DE3200340A1

DE3200340A1 - "hueftgelenkendoprothese"

Info

Publication number: DE3200340A1
Application number: DE19823200340
Authority: DE
Inventors: Klaus Ing.grad. 2351 Rickling Behrens; Hans Erich 2301 Probsteierhagen Harder; Karl M. Dipl.Ing. 2304 Wendtorf Richter
Original assignee: Howmedica International Inc
Current assignee: Stryker Ireland Ltd
Priority date: 1981-03-04
Filing date: 1982-01-08
Publication date: 1982-09-23
Also published as: DE3200340C2

Description

Hüftgelenkendoprothese
Die Erdindung bezieht sich auf eine Hüftgelenkendoprothese mit einem einen sphärischen Gelenkkopf aufweisenden Ersatzglied und einer Gelenkpfanne aus Kunststoffmaterial mit halbkugeliger Höhlung zur Aufnahme des Gelenkkopfes, die einen Eingangsabschnitt aufweist, dessen Durchmesser in Richtung Eingangsöffnung abnimmt Es sind Gelenkendoprothesen für das menschliche Hüftgelenk bekanntgeworden, bei denen die Gelenkpfanne einteilig aus einem elastischen Kunststoffmaterial geformt ist (DE-OS 23 38 139 oder DE-GM 7 300 533). Beim Einsetzen des Gelenkkopfes wird die Gelenkpfanne radial nach außen leicht erweitert, damit der Gelenkkopf die engste Stelle des Eingangs abschnitts passieren kann. Anschließend formt sich die Gelenkpfanne wieder zurück, so daß der Gelenkkopf innerhalb der kugeligen Höhlung eingefangen ist.
Das Einfangen des Gelenkkopfes in der kugeligen Höhlung ist von Bedeutung, weil zwischen Hüfte und Femur mehr oder weniger große Zugkräfte auftreten können. Da nun im bekannten Fall der Gelonkkopf mit Druck unter Verformung der Gelenkpf e eingesetzt wird, kann die Haltekraft immer nur so groß sein wie die Binsetzkraft. Mithin ist die Ausziehkraft bei der bokannten Gelenkpfanne naturgemäß nicht besonders hoch Bei einer zweiteiligen GElenkpfanne ist auch bereits bekanntgeworden, eine kontinuierliche ringförmige Nut in die innere Gelenkpfanne einzuformen, die eine elastische verformbare Lippe in der Diametralebene der Höhlung und in Nachbarschaft zu den Eingangsabschnitt bildet, welche für eine außerordentlich hohe Ausziehkraft sorgt. Eine zweiteilige Gelenkpfaime ist Jedoch außerordentlich aufwendig.
Schließlich ist auch bekanntgeworden, den Gelenkkopf mit Hilfe eines Halteringe zu sichern, der mit Hilfe eines Federrings in der halbkugeligen Höhlung gehalten ist.
Notwendigerweise ist ein derartiger Haltering aus den gleichen oder einem ähnlichen Kunststoffmaterial wie die Gelenkpfanne. Da Kunststoffmaterial grundsätzlich zum Fließen neigt, besteht die Gefahr, daß beei längerem Gebrauch der Haltering seine Funktion verliert und der Gelenkkopf aus der Höhlung hersgezogen wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hüftgelenkendo pro these zu schaffen, die auf einfache Weis. wirksam im Acetabulum verankert und für hohe Ausziehkräfte ausgelegt werden kann so daß Prothesenkopfluxationen nicht mehr möglich sind Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Eingangs abschnitt von einem getrennten ringförmigen Haltering gebildet ist, der über mehrere Schrauben mit der Stirnseite der halbkugelförmigen Gelenkpfanne verbindbar ist und wenigstens einige der Schrauben so lang bemessen sind, daß sie im eingeschraubten Zustand über die Außenseite der Gelenkpfanne hinausstehen.
Üblicherweise werden Gelenkpfannen von Endoprothesen mit Hilfe eines geeigneten Knochenzemeents im Acetabulum befestigt. Diese Befestigungsart reicht Jedoch z.B. bei Tierprothesen oft nicht aus, da die Tiere naturgemäß nicht wissen, daß sie im Hinblick auf ihre Bewegungen darauf achtgeben müssen, daß sie Prothesenträger sind. Daher ist bei der erfindungsgemäßen Gelenkpfanne vorgesehen, daß sie mit Hilfe mehrerer Befestigungsschrauben, insbesondere Knochenschrauben im Acetabulum befestigt werden kann.
Mit Hilfe dieser Schrauben wird gleichzeitig der getrennt hergestellte Haltering gegen die Stirnseite der Hüftpfanne angepreßt. Dies geschieht bei der Operation Jedoch erst nach dem Einsetzen des Gelenkkopfes. Daher muß der Haltering so ausgelegt sein, daß er über den Kugelkopf von der Hals seite des Ersatzgliedes her übergeschoben werden kann in Richtung der Gelenkpfanne, um an dieser dann befestigt zu werden.
Diese Befestigungsart hat den Vorteil, daß die auf den Haltering aufgebrachten Kräfte nicht von der Gelenkpfanne und dessen Material, sondern unmittelbar von den Knochenschrauben aufgefangen werden. Es ist daher möglich, auf weitaus höhere Ausziehkräfte zu kommen wie das bei herkömmlichen Endoprothesen der Fall ist.
Die Innenkontur des Haltering ist zweckmäßigerweise eine Fortsetzung der halbkugeligen Höhlung der Gelenkpfanne.
Daher wird bei der Fertigung des Halteringes zweckmäßigerweise so vorgegangen, daß er als Rohling mit der Gelenkpfanne fest verbunden wird über bereits vorgeformte Löcher im Halteringrohling und in der Gelenkpfanne, wonach dann die kugelige Höhlung ausgeformt werden kann durch eine entsprechende spangebende Formung Die erfinduntsgemße Prothese ist vielseitig verwendbar und insbesondere ftir Hunde geeignet. Bekanntermaßen tritt insbesondere bei großen Hunden häufig eine Hüftdisplasie auf, durch welche die Hunde bereits in frühem Alter nahezu bewegungsunfähig werden.
In einer Ausgeentaltung der Erfindung ist vorgesehen,daß der Haltering einen axialen Bund auftsist, der passend in einer mit der halbkugeligen Höhlung verbundenen Umfanganut der Gelenkpfanne einsitzt, die von der Stirnseite her in die Gelenkpfanne eingeformt ist. Die Umfangsnut sorgt für eine gleichbleibende Ausrichtung von Haltering und Gelenkpfanne und verhindert insbesonder. eine Relativverschiebung der beiden Teile zueinander.
Wie bereits weiter oben erwähnt, besteht bei Kunststoffmaterial stets die Gefahr ein.s Kaltfließens, sobald der Flächendruck nur genügend hoch ist Um die dauernde Stabilität des Halteringes zu gewährleisten, sieht ein. weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß der Haltering auf der der Höhlung abgewandten Seite einen Kragen aufweist, der von einem metallischen Klemmring umgeben ist, der mit Hilfe der Schrauben gegen den Haltering gepreßt wird. Der Haltering hat den Vorteil, daß deriKragen in seiner Dicke verhältnismäßig klein gewählt werden kann, so daß er ohne Schwierigkeiten über den Gelenkkopf hinübergeschoben werden kann. Der Klemmring verhindert, daß der Kragen bei einer Belastung durch den Gelenkkopf in Ausziehrichtung elastisch verformt wird. Die Gelenkpfanne hält daher den Gelenkkopf auch bei außerordentlich hohen Ausziehkräften fest in der halbkugeligen Höhlung, so daß die Gefahr einer Luxation der Hüftgelenkendeprothese vermieden wird Um eine ausreichende Bwegungsmöglichkeit des Ersatzgliedes zu gewährleisten, schlägt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß der Kragen des Halterings die tal eine geringere Höhe hat als proximal und der Klemmring so geformt ist, daß seine freie Stirnfläche annähernd in'gleicher Höhe verläuft wie die freie Kante des Kragens. Auf diese Weise vergrößert der Klemmring nicht die axialen Ausmaße der Gesamtgelenkpfanne, wobei dem Gelenk eine ausreichende Bewegungsmöglichkeit gestattet ist.
Damit eine möglichst wirksame Kraftübertragung zwischen dem Kragen unter dem Klemmring vonstatten gehen kann, sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor,daß die Außenseite des Kragens konisch geformt ist und der Klemmring an der Innenseite eine dazu entsprechende konisch. Kontur hat.
Es wurde bereits erwähnt, daß es zweckmäßig ist, die Gelenkpfanne mit Bohrungen von der Stirnfläche aus vorzusehen, damit eine Formung des Halteringes in mit der Gelenkpfanne verbundener Lage erfolgen kann. Zu diesem Zweck können die Bohrungen ein Gewinde eingeschnitten erhalten. Die Bohrungen sind vorzugsweise Sackbohrungen, um zu verhindern, daß bei der Befestigung der Gelenkpfanne im Acetabulum der fließfähige Knochenzement in die Bohrung einläuft und damit das Einschrauben der gnochenschrauben erschwert Nach Einzementieren der Gelenkpfanne im Acetabulum werden die Schraubenlöcher aufgebohrt bis ins Becken.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt in auseinandergezogener Darstellung eine Gesamtgelenkpfanne einer Gelenkendoprothese nach der Erfindung.
Fig. 2 zeigt ein Vorstadium in der Fertigung des Gegenstands nach Fig. 1.
Fig. 3 zeigt einen Gelenkkopf mit angedeutetem Schaft, der von der Gelenkpfanne nach Fig. 1 aufgenommen werden soll.
Bevor auf die in den Zeichnungen dargestellten Einzelheiten näher eingegangen wird, sei vorangestellt, daß Jedes der gezeigten und beschriebenen Nerkiale für sich oder in Verbindung mit Merkmalen der Ansprüche von erfindungswesentlicher Bedeutung ist.
In den Figuren 1 und 2 ist im Querschnitt eine halbkugelför mige Pfanne 10 aus einem geeigneten Kunststoffmaterial gezeigt. In die AuBenseite der Pfanne 10 sind mehrere Nuten 11 eingeformt, welche im Abstand parallel zueinander die Außenseite ringförmig umlaufen. Sie dienen der besseren Verankerung der Pfanne 10 im Acetabulum mit Hilfe von Knochenzement. In die Pfanne 10 ist eine halbkugelige Höhlung 12 eingeformt, welche sich zur Stirnseite 13 der Pfanne 10 öffnet. Von der Stirnseite 13 ist ringförmig eine Nut 1k eingeformt, welche, wie zu erkennen, zur Höhlung 12 geöffnet ist Von der Stirnseite 13 sind darüber hinaus mehrere Sackgewindebohrungen 15 vorgesehen, zum Beispiel sechs an der Zahl, welche in gleichmäßigem Umfangsabstand angeordnet sind.
In Fig. 1 ist ferner ein Haltering 16 dargestellt. Zu Fertigungszwecken wird ein Rohling 17 für den Haltering 16 geformt mit einem axialen Bund 18, der so bemessen ist, daß er passend in der Nut 14 einsitzt. Der Außendurchmesser des Rohlings 17 entspricht dem maximalen Durchmesser der Pfanne 10, also dem Durchmesser in der Äquatorialebene. Im Rohling sind ferner Bohrungen 19 vorgesehen, welche mit den Sackbohrungen 13 der Pfanne 10 ausgerichtet werden können. Mit Hilfe von Gewindebolzen 20 wird der Rohling 17 an der Pfanne 10 befestigt. Erst im Anschluß daran wird die Höhlung 12 genau bearbeitet und ebenfalls die Kontur der Innenseite des Rohlings 17, welche eine Fortsetzung der Kugeikrünnung der Höhlung 12 darstellt. Erst in Anschluß daran nach dem Losen des Rohling 17 erfolgt die Endbearbeitung zur Haltering 16, wie er in Fig. 1 dargestellt ist. Er besteht aus einem radialen Flansch 22 mit axialen Durchbohrungen 23, entsprechend den Bohrungen 19 des Rohlings 17 in Fig. 2. Durch Formung des radialen Flansches 22 bleibt ein ringförmig umlaufender Kragen 24 stehen, der sich auf der entgegengesetzten Seite des axialen Bundes 18 axial erstreckt und an der Außenseite eine konische Kontur besitzt, wie bei 25 darg.stellt. Wie ferner in Fig. 1 zu erkennen, besitzt der Kragen 24 eine unterschiedliche Höhe. Über eine Halbkreislänge ist er höher als über die andere Halbkreislänge. Der uebergang erfolgt durch einen Radius, wie bei 26 dargestellt.
In Fig. 1 ist schließlich ein metallischer Klemmring 27 im Querschnitt gezeigt, dessen äußerer Durchmesser dem Außendurchmesser des Halteringe 16 entspricht. Er besitzt ebenfalls Durchbohrungen 28 mit Ansenkungen für die Aufnahme des Kopfes einer Knochenschraube. Die Innenseite des Klemmrings 27 ist konisch derart, daß er passend auf die Außenseite 25 des Kragens 24 aufgeschoben werden kann.
Die axiale Erstreckung des Klemmrings 27 ist derart, daß die freie Stirnseite 29 des Klemmrings 27 mit der freien Stirnseite des Kragens 24 in gleicher Höhe verläuft. Dementsprechend hat die Außenseite einen bogenförmigen Übergang 30 zur Anpassung an die Kontur 26 des Kragens 24 des Halterings 16.
In Fig. 3 ist als zweites Gelenkteil der Hüftgelenkprothese das Ersatzteil 31 dargestellt mit Kugelgelenkkopf 32, eingeschnürtem Hals 33 und einem Schaft 34. Bei der Applikation der hier dargestellten Prothese wird so vorgegangen, daß zunächst allein die Gelenlcpfanne 10 mit Hilfe von Knochenzement im Acetabulum verankert wird. Haltering 16 und Klemmring 27 befinden sich auf der Halsweite des Ersatzgliedes 31, wenn der Gelenkkopf in die Höhlung 12 eingesetzt wird. Anschließend werden der Haltering 16 und der Klemmring über den Gelenkkopf 32 übergeschoben.Hit Hilfe von nicht gezeigten Knochenschrauben,deren Länge größer ist als etwa die Länge der Beizen 20,werden Haltering 16 und Klemmring 27 an der pfanne 10 befestigt. Die Knochenschrauben durchdringen dabei die Wandung der Pfanne 10 und werden in das Acetabulum eingedrcht vorzugsweise nachdem die Löcher 15 in der Pfanne frei durchgehend geformt und entsprechende Bohrungen im acetabulum vorgenommen worden sind Dadurch ist die Pfanne 10 wirksam im Acetabulum verankers. Ferner sind Haltering 16 und Klemmring 27 wirksam befestist.Die Äusziehkraft,welche vom Gelenkkopf 32 auf den Haltering 16 ausgeübt wird,wird dabei unmittelbar über di. Schrauben von Acetabulum aufgenomien und nicht etwa von der Pfanne 10.
Der Klemmring 27 sorgt dafür, daß der Kragen 24, auf den die Aiziehkräfte wirkea, nicht verformt wird.

Claims

Ansprüche : 1. Hüftgelenkendoprothese mit einem einen sphärischen Gelenkkopf aufweisenden Ersatzglied und einer Gelenkpfanne aus Kunststoffmaterial mit halbkugeliger Höhlung zur Aufnahme des Gelenkkopfes, die einen Eingangsabsohnitt aufweist, dessen Durchmesser in Richtung Eingangsöffnung kleiner wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsabsohnitt an einem getrennten Haltering (16) gebildet ist, der über mehrere Schrauben mit der Stirnseite (13) der halbkugelfdriigen Gelenkpfanne (10) verbindbar ist und wenigstens einige der Schrauben so lang bemessen sind, daß sie in eingeschraubtem Zustand über die Außenseite der Gelenkpfanne (10) hinausstehen.
2. Hüftgelenkendoprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering einen axialen Bund (18) aufweist, der passend in einer mit der halbkugeligen Höhlung (12) verbundenen Umfangsnut (14) der Gelenkpfanne (10) einsitzt, die von der Stirnseite (13) her in die Gelenkpfanne (10) eingeformt ist.
3. Hüftgelenkendoprothese nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (16) auf der der Höhlung (12) abgewandten Seite einen Kragen (24) aufweist, der von einem metallischen Klemmring (27) umgeben ist, der mit Hilfe der Schrauben gegen den Haltering (16) gepreßt wird.
4. Hüftgelenkendoprothese nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (24) des Halterings (16) distal eine geringere R6he hat als proximal und der Klemmring (27) so geformt ist, daß seine freie Stirnfläche (29) annähernd in gleicher Höhe verläuft wie die freie Kante des Kragens (24).
5. Hüftgelenkendoprothese nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eragenerhdhung sich etwa um einen halben Kreisumfang erstreckt.
6. Huftgelenkendoprothese nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite des Kragens konisch (25) geformt ist und der Klemmring (27) an der Innenseite eine dazu entsprechende Kontur (35) hat.
7. Hüftgeelenkendoprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß von der Stirnseite (13) in die Gelenkpfanne (10) Sackbohrnngen (15) eingeformt sind.