DE3200340C2

DE3200340C2 - Pfanne für eine Hüftgelenkendoprothese

Info

Publication number: DE3200340C2
Application number: DE3200340A
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: 1985-07-04
Also published as: DE3200340A1

Abstract

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 kleiner wird, wobei der Eingangsabschnitt an einem getrennten Haltering gebildet ist, der über mehrere Schrauben mit der Stirnseite der halbkugelförmigen Gelenkpfanne verbindbar ist und wenigstens einiger der Schrauben so lang bemessen sind, daß sie in eingeschraubtem Zustand über die Außenseite der Gelenkpfanne hinausstehen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pfanne für eine Hüftgelenkendoprothese mit einem Pfannenkörper aus Kunststoff, der eine sich annähernd b's zur Äquatorialebene erstreckende halbkugelige Höhlung /ur Aufnahme eines Gelenkkopfes und Bohrungen /ur Aufnahme von Schrauben aufweist, wobei der Pfannenkörper durch einen Klemmung aus Metall mit Hilfe von Schrauben im Acetabulum befestigbar ist.

Eine derartige Pfanne ist bekannt (DE-OS 26 11 985). Der Pfannenkörper weist im Boden Löcher zur versenkten Aufnahme von Schrauben auf, mit welchen der Pfannenkörper im Becken fixiert werden kann. An der äußeren Randkante weist der Pfannenkörper einen umlaufenden Falz auf, in den der Klemmring aus McIaII eingelegt ist. Der Klemmring weist radial nnch außen überstehende Laschen auf mit Schraubenlöchern zur Aufnahme von Knochenschrauben. Mit Hilfe des Klemmrings wird der Pfannenkörper randseitig am Acetabulum fixiert.

Die halbkugelige Höhlung des bekannten Pfanncnkörpers erstreckt sich nur bis zur Äquatorialebene. Mittel zum Einfangen des Gelenkkopfes in der Höhlung sind nicht "orgesehen. Das Einfangen des Gelenkkopfes ist jedoch von Bedeutung, weil zwischen Hüfte und Femur mehr oder weniger große Zugkräfte auftreten können.

Es ist auch ein Pfannenkörper aus Metall bekanntgeworden, dessen Rand ein Außengewinde aufweist, auf das ein Haltering aufgeschraubt ist (DE-AS 20 24 583). Oer Haltering dient zum einen. Wälzkörper zwischen Pfannenkörper und Gelenkkugel einzufangen und ein Herauslaufen von Schmiermittel aus dem Wälzkörperbereich zu verhindern. Zum anderen wirkt der Haltering einem Herausziehen der Gelenkkugel aus dem Pfannenkörper entgegen. Die bekannte Pfanne kann jedoch nur bei solchen Endnnrnthesen eingesetzt werden, bei denen die Gelenkkugel vom Schaft getrennt ist, andernfalls der Haltering nicht auf dem Pfannenkörper aufgeschraubt werden kann. Zwar sind derartige Endoprothesen an sich bekannt, sie sind jedoch nicht anwendbar für solche Fälle, in denen hohe Auszugskräfte auftreten.

Der Erfindung lie^t daher die Aufgabe zugrunde, eine Pfanne für eine Hüftgelenkendoprothese aus Kunststoff zu schaffen, die hohen Auszugskräften standhält und eine plastische Verformung aufgrund von Auszugskräften verhindert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Pfannenkörper und dem Klemmring ein Haltering aus Kunststoff angeordnet ist, dessen Innenkontur eine Fortsetzung der halbkugeligen Höhlung des Pfannenkörpers ist mit ir< Richtung der Eingangsöffnung des Pfannenkörpers verkleinertem Durchmesser, daß der Haltering auf der der Höhlung abgewandten Seite einen Kragen aufweis.', um .V". der Klemmring gelegt ist, und daß der Haltering und der Klemmring gemeinsam durch die Schrauben durch den Pfannenkörper hindurch im Acetabulum befestigbar sind.

Haltering und Klemmring sorgen bei der erfindungsgemäßen Pfanne für einen wirksamen Halt der Gelenkkugel im Pfannenkörper, und zwar auch dann, wenn der Pfannenkörper aus fließfähigem Material besteht. Bekanntlich ist thermoplastischer Kunststoff grundsätzlich mehr oder weniger fließfähig.

Die Befestigung von Klemmring und Haltering erfolgt mit Hilfe von Schrauben die so lang bemessen sind, daß sie nach dem Einschrauben über den Pfannenkörper überstehen, mithin in das Acetabulum eingeschraubt werden. Auf diese Weise wird die auf Haltering und Klemmring ausgeübte Auszugskraft unmittelbar auf das Acetabulum übertragen. Mit der erfindungsgemäßen Pfanne lassen sich daher weitaus höhere Ausziehkräfle erzielen als bei herkömmlichen Hüftgelenkcndoprothesen.

Durch die Verwendung eines Klemmring jus Metall, der sich um den Kragen des Haltcrings hcrumlcgt. kann der Hallering ebenfalls aus Kunststoff geformt werden, vorzugsweise aus dem gleichen Material wie der Pfanncnkörpcr. Dies ist im Hinblick auf eine einwandfreie Lagerung der Gclcnkkugel im Pfannenkörper von erheblichem Vorteil. Der Klemmring wirkt einem Fließen des Materials des Hallerings entgegen, wenn es auf Druck beansprucht wird.

Die Anbringung der erfindungsgemäßen Pfanne gestaltet sich einfach. So kann der Pfanncnkörncr mil I IiI-

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fe der Schrauben zunächst allein im Acetabulum fixiert werden unter Zuhilfenahme von Knochenzement. Nach ausreichender Aushärtung des Knochenzements kann im Anschluß daran die Befestigung von Haltering und Klemmring erfolgen gemeinsam mit dem Einsetzen der Gelenkkugel.

Wegen der Aufnahme hoher Auszugskräfte ist die erfindungsgemäße Prothese für sogenannte Frühmobilisation geeignet Der Prothesenträger darf sich bereits bewegen, bevor der Bandapparat regeneriert ist

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Haltering einen axialen Bund aufweist, der passend in einer mit der halbkugeligen Höhlung verbundenen Umfangsnut des Pfannenkörpers einsitzt, die von der Stirnseite her in den Pfannenkörper eingeformt ist. Die Umfangsnut sorgt für eine gleichbleibende Ausrichtung von Haltering und Pfannenkörper und verhindert insbesondere eine Relativverschiebung der beiden Teile zueinander.

Eine weitere Ausgestaltung der E; findung sieht vor, daß der Kragen des Halterings über einen "'"eil seines Kreisumfangs eine geringere Höhe aufweist und daß die freie Stirnfläche des Klemmrings annähernd in gleicher Höhe verläuft wie die freie Kante des Kragens. Auf diese Weise wird eine größere Bewegungsmöglichkeit gewährleistet ohne daß die axialen Ausmaße der Pfanne vergrößert werden. Die geringe Höhe erstreckt sich nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung etwa um einen halben Kreisumfang.

Damit eine möglichst wirksame Kraftübertragung zwischen dem Kragen und dem Klemmring stattfinden 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 Kontur aufweist

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Bohrungen des Pfannenkörpers von der Stirnseite des Pfannenkörpers als Sackbohrungen eingefc.mt sind. Die Sackbohrungen verhindern, daß bei Befestigung des Pfannenkörpers im Acetabulum der fließfähige Knochenzement in die Bohrung einläuft und damit das Einschrauben der Knochenschrauben erschwert. Nach dem Einzementieren des Pfannenkörpers im Acetabulum werden die Bohrungen durchgehend aufgebohr'..

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher beschrieben

Fig. 1 zeigt in auseinandergezogener Darstellung eine Pfanne für eine Hüftgelenkendoprothese nach der Erfindung.

Fig. 2 i.eigt ein Vorstadium in der Fertigung des Pfannenkörpers und des Halterings einer Pfanne nach Fig.1.

F i g. 3 zeigt einen Gelenkkopf mit angeordnetem Schaft /ur Aufnahme in einer Pfanne nach Fig. 1.

In den Fig. 1 und 2 ist im Querschnitt ein halbkugelförmiger Pfannenkörper 10 aus einem geeigneten Kunstsloffmaterial ge/eigl. In die Außenseite des Pfannenkörpers 10 sind mehrere Nuten 11 eingeformt, welche im Abstand parallel zueinander die Außenseite ringförmig umlaufen. Sie dienen der besseren Verankerung des Pfannenkörpers 10 im Acclabulum mit Hilfe von Knochenzement In den Pfannenkörper 10 ist eine halbkugelige Höhlung 12 eingeformt, weiche sich zur Stirnseite 13 des Pfannenkörpers 10 öffnet. Von der Stirnseite 13 ist ringförmig eine Nut 14 eingeformt, welche, wie zu erkennen, zur Höhlung 12 geöffnet ist. Von der Stirnseite 13 her sind darüber hinaus mehrere Sackgewindebohrungen 15 geformt, zum Beispiel sechs an der Zahl, welche in gleichmäßigem Umfangsabstand angeordr.ai 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 (siehe Fig. 2). Der Außendurchmesser des Rohlings 17 entspricht dem maximalen Durchmesser des Pfannenkör-

pers 10, also dem Durchmesser in der Äquatorialebene. Im Rohling i7 sind ferner Bohrungen 19 vorgesehen, welche mit den Sackbohrungen 15 des Pfannenkörpers 10 ausgerichtet werden können. Mit Hilfe von Gewindebolzen 20 wird der Rohling 17 am Pfannenkörper 10 befestigt. Erst im Anschluß daran wird die Höhlung 12 genau bearbeitet und die Kontur der Innenseite des Rohlings 17, welche eine Fortsetzung der Kugelkrümmung der Höhlung 12 darstellt. Erst im Anschluß daran, nach derr. Lösen des Rohlings 17, erfolgt die Endbearbeitung zum Haltering 16. wie er in .' . g. 1 dargestellt ist. Er besteht aus einem radialen Flansch 22 mit axialen Durchbohrungen 23, entsprechend den Bohrungen 19 des Rohlings 17 in F i g. 2. Durch Formung des ndialen Flansches 22 bleibt ein ringförmig umlaufender Kragen 24 steL^n, der sich auf der entgegengesetzten Seite des axialen Bundes 18 axial erstreckt und an der Außenseite eine konische Kontur besitzt, wie bei 25 dargestellt Wie ferner in F i g. 1 zu erkennen, besitzt der Kragen 24 eine unterschiedliche Höhe. Ober eine Halbkreisumfangslänge ist er höher als über die andere Halbkreisumfangslänge. Der Übergang 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 Halterings 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 aufschoben werden kann. Die axiale Erstrerkung 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 zu' Anpassung an die Kontur 26 des Kragens 24 des Halterings 16. In F i g. 3 ist als zweites Gelenkteil der Hüftgelenkendoprothese das Ersatzteil 31 dargestellt mit einem Kugelgelenkkopf 32. einem eingeschnürten Hals 33 und einem Schaft 34. Bei der Applikation der hier dargestellten Prothese wird io vorgegangen, daß zunächst allein der Pfannenkörper 10 rnit Hilfe von Knochenzement im Acetabulum verankert wird. Haltering 16 und Klemmring 27 befinden sich auf der Halsseite des Ersatzgliedes 31. wenn der Gcl^nkkopf 32 in die Höhljng 12 oingesetzt wird. Anschließend werden der Haltering 16 urd der Klemmring über den Gelenkkopf 32 übergeschoben. Mit Hilfe von nicht gezeigten Knochenschraube^ deren Länge größer ist als etwa die Länge der Boi/cn 20. werden Haltering 16 und Klemmring 27 an dem Pfannenkörper 10 befestigt Die Knochenschrauben durchdringen dabei die Wandung des Pfanncnkörpers 10 und werden in das Acetabulum eingedreht, vorzugsweise nachdem die Löcher 15 in dem Pfannenkörper frei durchgehend geformt und'entsprechende Bohrungen im

b5 Acetabulum vorgenommen worden sind. Dadurch ist die Pfanne wirksam im Acetabulum verankert. Ferner sind Haltering 16 und Klemmring 27 wirksam befestigt. Die Ausztehkraft, welche vom Gelenkkopf 32 auf den

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Haltering 16 ausgeübt wird, wird unmittelbar über die
Schrauben vom Acetabulum aufgenommen und nicht
etwa von dem Pfannenkörper 10. Der Klemmring 27
sorgt dafür, daß der Kragen 24, auf den die Ausziehkräfte wirken, nicht verformt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

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1. Pfanne für eine Hüftgelenkendoprothese mit einem Pfannenkörper aus Kunststoff, der eine sich annähernd bis zur Äquatorialebene erstreckende halbkugelige Höhlung zur Aufnahme eines Gelenkkopfes und Bohrungen zur Aufnahme yon Schrauben aufweist wobei der Pfannenkörper durch einen Klemmring aus Metall mit Hilfe von Schrauben im Acetabulum befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Pfannenkörper (10) und dem Klemmring (27) ein Haltering (60) aus Kunststoff angeordnet ist. dessen Innenkontur eine Fortsetzung der halbkugeligen Höhlung (12) des Pfannenkörpers (10) ist mit in Richtung der Eingangsöffnung des Pfannenkörpers (10) verkleinertem Durchmesser, daß der Haltering (16) auf der der Höhlung (t?'; abgewandten Seite einen Kragen (24) aufweist, iiii* den der Klemmring (27) gelegt ist, und daß der Haltering (16) und der Klemmring (27) gemeinsam durch die Schrauben durch den Pfannenkörper (10) hindurch im Acetabulum befestigbar sind.

2. Pfanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (16) einen axialen Bund (18) aufweist, der passend in einer mit der halbkugeligen Höhlung (12) verbundenen Umfangsnut (14) des Pfannenkörpers (10) einsitzt, die von der Stirnseite (13)herinde^- Pfannenkörper(lO) eingeformt ist.

3. Pfanne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Krageu (24) des Halterings (16) über einen Teil seines Kreisnrnfangs eine geringere Höhe aufweist und daß die i/eie Stirnfläche (29) des Klemmrings (27) annähernd in gleicher Höhe verläuft wie die freie Kante des Kragens (24).

4. Pfanne nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die geringere Höhe sich etwa um einen halben Kreisumfang erstreckt.

5. Pfanne nach Anspruch 3 oder 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite des Kragens konisch (25) geformt ist und der Klemmring (27) an der Innenseite eine dazu entsprechende Kontur (35) aufweist.

6. Pfanne nach einem der Ansprüche I bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen des Pfannenkörpers (10) von der Stirnseite (13) des Pfannenkörpers (10) als Sackbohrungen (15) eingeformt sind.