beispielsweise Polyäthylen, bestehen kann.

Hierdurch ist zunächst bereits einmal sichergestellt, daß es nicht zu Kerbwirkungen am Schenkelhals kommen kann, und außerdem, daß die erwünschte Dämpfungswirkung vorhanden ist, und zwar letzteres insbesondere dann, wenn die Dicke der zweiten Femurkopfschale in radialer Richtung gesehen von der Mitte nach außen hin abnimmt.

Wie bereits weiter oben erwähnt, soll bei der erfindungsgemäßen Endoprothese völlig oder zumindest weitgehend auf Knochenzement verzichtet werden. Aus diesem Grunde sieht die vorliegende Erfindung eine formschlüssige Verbindung zwischen der zweiten Femurkopfschale und dem Femurkopf sowie zwischen der Acetabulumpfanne und dem Acetabulum vor.

Dieses ist bezüglich der zweiten Femurkopfschale erfindungsgemäß dadurch verwirklicht, daß sich an den die Stirnseite des Femurkopfes überdeckenden Abschnitt der zweiten Femurkopfschale ein Mantel anschließt, der im montierten Zustand an dem bearbeiteten Femurkopf anliegt, wobei der Mantel zumindest aber dessen Innenseite - der zweiten Femurkopfschale zum freien Rand hin sich konisch verengend zuläuft, d.h. also daß der Mantel der zweiten Femurkopfschale an seinem Rand einen kleineren Durchmesser besitzt als an der Übergangsstelle vom Mantel zum übrigen Abschnitt der zweiten Femurkopfschale.

Es hat sich gezeigt, daß für einen festen Sitz einerseits und unter Berücksichtigung des Umstandes, daß man aus den oben genannten Gründen bestrebt ist, möglichst wenig Gewebe zu entfernen, andererseits, eine Konizität des Mantels der

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zweiten Femurkopfschale zwischen 8° und 20 völlig ausreicht, wobei ein Konuswinkel von etwa 12 als eine zu bevorzugende Größe anzusehen ist.

Der Mantel der zweiten Femurkopfschale ist bevorzugt mit mehreren fensterartigen Durchgangsöffnungen versehen. Es hat sich gezeigt, daß Spongiosa in diese Fenster hineinwächst, so daß auf diese Weise die Verankerung noch verbessert wird, wobei mithin dann auch irgendwelche Drehbewegungen der zweiten Femurkopfschale auf dem Femurkopf ausgeschlossen sind.

Wegen der Konizität des Mantels der zweiten Femurkopfschale und den sich hierdurch ergebenden Verhältnissen, daß der freie Durchmesser am Rand der zweiten Femurkopfschale mithin kleiner ist als der größte Durchmesser des bearbeiteten Femurkopfes, wird die zweite Femurkopfschale bevorzugt mit einem Radialschlitz von beispielsweise etwa 3 mm Breite versehen, so daß sie sich bei der Montage ausbreiten und über den größten Durchmesser des bearbeiteten Femurkopfes stülpen läßt.

Um den angestrebten physiologisch achsengerechten Aufbau des Implantates gewährleisten zu können, besitzt die zweite Femurkopfschale bevorzugt eine zentrische Durchgangsbohrung für einen Zentrierstift der ersten Femurkopfschale, worauf weiter unten noch eingegangen wird, wobei sich der vorstehend erwähnte radiale Schlitz zweckmäßigerweise bis zu dieser Durchgangsbohrung fortsetzt.

Wie vorstehend erwähnt, besitzt die erste Femurkopfschale bevorzugt an ihrer Innenseite einen zentrisch angeordneten, vorstehenden Führungszapfen, der gemäß seiner Zeichnung zur Führung bzw. Zentrierung dient und nicht zum Fixieren bzw. Verankern der ersten Femurkopfschale gedacht ist. Es sei im

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übrigen an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß eine solche Ausgestaltung selbstverständlich auch dann erfindungsgemäß vorgesehen sein kann, wenn man aus irgendwelchen Gründen nicht zwei Femurkopfschalen vorsehen wollte, sondern lediglich eine, da sich auch bei einer derartigen Prothese insoweit die gleichen vorteilhaften Eigenschaften einstellen, wie bei der als bevorzugt angesehenen Doppelschalenprothese (genauer gesagt Dreifachschalenprothese), wie sie vorstehend bereits angedeutet worden ist und weiter unten noch im einzelnen beschrieben wird.

Dieser Führungszapfen erstreckt sich mithin von der Innenseite der vorzugsweise aus Metall oder Keramik bestehenden (ersten) Femurkopfschale nach unten und steht vorzugsweise etwas über den Rand der (ersten) Femurkopfschale vor, wobei der freie Endabschnitt des Führungszapfens bevorzugt konisch bzw. zugespitzt ausgebildet ist.

Die (erste) Femurkopfschale besitzt in bevorzugter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung einen Randabschnitt, der an seiner Innenseite konisch nach innen zuläuft, wobei die Konizität gleich der Konizität des Mantels der zweiten Femurkopfschale ist (bzw. gleich der Konizität des bearbeiteten Knochens, wenn man auf eine zweite Femurkopfschale verzichten wollte).

Um ein Aufsetzen bzw. Aufpressen der ersten Femurkopfschale auf die bereits über den bearbeiteten Femurkopf gestülpte zweite Femurkopfschale zu vereinfachen, ist bevorzugt der äußere Abschnitt des konisch zulaufenden Randabschnittes der Innenseite der ersten Femurkopfschale mit einer schräg nach außen verlaufenden, konvexen, umlaufenden Ausnehmung versehen, die in die Stirnseite der ersten Femurkopfschale übergeht, wobei der Krümmungsradius dieser umlaufenden konvexen Ausnehmung beispielsweise etwa 10 mm betragen kann.

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Wie bereits weiter oben erwähnt, wird auch die schalenförmige Pfanne erfindungsgemäß nicht in die Hüftgelenkspfanne einzementiert, sondern formschlüssig in dieser gehalten. Aus diesem Grunde sieht die vorliegende Erfindung vor, daß an der Außenseite der Pfanne mehrere Vorsprünge vorhanden sind, die vorzugsweise mit Abstand zum Pfannenrand angeordnet sind und zweckmäßigerweise nicht nur den gleichen Abstand zum Rand der Pfanne aufweisen, sondern auch gegenseitig etwa einen gleichen Abstand besitzen, so daß die Vorsprünge mithin gleichmäßig über den Pfannenumfang verteilt angeordnet sind.

Diese Vorsprünge besitzen vorzugsweise eine im wesentlichen gleichmäßige Dicke und sind zungen- bzw. laschenförmig ausgebildet, wobei die Vorsprünge einige Millimeter über die eigentliche, im wesentlichen kugelförmige Außenseite der Pfanne bzw. den Umfang vorstehen, auf dem die Vorsprünge angeordnet sind. Durch diese Ausgestaltung sind die Vorsprünge relativ elastisch und gleichsam als Federzungen anzusprechen, die in einer noch zu beschreibenden Weise in eine in das Gewebe eingebrachte Nut eingreifen können.

Vorzugsweise ist an der Außenseite der Pfanne zentrisch ebenfalls ein integral mit der Pfanne ausgebildeter Zentrierzapfen bzw. Zentrierstift angeordnet.

Im übrigen ist die Außenseite der Pfanne gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung mit Ausnehmungen, und zwar vorzugsweise konzentrischen Nuten o.dgl. versehen, die nicht nur für eine gute Flexibilität und damit eine gute Anpassung an den gegenüberliegenden "Kugelkopf" sorgen, sondern damit gleichzeitig auch ein ausgezeichnetes Abriebverhalten gewährleisten. Darüber hinaus wächst auch in diese Ausnehmungen nach einiger Zeit Spongiose hinein, so daß hierdurch eine zusätzliche Verankerung der Pfanne im Gewebe gewährleistet ist.

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Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Ansprüchen beschrieben.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf eine Zeichnung weiter erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine etwas schematisierte Schnittdarstellung

einer erfindungsgemäßen Hüftgelenks-Endoprothese im eingesetzten Zustand;

Fig. 2 eine Seitenansicht der zweiten Femurkopfschale;

Fig. 3 eine Seitenansicht der ersten Femurkopfschale, teilweise im Schnitt;

Fig. 4 eine Seitenansicht der Pfanne, teilweise im Schnitt, in Richtung des Pfeiles IV in Fig. 5 gesehen; und

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Pfanne gemäß Fig. 4 in Richtung des Pfeiles V in Fig. 4 gesehen.

Die Zeichnung zeigt in gestrichelten Linien ein mit der erfindungsgemäßen Endoprothese versehenes Hüftgelenk in etwas schematisierter Darstellung, nämlich insbesondere das Acetabulum 1 und den Femurkopf 2, und zwar teilweise im Schnitt.

Die Hüftgelenksprothese besteht im wesentlichen aus einer in das Acetabulum 1 eingesetzten, schalenförmigen Pfanne 3 (s.a. Fig. 4 und 5), einer ersten Femurkopfschale 4 (s.a. Fig. 3) und einer zweiten Femurkopfschale 6 (s.a. Fig. 2).

Aus Fig. 1 der Zeichnung ist erkennbar, daß die kappenförmig ausgebildete zweite Femurkopfschale 6 zwischen der ersten Femurkopfschale 4 und dem vorher auf eine noch zu beschreibende Weise bearbeiteten Gewebe des Femurkopfes 2 angeordnet ist und sich bis über den Rand 7 der ersten Femurkopfschale nach außen bzw. unten hinaus erstreckt, wobei bereits an dieser

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Stelle darauf hingewiesen sei, daß die erste Femurkopfschale aus Metall, nämlich dem Werkstoff CrCoMo 28, besteht, und die zweite Femurkopfschale 6 aus Polyäthylen, nämlich der Type RCH 1000, einem Werkstoff, aus dem auch die Acetabulumpfanne 3 besteht, so daß die Berührungsflächen einander benachbarter Bauteile, insbesondere die miteinander zusammenwirkenden Gleitflächen der Acetabulumpfanne 3 und der ersten Femurkopfschale 4 mithin zur Sicherung günstiger Laufeigenschaften aus geeigneten unterschiedlichen Materialien bestehen.

Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, nimmt die Dicke d der zweiten Femurkopfschale 6 in radialer Richtung von der Mitte nach außen ab.

Die im wesentlichen zur Stirnseite des stirnseitig kugelkalottenförmig bearbeiteten Femurkopfes 2 fluchtende bzw. formkongruente Außenseite 8 der zweiten Femurkopfschale 6 besitzt eine Krümmung r von 27 mm und entspricht damit der Krümmung r der Innenseite 9 der ersten Femurkopfschale 4. An den sich nach außen verjüngenden, die Stirnseite des Femurkopfes 2 überdeckenden Abschnitt 11 der zweiten Femurkopfschale 6 schließt sich ein Mantel 12 an, der an der bearbeiteten Seitenfläche des Femurkopfes 2 im montierten Zustand flächig anliegt und im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist, wobei die tatsächliche Form von der exakten Zylinderform jedoch erfindungsgemäß gerade abweicht, da der Mantel 12 der zweiten Femurkopfschale 6 - wenigstens an seiner Innenseite, im vorliegenden Fall jedoch auch an seiner Außenseite - konisch ausgebildet ist, so daß er an seinem Rand 13 einen kleineren Durchmesser d₁ aufweist, als an seinem oberen Ende, d.h. an der Übergangsstelle 14 zum Stirnabschnitt 11, wo der Durchmesser D„ mithin größer ist. Die Konizität bzw. der Winkel 16 des Mantels 12 zur Vertikalen, d.^;h. also zur Symmetrieachse der zweiten Femurkopf-

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schale 6, beträgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel 12°.

Die Dicke s der zweiten Femurkopfschale 6 im Bereich ihres Mantels 12 ist relativ gering und beträgt nur etwa 1 mm, während sich die Dicke der zweiten Femurkopfschale 6 von der Übergangsstelle 14 aus nach innen bis auf etwa 5 mm vergrößert.

Der Mantel 12 der zweiten Femurkopfschale 6 besitzt vier fensterartige Durchgangsöffnungen 17, die im wesentlichen gleichmäßig über den Umfang verteilt sind und eine Höhe h von 8 mm sowie eine Länge von etwa 18 mm aufweisen.

Weiterhin besitzt die zweite Femurkopfschale 6 einen Radialschlitz 18 von 3 mm Breite sowie eine zentrische Durchgangsöffnung 19, die einen Durchmesser t von 11 mm aufweist.

An ihrem Rand 21 ist ein Kontrastdraht vorgesehen, wobei Fig. 2 der Zeichnung zwei Varianten zeigt. Bei der im linken Teil von Fig. 2 gezeigten Variante ist der Randabschnitt 21 mit einer Rille 22 versehen, in welche ein Kontrastdraht eingelegt und formschlüssig fixiert werden kann, während die Ausgestaltung gemäß dem rechten Teil von Fig. 2 eine Ausbildung zeigt, bei welcher ein Kontrastdraht 23 bereits in den Randabschnitt 21 eingearbeitet ist, so daß für den Operateur die Mühe entfällt, den Kontrastdraht bei der Operation noch erst anbringen zu müssen.

Die insbesondere aus Fig. 3 gut erkennbare erste Femurkopfschale 4 ist an ihrer Innenseite 9 mit einem zentrisch angeordneten Führungszapfen 24 versehen, der integral mit dem kappenförmigen Abschnitt der ersten FemurkopfschaIe 4 ausgebildet ist und bei dem Ausführungsbeispiel ein Durchmesser i von 8,3 mm besitzt. Der Führungszapfen 24 ist an seinem Endabschnitt konisch zulaufend ausgebildet und steht über den

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Rand 7 nach außen vor, wie sich insbesondere aus Fig. 3 erkennen läßt.

Im übrigen besitzt die erste Femurkopfschale 4 die Form einer hohlen Kugelkalotte mit einer Basiswandstärke w von 1 mm, wobei allerdings der Randabschnitt verstärkt ausgebildet ist. Der kugelförmige Abschnitt der ersten Femurkopfschale 4 geht nämlich gemäß Fig. 3 mit Abstand zum Rand 7 an seiner Innenseite in einen konischen Abschnitt über, wobei die Konizität gleich der Konizität des Mantels 12 der zweiten Femurkopfschale ist, so daß der Winkel 16' zur Horizontalen bzw. zur Symmetrieachse bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ebenfalls 12° beträgt.

Der konische Randabschnitt 27 der Innenseite 9 der ersten Femurkopfschale 4 geht sodann mit einem schräg nach außen verlaufenden, konvexen Randabschnitt in die Stirnseite bzw. den eigentlichen Rand 7 der ersten Femurkopfschale über, wobei der Radius η 10 mm beträgt.

Es sei nochmals darauf hingewiesen, daß die erste Femurkopfschale 4 nicht notwendigerweise aus Stahl oder einem ähnlichen Metall bestehen muß, sondern daß sie statt dessen beispielsweise auch aus Keramik bestehen kann.

Die Acetabulumpfanne 3 ist an ihrer Außenseite mit fünf laschen- bzw. nasenförmigen Vorsprüngen 27 versehen, die mit einem Abstand A von etwa 14 mm zu ihrem Rand 28 beginnen und eine Dicke von 2,3 mm aufweisen. Sämtliche Vorsprünge besitzen den gleichen Abstand A zum Rand 28 und sind im übrigen mit jeweils gleichem gegenseitigen Abstand über den Umfang der Acetabulumpfanne 3 verteilt angeordnet. Wie sich aus Fig. 4 erkennen läßt, sind die Vorsprünge an ihrem Endabschnitt abgeschrägt, um möglichst einfach in die noch zu beschreibende Nut des Acetabulums einrasten zu können,

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wobei sie gleichsam als elastische Federzungen wirken, die bei dem Eindrücken der Acetabulumpfanne 3 in das Acetabulum gleichsam ruckartig in die dort zu schaffende Nut einrasten.

In der Draufsicht sind die Vorsprünge 27 abgerundet, so daß sie sich dem Verlauf der im Acetabulum einzuschaffenden Ring-,nut bei der Montage ohne weiteres anpassen können.

An der Außenseite der Acetabulumpfanne 3 ist weiterhin ein Zentrierzapfen 29 von 6 mm Durchmesser und Länge angeordnet. Außerdem ist die Außenseite der Acetabulumpfanne 3 beiderseits der Vorsprünge 27 mit Ausnehmungen 31 versehen, welche als konzentrische Nuten ausgebildet sind, wobei insbesondere die dem Rand 28 benachbarten Nuten 31 so ausgebildet sind, daß die verbleibenden Abschnitte gleichsam als "Widerhaken" wirken, wenn sich später Spongiosa gebildet hat und in die Ausnehmungen hineingewachsen ist.

Im übrigen ist die Acetabulumpfanne 3 im wesentlichen in der Form einer hohlen Halbkugel ausgebildet, wie insbesondere Fig. 4 erkennen läßt, wobei die Basiswandstärke etwa 4 mm beträgt.

Das Einsetzen der erfindungsgemäßen Hüftgelenks-Endoprothese erfolgt mit einem geeigneten Instrumentarium wie folgt:

Zu Beginn der eigentlichen Operation wird zunächst einmal ein in Fig. 1 mit strichpunktierten Linien eingezeichneter Kirschnerdraht 32 in den Schenkelhals eingeschossen, wobei lediglich der guten Ordnung halber und des besseren Verständnisses wegen bemerkt sei, daß der lediglich der besseren Erläuterung halber in Fig. 1 eingezeichnete Kirschnerdraht in dem dort dargestellten fertigen Zustand der Prothese sich nicht mehr in dem Gelenk befindet.

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Dieser Kirschnerdraht 32 dient lediglich zur Führung eines Zapfenfräsers, mit dem sodann ein zentrales Führungsloch in den Schenkelhalskopf gefräst wird, welches später zur Führung des FührungsZapfens 24 der ersten Femurkopfschale 4 dient.

Sodann wird der Schenkelhalskopf mit einer Kronensäge bzw. einem geeigneten Fräser gerundet, und zwar mit einem Krümmungsradius, welcher der Krümmung der Innenseite des Stirnabschnittes 11 der zweiten Femurkopfschale 6 entspricht.

Mit einem geeigneten Instrument, welches am Kirschnerdraht geführt ist, lassen sich beide'Fräsvorgänge simultan durchführen, was nicht nur die Operationsdauer verkürzt, sondern darüber hinaus auch die Führungsbohrung für den Führungsstift 24 am wenigsten belastet.

Außerdem muß an der Seitenfläche des Schenkelhalskopfes noch eine Paßfläche für die zweite Femurkopfschale 6 geschaffen werden. Dieses kann mit einem geeigneten Instrumentarium ebenfalls simultan erfolgen, oder es kann zumindest simultan mit dem gleichen Instrument und damit im gleichen Arbeitsgang zunächst eine zylindrische Mantelfläche des Schenkelhalskopfes mit dem Durchmesser D₂ geschaffen werden, die dann anschließend in einem zweiten Arbeitsgang mit einem Messerkopf konisch zugearbeitet werden kann, dessen Messer sich hinsichtlich ihrer Konizität verstellen lassen, so daß der Messerkopf nach Herstellung der konischen Paßfläche des Schenkelhalskopfes wieder von dem Knochen abgezogen werden, kann, ohne diesen zu beschädigen.

Außerdem muß sodann noch die natürliche Pfanne des Acetabulums 1 präpariert, d.h. also zunächst einmal mit einem geeigneten Kugelkopffräser ausgearbeitet werden, dessen Krümmung gleich der Krümmung der Außenseite der synthetischen Acetabulüm'pfanne 3 ist.

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Nach diesem Fräsen wird der Rand der Lagerstelle für die synthetische Acetabulumpfanne 3 sodann zweckitiäßigerweise abgerundet, was ebenfalls mit einer geeigneten Fräse geschehen kann.

Daraufhin wird sodann ein zentrales Führungsloch für den Führungszapfen bzw. Zentrierzapfen 29 der Acetabulumpfanne 3 gebohrt, wobei diese Bohrung nicht nur die Aufgabe hat, die Acetabulumpfanne 3 beim Einsetzen zu zentrieren, sondern zugleich als Führung für einen Führungszapfen eines geeigneten Nutenfräsers dienen kann, der mit eingefahrenen Messern in die wie vorstehend bearbeitete Ausnehmung des Acetabulums eingesetzt wird. Beim Drehen dieses Nutenfräsers fahren die bezüglich ihrer Dicke den Vorsprüngen 27 entsprechenden Messer des Nutenfräsers langsam aus, wobei durch geeignete Einstellung sichergestellt ist, daß sie eine vorgegebene maximale Radialerstreckung nicht überschreiten, wodurch die Nutensolltiefe sichergestellt wird. Ist diese erreicht, so werden die Messer wieder in den Nutenfräser eingefahren, und dieser kann aus dem Acetabulum 1 wieder herausgenommen werden.

Nachdem auch der Kirschnerdraht 32 wieder entfernt worden ist, kann sodann die zweite Femurkopfschale 6 auf den Schenkelhalskopf aufgesetzt und anschließend die erste Femurkopfschale 4 formschlüssig darüber gesetzt werden, was zweckmäßigerweise durch einen leichten Schlag mit einem geeigneten Setzinstrument erfolgt, wobei das Aufpassen aufgrund der Abrundung der ersten Femurkopfschale an der Innenseite ihres unteren Randes außerordentlich einfach ist,und wobei dennoch aufgrund der konischen Paßflächen ein sehr fester Sitz erzielt wird.

In ähnlicher Weise erfolgt das Einsetzen der Acetabulumschale 3 ggf. mit einem geeigneten Setzkopf, wobei die Zentrierung

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durch den Z en trier zapf en 29 sichergestellt ist., und wobei die Vorsprünge 27 sich die Federzungen verbiegen und in die ihnen zugeordnete, vorher geschaffene Nut formschlüssig einrasten.

Es ist ersichtlich, daß mit der erfindungsgemäßen Hüftgelenks-Endoprothese eine Zementierung überflüssig ist. Sollte sich in seltenen Fällen eine gewisse zusätzliche Zementierung aufgrund irgendwelcher Umstände empfehlen, so ist in jedem Fall nur wenig Knochenzement erforderlich, der sich daher nicht nachteilig auf die Gewebestruktur auswirkt.

Es ist erkennbar, daß mit der erfindungsgemäßen Hüftgelenks-Endoprothese ein physiologisch achsengerechter Aufbau des Implantates ohne weiteres zu erzielen ist, wobei ein auf diese Weise reprofilierter Schenkelhals darüber hinaus auch in biomechanischer Hinsicht, gegenüber den bisher bekannten Schalenprothesen ähnlicher Art überlegen ist. Denn aufgrund des vergrößerten Kalottenradius werden Schrägkräfte vermieden, was zu einer vorteilhaften biomechanischen Anatomie führt, die von der normalen Anatomie praktisch nicht oder nur wenig abzuweichen braucht. Je weniger dieses aber der Fall ist und je weniger Zement man verwenden muß, desto geringer ist auch die Wahrscheinlichkeit, daß nach dem Einsetzen einer darartigen Prothese irgendwelche Komplikationen auftreten.

Claims

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27. Juli 1978

Ansprüche

Λ J Endoprothese für ein Hüftgelenk, insbesondere das Hüftgelenk eines Menschen, mit einer am freien Ende des Femurkopf es angeordneten und diesen zum Teil übergreifenden, kappenförmigen Schale, deren als (erste) Gleitfläche wirksame, konvexe Außenseite in der als zugeordnete (zweite) Gleitfläche wirksamen konkaven Innenseite einer am freien Ende des Acetabulums angeordneten schalenförmigen Pfanne gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der in der Acetabulumpfanne (3) gelagerten ersten Femurkopfschale (4) und dem Femurkopf (2) eine nicht aus Metall bestehende kappenförmige zweite Femurkopfschale (6) angeordnet ist, die sich über den Rand (7) der ersten Femurkopfschale (4) nach außen hinauserstreckt.

2. Prothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (d) der zweiten Femurkopfschale (6) in radialer Richtung von der Mitte nach außen abnimmt.

3. Prothese nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen zur Stirnseite des Femurkopfes fluchtende Außenseite (8) der zweiten Femurkopfschale (6) eine Krümmung (r) aufweist, die im wesentlichen der Krümmung (r) der Innenseite der ersten Femurkopfschale (4) entspricht.

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4. Prothese nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den die Stirnseite des Femurkopfes (2) überdeckenden Abschnitten (11) der zweiten Femurkopfschale (6) ein Mantel (12) anschließt, der an dem bearbeiteten Femurkopf (2) anliegt.

5. Prothese nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (12) der zweiten Femurkopfschale (6) im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist und flächig am Femurkopf (2) anliegt.

6. Prothese nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (12) der zweiten Femurkopfschale (6) konisch ausgebildet ist und an seinem Rand (13) einen kleineren Durchmesser (D₁) besitzt als an der Übergangsstelle (14) zum übrigen Abschnitt (11) der zweiten Femurkopfschale

7. Prothese nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Konizität des Mantels (12) der zweiten Femurkopfschale (6) von etwa 8 bis 20 zur Symmetrieachse.

8. Prothese nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Konizität des Mantels (12) der zweiten Femurkopfschale (6) von 12 zur Symmetrieachse.

9. Prothese nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (S) der zweiten Femurkopfschale (6) im Bereich des Mantels (12) relativ gering ist und sich von der Übergangsstelle (14) zum übrigen Abschnitt (11) der zweiten Femurkopfschale (6) vermehrfacht.

10. Prothese nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Dicke (s) des Mantels (12) von etwa 1 mm und eine größte Dicke

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(D) der Femurkopfschale (6) von etwa 5 mm.

11. Prothese nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (12) der zweiten Femurkopfschale (6) mehrere fensterartige Durchgangsöffnungen

(17) aufweist.

12. Prothese nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (12) vier gleichmäßig über den Umfang verteilte Durchgangsöffnungen (17) aufweist, die etwa eine Höhe von 3 bis 6 mm und etwa eine Länge von 10 bis 20 mm besitzen.

13. Prothese nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Femurkopfschale (6) mit einem Radialschlitz (18) versehen ist.

14. Prothese nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen Radialschnitt (18) von etwa 2 bis 4 mm Breite.

15. Prothese nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Rand (21) der zweiten Femurkopfschale (6) eine Rille o.dgl. (22) zum Anbringen eines Kontrastdrahtes vorgesehen ist.

16. Endoprothese für ein Hüftgelenk mit einer Femurkopfschale aus einem nicht röntgenfähigen Material, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Femurkopfschale (6) ein Kontrastdraht (23) eingearbeitet ist.

17. Prothese nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Femurkopfschale (6) mit einer zentrischen Durchgangsbohrung (19) versehen ist.

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18. Prothese nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Femurkopfschale (6) aus einem gewebeverträglichen Kunststoff besteht.

19. Prothese nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Femurkopfschale (6) aus Polyethylen besteht.

20. Endoprothese für ein Hüftgelenk, insbesondere das Hüftgelenk eines Menschen, mit einer am freien Ende des Femurkopfes angeordneten und diesen zum Teil übergreifenden, kappenförmigen Schale, deren als (erste) Gleitfläche wirksame, konvexe Außenseite in der als zugeordnete (zweite) Gleitfläche wirksamen konkaven Innenseite einer am freien Ende des Acetabulums angeordneten schalenförmigen Pfanne gelagert ist, insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Femurkopfschale (4) an ihrer Innenseite einen zentrisch ange- · ordneten, vorstehenden Zentrier- bzw. Führungszapfen (24) aufweist.

21. Prothese nach Anspruch 1, 17 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierzapfen (24) an der Innenseite der aus Metall oder Keramik bestehenden ersten Femurkopfschale (4) angeordnet ist.

22. Prothese nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungszapfen (24) an seinem freien Endabschnitt konisch ausgebildet ist.

23. Prothese nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungszapfen (24) bis über den Rand (7) der ersten Femurkopfschale (4) vorsteht.

24. Prothese nach einem oder mehreren der Ansprüche 21 bis 23,

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gekennzeichnet durch einen Führungszapfen (24) mit einem Durchmesser von etwa 5 bis 10 mm.

25. Prothese nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch einen Führungszapfen (24) mit einem Durchmesser von 8 mm.

26. Prothese nach einem oder mehreren der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Femurkopfschale (4) die Form einer hohlen Kugelkalotte aufweist.

27. Prothese nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke (w) der ersten Femurkopfschale (4) etwa 1 mm beträgt.

28. Prothese nach einem oder mehreren der Ansprüche 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der ersten Femurkopfschale (4) verstärkt ausgebildet ist.

29. Prothese nach Anspruch 28 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Randabschnitt der ersten Femurkopfschale (4) an seiner Innenseite nach innen konisch zuläuft, wobei die Konizität gleich der Konizität des Mantels (12) der zweiten Femurkopfschale (6) ist.

30. Prothese nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der konische Randabschnitt (26) der Innenseite (9) der ersten Femurkopfschale (4) mit einem schräg nach außen verlaufenden, konvexen Randabschnitt in die Stirnseite der ersten Femurkopfschale (4) übergeht.

31. Prothese nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der konvexe Randabschnitt im radialen Querschnitt einen Krümmungsradius von 10 mm aufweist.

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32. Prothese nach einem oder mehreren der Ansprüche 21 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Femurkopfschale (4) aus Stahl besteht.

33. Prothese nach Anspruch 32, gekennzeichnet durch eine erste Femurkopfschale (4) aus CrCoMo 28.

34. Prothese nach einem oder mehreren der Ansprüche 21 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Femurkopfschale (4) aus Keramik besteht.

35. Schalenförmige Pfanne für eine Prothese, insbesondere für eine Hüftgelenkprothese, insbesondere für eine Endoprothese nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite der Pfanne (3) mehrere Vorsprünge (27) vorhanden sind.

36. Prothese nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (27) mit Abstand (A) zum Rand (28) der Pfanne (3) angeordnet sind.

37. Prothese nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Vorsprünge (27) den gleichen Abstand (a) zum Rand (28) der Pfanne (3) aufweisen.

38. Prothese nach einem oder mehreren der Ansprüche 35 bis

37, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (27) mit etwa gleichem gegenseitigen Abstand über den Umfang der Pfanne (3) angeordnet sind.

39. Prothese nach einem oder mehreren der Ansprüche 35 bis

38, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (27) in einem Radialquerschnitt durch die Pfanne (3) eine im wesentlichen gleichmäßige Dicke aufweisen.

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40. Prothese nach einem oder mehreren der Ansprüche 35 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (27) an ihrem Endabschnitt abgeschrägt sind.

41. Prothese nach einem oder mehreren der Ansprüche 35 bis 40> dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (27) einige Millimeter über die eigentliche Außenseite der Pfanne

(3) bzw. über den Umfang vorstehen, auf dem die Vorsprünge

(27) angeordnet sind.

42. Prothese nach einem oder mehreren der Ansprüche 35 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (27) in der Art elastischer Federzungen ausgebildet sind.

43. Prothese nach einem oder mehreren der Ansprüche 35 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (27) in der Draufsicht an ihrem freien Ende eine abgerundete Form aufweisen.

44. Prothese nach einem oder mehreren der Ansprüche 35 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß fünf Vorsprünge (27) vorhanden sind.

45. Prothese nach einem oder mehreren der Ansprüche 35 bis 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (27)

. in der Draufsicht etwa eine Breite und radiale Länge von 4 bis 8 mm aufweisen.

46. Prothese nach einem oder mehreren der Ansprüche 35 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (27) etwa eine Dicke von 1,5 bis 3 mm aufweisen.

47. Prothese nach einem oder mehreren der Ansprüche 35 bis 46, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite der

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Pfanne (3) ein zentrischer Zentrierzapfen (29) angeordnet ist.

48. Prothese nach Anspruch 47, gekennzeichnet durch einen Zentrierzapfen (29) von etwa 5 bis 7 mm Länge und/oder Durchmesser.

49. Prothese nach einem oder mehreren der Ansprüche 35 bis 48, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite der Pfanne (3) mit Ausnehmungen (31) versehen ist.

50. Prothese nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (31) auf der Außenseite der Pfanne (3) als konzentrische Nuten ausgebildet sind.

51. Prothese nach einem oder mehreren der Ansprüche 35 bis 49, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfanne (3) etwa halbkugelförmig ausgebildet ist.

52. Prothese nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (27) an der Außenseite der Pfanne (3) etwa mit halbem radialen Abstand (A) zum Rand (28) der Pfanne (3) bzw. deren Äquator angeordnet sind.

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