DE3025998A1

DE3025998A1 - Hueftgelenkprothese

Info

Publication number: DE3025998A1
Application number: DE19803025998
Authority: DE
Inventors: John Charnley
Original assignee: Charnley Surgical Inventions Ltd
Current assignee: Charnley Surgical Inventions Ltd
Priority date: 1979-07-10
Filing date: 1980-07-09
Publication date: 1981-02-05
Also published as: DE3025998C2; JPS5618865A; IE49335B1; ZA803819B; US4327449A; JPS5745581B2; SE449048B; IE801300L; AU6025680A; CH647143A5; CA1144704A; FR2460659A1; FR2460659B1; AU529321B2; SE8004539L

Description

Charnley Surgical Inventions Limited, Birchwood, Moss Lane, Mere, Knutsford, Cheshire, WA16 OTA, England

Hüftgelenkprothese

Die Erfindung betrifft eine Hüftgelenkprothese, also das Pfannenteil einer künstlichen Hüfte.

In der bisherigen Technik ist es üblich, Hüftgelenkprothesen als einfache Halbkugeln zu konstruieren, die mit einem Bord versehen sind, der symmetrisch in bezug auf die Mittelachse der Gelenkpfanne rund um diese verläuft. Diese einfachen Ausführungsformen von Prothesen werden so in das anatomische Hüftgelenk eingesetzt, das ihre Borde mehr oder weniger in der gleichen Ebene liegen wie die Ebene der Oberfläche der anatomischen Hüftgelenkpfanne. Diese Ebene liegt allgemein gesprochen so, daß die Achse der normalen Gelenkpfanne la-teral, nach unten und nach vorn gerichtet ist. Die nach abwärts gerichtete Komponente verläuft unter etwa 45° gegen die Horizontale, und die Vorwärtskomponente zeigt eine Vorwärtsneigung gegen

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die Lateralebene, die zwischen 20° und 30° liegt.

Zum besseren Verständnis dieses und des sonstigen für die Erfindung wesentlichen Hitergrundes wird in der weiteren Erläuterung zunächst auf die Darstellungen in den ersten sechs Figuren der Zeichnung Bezug genommen; dabei zeigen:

Fig. 1 eine fragmentarische perspektivische Ansicht eines menschlichen Beckens und der in den Gelenkpfannen an den beiden Hüftbeinen angeordneten Köpfe der entsprechenden Oberschenkelbeine,

Fig. 2 eine fragmentarische perspektivische Vorderansicht mit schematischer Darstellung der normalen Befestigungsweise für eine nicht gemäß der Erfindung ausgebildete Hüftgelenkprothese an einem der Hüftbeine von Fig. 1 ,

Fig. 3 einen vergrößerten Horizontalschnitt durch die Prothese von Fig. 2 entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 eine Fig. 2 analoge Darstellung für eine anders angebrachte Prothese,

Fig. 5 einen Horizontalschnitt durch die Darstellung von Fig. 4 entlang der Schnittlinie V-V in Fig. und

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Fig. 6 eine Fig. 5 analoge Darstellung für einen früheren praktischen Vorschlag.

Die Darstellung in Fig. 1 zeigt ein menschliches Becken 10 mit einem linken und einem rechten Hüftbein, an dem in einer linken Hüftgelenkpfanne 11 der Kopf 12 eines linken Oberschenkelbeines 13 und in einer rechten Hüftgelenkpfanne 14 der Kopf 15 eines rechten Oberschenkelbeines Aufnahme findet.

Die Darstellungen in Fig. 2 und 3 veranschaulichen, wie in der bisherigen Praxis eine Hüftgelenkprothese 18 mit Hilfe eines Vergusses aus einem nicht klebenden Kunststoffzement 31 so in die Hüftgelenkpfanne 11 eingepaßt wird, daß sie mit der Vorwärts neigung der normalen Hüftgelenkpfanne 11 in Übereinstimmung steht. Dabei geben in Fig. 2 pfeile 19 und 20 die anatomische Vorwärts- bzw. Lateralrichtung des Hüftbeines relativ zur vertikalen Standstellung des betreffenden Patienten an. Ein weiterer Pfeil 21 läßt erkennen, daß die Ebene der Oberfläche der Prothese 18 nach vorwärts geneigt ist, um in der Vorwärtsneigung der Ebene der Oberfläche der natürlichen Huftgelenkpfanne 11 zu entsprechen. Aus einem weiteren Pfeil 22, der in die Richtung der Achse der Prothese 18 weist, ist zu erkennen, daß deren Neigung auch eine nach abwärts gerichtete Komponente einschließt.

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Die Darstellung in Fig. 3 ist ein Horizontalschnitt durch die Darstellung in Fig· 2 und läßt erkennen, wie die Neigung eines Bordes 17 an der einfachen Konstruktion der Prothese 18 mit der Ausrichtung der normalen Hüftgelenkpfanne 11 übereinstimmt, die vorn näher an der Mittelachse des Patienten liegt und hinten mehr eine laterale Lage aufweist.

Die wesentliche Folge der dem Pfeil 21 entsprechenden Vorwärtskomponente in der einfachen Konstruktion der Prothese 18 ist, daß sich eine vordere Lippe 23 des Bordes 17 der Prothese 18 auf einem höheren Niveau befindet als dessen hintere Lippe 24, wenn die gesamte Ausrichtung auf einem höheren horizontalen Niveau betrachtet wird als in dem Horizontalschnitt von Fig. 3, der durch die Mitte der Prothese 18 gelegt ist. Diese Ausrichtung ahmt die Neigung des anatomischen Hüftgelenks 11 nach, und dies wird von vielen Chirurgen als hilfreich für eine Vergrößerung des freien Flexionsbereiches für die Hüfte betrachtet. Einige Chirurgen glauben, daß es dann, wenn sich die vordere Lippe 23 der Prothese 18 auf dem gleichen Niveau befindet wie die hintere Lippe 24, zu einem Anstoßen des Halses der in die Hüftgelenkprothese 18 eingepaßten, in der Zeich-

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nung nicht eigens dargestellten Oberschenkelprothese kommt, was eine Abbiegung um mehr als 90 gegenüber der gestreckten Stellung verhindern würde.

Der wesentliche Nachteil einer Anordnung des künstlichen Hüftgelenks mit der normalen anatomischen Neigung liegt darin, daß mit zunehmender Vorwärtskomponente in der Neigung des Pfannenteiles die nach vorn und aufwräts gerichteten Teile der Metallkugel der Oberschenkelprothese in der gestreckten Stellung des Hüftgelenks, die gleichzeitig die Last tragende Stellung ist, stärker exponiert werden. Dies ist in zweierlei Weise nachteilig; zum ersten vermindert sich dadurch nämlich die für die Lastübertragung auf die Oberschenkelprothese zur Verfugung stehende Fläche der Pfannenhöhlung, was zu erhöhtem Verschleiß führt, und zum anderen wird dadurch das künstliche Gelenk der Gefahr ausgesetzt, daß der Kopf der Oberschenkelprothese in Vorwärtsrichtung aus der Gelenkpfanne herausspringt, wenn die Hüfte voll gestreckt ist und eine äußere Rotationskraft darauf zur Einwirkung kommt.

Die praktische Erfahrung hat gezeigt, daß die Flexion des künstlichen Gelenks durch einen Einbau der Prothese 18 ohne eine nach vorwärts gerichtete Komponente in der Richtung seiner Achse nicht behindert wird, da der Patient

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den Oberschenkel in der extrem abgebogenen Stellung, beispielsweise beim Knüpfen eines Schnürsenkels, von außen her verdrehen und so einem Anstoßen des Halses des Oberschenkelbeines an der Innenseite des Bordes 17 der Prothese 18 Rechnung tragen kann. Bs ist also möglich, eine maximale Abdeckung der oberen Oberfläche der Kugel der Oberschenkeiprothese beim stehen und Gehen zu erreichen, ohne daß dies mit einem wesentlichen Verlust im Flexionsbereich verbunden ist.

Bei den üblichen Bauformen für die Prothese 18, die einen einfachen Bord 17 aufweisen, der symmetrisch rund um die Pfannenachse verläuft, ist es unmöglich, die Prothese 18 in der natürlichen Hüftgelenkpfanne 11 so auszurichten, daß eine Vorwärtskomponente vermieden bleibt, ohne daß es mißlingt, die volle Oberfläche des Knochens an der hinteren Ausfütterung der Hüftgelenkpfanne 11 für eine Berührung mit dem Zement 31 auszunutzen, dies wird verständlich aus den Darstellungen in Fig. 2 und 3, die zeigen, wie es eine Vorwärtsneigung der vorderen Lippe 23 und der hinteren Lippe 24 des Bordes 17 der Prothese 18 gestattet, sich dem anatomischen Verlauf des Bordes der Hüftgelenkpfanne 11 anzunähern. Die Darstellungen in Fig. 4 und 5 zeigen, wie bei einer Stellung ohne Vorwärtsneigung die herkömmliche Konstruktion der Prothese 18 den Zement 31 an seinem vorderen Teil 25 exponiert

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und den hinteren knochigen Randteil 26 der Hüftgelenkpfanne 11 von der Prothese 18 unbedeckt läßt, so daß ein Knochenbereich 28 in der Hüftgelenkpfanne 11, der für einen Kontakt mit dem Zement 31 zur Verfügung stünde, nicht für die Verbindung zwischen der Prothese 18 und der Hüftgelenkpfanne 11 nutzbar gemacht wird.

Die Darstellung in Fig. 6 veranschaulicht einen früheren Versuch der Anmelderin, das Exponieren eines Teils des Zements 31 in Entsprechung zu der vorderen Lippe 23 der Prothese zu vermeiden, indem eine Hüftgelenkprothese mit einem umfangsseitigen Flansch 30 versehen wird, der sich in der Richtung des Körpers der Hüftgelenkprothese 39 und nach innen, also weg von der Oberfläche der Hüftgelenkprothese 39 und damit in Richtung auf die Mittelachse des Körpers des betroffenen Patienten erstreckt.

Die Darstellung in Fig. 6 läßt ohne weiteres erkennen, daß der Flansch 30 i» den Vorteil bietet, daß er einen exponierten Teil 25 des Zements 31 wie in Fig. 5 vermeidet, indem er diesen Zementbereich abdeckt und sicherstellt, daß auch dieser zu einem sicheren Festhalten der Hüftgelenkprothese 39 in der Hüftgelenkpfanne 11 beiträgt.

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Nun bietet zwar der nach innen gerichtete Flansch 30 den beschriebenen Vorteil in der vorderen Stellung, doch ist aus der Darstellung in Fig. 6 ohne weiteres ersichtlich, daß er mit einem nahezu gleichwertigen Nachteil in der hinteren Stellung verbunden ist, indem er zu einer Vergrößerung des Bereichs 28 für den hinteren Randteil 26 der Prothese 39 im Vergleich zu den in Fig. 5 veranschaulichten Verhältnissen oder auch im Vergleich zu einer im allgemeinen koplanaren Lage des Flansches 30 in bezug auf den Bord 17 der Prothese 18 wie in Fig. 3 führt. Auch die Flanschausbildung nach Fig. 6 erlaubt also keine volle Ausnutzung der gesamten Innenwandfläche der ausgebohrten Hüftgelenkpfanne 11 für die Einzementierung der jeweiligen Prothese.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Hüftgelenkprothese zu schaffen, die frei ist von den oben erwähnten Nachteilen und eine bessereAusnutzung auch der hinteren Innenfläche der Hüftgelenkpfanne gestattet, was die Festigkeit der Verbindung zwischen Prothese und Hüftgelenkpfanne erhöht.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Hüftgelenkprothese, wie sie im Patentanspruch. 1 angegeben ist; vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

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Die Erfindung führt in Lösung der gestellten Aufgabe zu einer Hüftgelenkprothese, die einen eine von einem Bord umgebene, blinde und teilweise kugelförmige Pfanne definierenden Körper aus Kunststoff und einen sich rund um diesen Körper und von dessen Bord nach außen erstrekkenden Flansch aufweist, der auf etwa dem halben Umfang des Bordes in der Richtung auf den Körper der Pfanne zujgeneigt und auf dem restlichen Umfangsteil in einer von diesem Körper wegjgeneigten Richtung oder im wesentlichen koplanar zum Bord verläuft.

Dabei ist eine Erstreckung des Flansches in einer vom Körper der Pfanne wegjgerichteten Richtung auf der verbleibenden Hälfte des Bordumfanges bevorzugt.

Der Flansch selbst weist vorzugsweise zwei einander diamentral gegenüberliegende und kreiszweieckförmig ausgebildete Lappen auf, die durch schmalere Übergangsabschnitte miteinander verbunden sind, von denen der eine in der Mitte des nach hinten verlaufenden Abschnitts und der andere in der Ebene des Bordes oder nach vorn geneigt verläuft. Im praktischen Einsatz kann der eine oder der andere dieser Lappen entfernt und der verbleibende Teil des Flansches in der erforderlichen Weise abgeglichen werden, so daß sich die zweilappige Prothese entweder

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in einer linken oder in einer rechten Hüftgelenkpfanne verwenden läßt.

Für die weitere Erläuterung der Erfindung wird nunmehr auf die Darstellungen in den Fig. 7 bis 10 der Zeichnung Bezug genommen; dabei zeigen:

Fig. 7 eine Vorderansicht einer bevorzugten Ausführungsform für eine Hüftgelenkprothese gemäß der Erfindung,

Fig. 8 eine Seitenansicht der Prothese von Fig. 7,

Fig. 9 eine Fig. 2 und 4 analoge fragmentarische perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung der Anpassung der Hüftgelenkprothese von Fig. 7 und an einem Hüftbein und

Fig.10 eine Fig. 5 analoge Darstellung für die Prothese von Fig. 7 und 8 in einem Horizontalschnitt entsprechend der Schnittlinie X-X in Fig. 9.

In Fig. 7 bis 10 ist als bevorzugtes Ausführungsbeispiel für die Erfindung eine Hüftgelenkprothese 40 gezeigt, die aus Polyäthylen hoher Dichte hergestellt ist und einen im allgemeinen halbkugelförmigen Körper 41 besitzt, der außen mit Nuten 42 versehen ist, die eine Verzahnung mit dem zum Ankleben der Prothese 40 an die Hüf.tgelenkpfanne 11 verwendeten Acrylzement 31 entstehen lassen. Der Körper 41

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enthält eine zentrale, blinde und in Form eines Kugelabschnitts ausgebildete Pfannenhöhlung 43 für die Aufnahme des Kopfes einer in der Zeichnung nicht dargestellten Oberschenkelprothese. Diese Pfannenhöhlung 43 wird von einem Bord 44 umgeben. Von diesem Bord 44 nach außen erstreckt sich ein Flansch 45, der in dem in Fig. und 8 gezeigten Zustand nach der Fertigung und vor dem Einbau zwei einander diametral gegenüberliegende und im allgemeinen kreiszweieckförmig ausgebildete Lappen 46 und 47 aufweist, die durch relativ schmalere Abschnitte 48 und 49 miteinander verbunden sind. Dabei ist der verbindende Abschnitt 48 ausgehend von dem Bord 44 unter einem Winkel zwischen 35° und 55° und vorzugsweise unter einem winkel von 45° in der Richtung des Körpers 41 geneigt, während der verbindende Abschnitt 49 ausgehend von dem Bord 44 ebenfalls unter einem Winkel zwischen 35° und 55° und vorzugsweise unter einem Winkel von 45° in einer Richtung weg vom Körper 41 geneigt verläuft. Die Darstellung in Fig. 8 zeigt weiter, daß jeder Lappen 46 und 47 je einen nach vorn gerichteten Teil 50 und einen nach hinten gerichteten Teil 51 aufweist.

Für die praktische Verwendung der Hüftgelenkprothese 40 wird jeweils einer der Lappen 46 oder 47 im wesentlichen abgeschnitten, wobei die Schnittführung entlang oder in

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der Nähe der einen oder der anderen von zwei Führungslinien 52 erfolgt. Auch die verbindenden Abschnitte 48 und 49 werden entsprechend abgeglichen, so daß der dem verbleibenden Lappen 46 oder 47 abgewandte Teil des Flansches 45 einen im allgemeinen kreisbogenförmigen Umfang erhält. Die tatsächliche Lage des Schnittes hängt weitgehend von der Größe der ausgebohrten Hüftgelenkpfanne 11 bzw. 14 ab, in die die Hüftgelenkprothese 40 eingesetzt werden soll, und die entsprechende Entscheidung wird während des chirurgischen Eingriffs selbst getroffen. Wenn wie in dem in Fig. 9 und 10 gezeigten Falle die linke Hüftgelenkpfanne 11 betroffen ist, verbleibt der mit ¹¹L" markejirte Lappen 46, während im Falle der rechten Hüftgelenkpfanne 14 der mit "R" markierte Lappen 47 verbleibt.

Beim Einbau in die ausgebohrte Hüftgelenkpfanne 11 nimmt die Hüftgelenkprothese 40 die im einaelnen in Fig. 10 gezeigte Stellung ein, und es ist klar ersichtlich, daß die Fläche der Zementverbindung, die durch den umfangs— seitigen Rand des Flansches 45 eingebunden wird, wesentlich vergrößert ist und daß in etwa die gesamte Innen— wandung der Hüftgelenkpfanne 11 ausgenutzt wird. Die Fläche des Zuwachses ist am größten in der Mitte der rückwärtigen Wand 53 und verjüngt sich bis zum Werte Null an einer diametral gegenüberliegenden stelle.

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Diese Vergrößerung der Zementfläche gewährleistet gleichzeitig eine erhebliche Vergrößerung von beispielsweise bis zu 2050 für die Festigkeit der Verbindung zwischen Hüftgelenkpfanne und Prothese im Vergleich zu der Anordnung von Fig. 6.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die genauen Einzelheiten des oben in Verbindung mit den Darstellungen in Fig. 7 bis 10 beschriebenen Ausführungsbeispiels beschränkt, und es lassen sich zahlreiche Abwandlungen daran vornehmen, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere muß sich der dem nach hinten verlaufenden Abschnitt 49 abgewandte verbindende Abschnitt 48 des Flansches 45 nicht in einer Richtung vom Körper 41 weg erstrecken, sondern erkann auch im wesentlichen koplanar zum Bord 44 liegen. Eine erhebliche Vergrößerung der Verbindungsfläche zwischen Hüftgelenkprothese und Hüftgelenkpfanne ist auch in diesem Falle erreicht.

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Claims

Patentansprüche

,'1.1Hüftgelenkprothese,

gekennzeichnet durch einen eine von einem ßrod (44) umgebene, blinde und· kugelabschnittförmige Pfanne (43) definierenden Körper (4I) aus Kunststoff und durch einen sich rund um diesen Körper und von dem Bord /außen nach/erstreckenden Flansch (45), der auf etwa dem halben IMfang des Bordes auf den Körper zu geneigt und in seinem restlichen Teil in einer von demKörper weg geneigten Kichtung oder im wesentlichen koplanar zum Bord verläuft.
2. Prothese nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (45) in seiner Breite variabel ausgebildet ist und zwei einander diametral gegenüberliegende Lappen (46, 47) aufweist.
3. Prothese nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lappen (46, 47) des Flansches (45) im wesentlichen die Form von Kreiszweiecken aufweisen.

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4. Prothese nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß sich von zwei verbindenden Abschnitten (48, 49) des Flansches (45) zwischen zwei Lappen (46, 47) der eine Abschnitt in der Richtung des Körpers (41) erstreckt und der andere Abschnitt in einer Richtung weg von diesem Körper verläuft.
5. Prothese nach einem der Ansprüche 2 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (45) mit Schnittführungslinien (52) zum leichteren Entfernen eines der beiden Lappen (46, 47) vor dem Einsatz der Prothese versehen ist.

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