DE3310944C2 - Pfanne für eine Gelenkendoprothese - Google Patents

Pfanne für eine Gelenkendoprothese

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Abstract

Bei einer Gelenkpfanne ist eine Gleitpfanne (10) vorgesehen, welche in eine in den Knochen eingerastete Lagerpfanne (1) eingeschnappt ist. Die Lagerpfanne (1) weist Durchbrechungen (4) zur zementlosen Verankerung mittels Spreizdübeln (17) am Knochen auf. Um den primären und sekundären Halt zu verbessern, liegen die Durchbrechungen (4) zwischen dem Ringrand (6, 13) und dem Polbereich (2, 11) und in deren Umgebung sind zwischen der Gleitpfanne (10) und der Lagerpfanne (1) Hohlräume (20) zur Aufnahme der Spongiosa ausgebildet, bei welchen die Lagerpfanne (1) Perforationen (5) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pfanne für eine Gelenkendoprothese, bei der zu haltenden Aufnahme eines Gelenkkopfes eine Kunststoff-Gleitpfanne mit glatter Innenoberfiäche vorgesehen ist, welche an einem Ringrand in eine Lagerpfanne mit aufgerauhter Außenfläche formschlüssig eingesetzt ist, die wenigstens zwei Durchbrechungen für Befestigungselemente zum natürlichen Knochen aufweist, wobei die Gießpfanne im zentralen Polbereich an der Lagerpfanne anliegt, die Durchbrechungen zwischen dem Ringrand und dem Polbereich liegen und in der Umgebung der Durchbrechungen zwischen der Gleitpfanne und der Lagerpfanne Hohlräume ausgebildet sind.
Eine derartige Pfanne ist aus der DE-OS 28 45 231 bekannt. Bei dieser ist die Lagerpfanne an ihrer körpernahen Oberfläche aufgerauht, um ein Einwachsen zu ermöglichen. Das Anwachsen der Lagerpfanne kann nur mehr oder weniger oberflächlich erfolgen. Bei der DE-OS 28 45 231 sind zwischen der Gleitpfanne und der Lagerpfanne Hohlräume durch Aussparungen der Außenfläche der Gleitpfanne gebildet. Diese dienen lediglich zur Aufnahme von Köpfen durch die Durchbrechungen gesteckter Schrauben. Die Hohlräume tragen zur Verbesserung des Einwachsens nicht bei.
In der DE-OS 25 58 446 ist eine Pfanne beschrieben, deren Lagerpfanne ein Außengewinde aufweist Diese Befestigungsart erscheint ungünstig. Denn einerseits muß in den Hüftknochen ein großes Innengewinde gefräst werden, was gerade bei einem angegriffenen Hüftknochen zu Schwierigkeiten führt Außerdem findet der durch das Außengewinde erfolgende primäre Halt
ίο überwiegend in einem Außenbereich des Hüftknochens statt Andererseits ist ein Einwachsen (sekundärer Halt) der Lagerpfanne in den Hüftknochen nur schwer möglich.
Eine weitere Pfanne für eine Gelenkendoprothese mit Lagerpfanne und Gleitpfanne ist aus der DE-OS 23 58 159 bekannt Dort erstrecken sich die Pfannen über mehr als 180°. Sowohl der Halt der Gleitpfanne an der Lagerpfanne als auch der Halt der Lagerpfanne am Huftknochen ist kritisch. Die Beweglichkeit der Lagerpfanne am Hüftknochen führt zu einem zusätzlichen Abrieb.
Günstig ist bei Pfannen nach der DE-OS 28 45 231, der DE-OS 25 58 446 und der DE-OS 23 58 159, daß die Gleitpfanne keine Durchbrechungen aufweist und aus einem Kunststoff besteht, so daß eine gute Bewegbarkeit des Gelenkkopfes gewährleistet ist Ungünstig ist jedoch, daß die Lagerpfanne aus Metall besteht, weil die Knochensubstanz die Tendenz hat, vom Metall zu schwinden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pfanne der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei der ein zusätzliches Einwachsen von Knochengewebe zwischen die Lager- und Gleitpfanne ermöglicht ist.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einer Pfanne der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß auch die Lagerpfanne aus Kunststoff besteht und im Bereich der Hohlräume eine Mehrzahl von durchgehenden Perforationen aufweist
Die Perforationen im Bereich der Hohlräume begünstigen den sekundären Halt der Lagerpfanne. Denn durch sie kann das Einwachsen eingebrachten Knochenmarks (Spongiosa) erfolgen, wobei dabei auch die Hohlräume zuwachsen, so daß das Einwachsen auch zu einem praktisch formschlüssigen Halt der Lagerpfanne im Hüftknochen führt. Die Hohlräume gewährleisten auch, daß die Zellen des eingebrachten Knochenmarks nicht unter Druck geraten.
Die Perforationen beeinträchtigen die Anordnung der Düidibrechuhgen nicht. Durch die Durchbrechungen gesteckte Befestigungselemente, wie Spreizdübel mit Spreizschrauben, werden im Hüftknochen verankert. Trotz der Perforationen lassen sich die Befestigungselemente in divergierenden Richtungen in den Hüfiknockin einsetzen. Bei der Implantation der Pfanne wird zunächst die Lagerpfanne implantiert. Anschließend wird in diese die Gleitpfanne eingeschnappt. Schraubenköpfe können in die Hohlräume geringfügig hineinragen, ohne sich an der Gleitpfanne zu stoßen. Schließlich wird in die Gleitpfanne der Gelenkkopf eingeschnappt. Die Gleitpfanne bietet für diesen eine durchgehend glatte, nicht unterbrochene Gleitfläche, wodurch die Abriebgefahr vermindert ist. Es läßt sich jedoch auch die Gleitpfanne nach Art einer Gelenkkopfhaube zunächst auf den Gelenkkopf aufschnappen und diese Einheit dann in die Lagerpfanne einschnappen.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung gehen die Hohlräume ineinander über und bilden einen einzi-
gen um den Polbereich umlaufenden Hohlraum.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der foigenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und den Unteransprüchen. In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 eine Lagerpfanne in Seitenansicht,
F i g. 2 die Lagerpfanne im Schnitt längs der Linie H-II nach Fig. 1,
Fig.3 die Lagerpfanne in Aufsicht längs der Linie IH-III nach Fig. 1,
F i g. 4 eine Gleitpfanne in Seitenansicht,
F i g. 5 die Gleitpfanne im Schnitt längs der Linie V-V nach F i g. 4,
F i g. 6 eine Aufsicht der Gleitpfanne längs der Linie IV-IVnach Fig.4,
F i g. 7 einen Spreizdübel zum Einsatz in die Lagerpfanne im Schnitt, gegenüber dem Maßstab der Fig. 1 bis 6 ums Doppelte vergrößert,
F i g. 8 die gesamte Gelenkpfanne zusammengesetzt, im Schnitt,
Fig.9 ein zweites Ausführungsbeispiel der Lagerpfanne und
Fig. 10 ein drittes Ausführungsbeispiel der Lagerpfanne.
Eine Lagerpfanne 1 aus einem Kunststoff, wie insbesondere Polyäthylen, ist kartenförmig ausgebildet Sie weist einen Außenradius R 1 und einen Innenradius R 2 auf. Die Mittelpunkte M1 und M2 der Radien R 1 und R 2 liegen auseinander, so daß in einem zentralen Polbereich 2 die Wandstärke der Lagerpfanne 1 geringer ist als an deren Randbereich 3. Dadurch ist die Lagerpfanne 1 einerseits im Randbereich 3 stark, ohne daß andererseits ihre Einbautiefe dadurch zu groß wird. Die Flächen mit den Radien Ri, R 2 erstrecken sich jeweils über mehr als 180° bezogen auf den Mittelpunkt M\ bzw. M 2 (vgl. F ig. 2).
An der Lagerpfanne 1 sind drei Durchbrechungen 4 auf einer Umfangslinie gleichmäßig verteilt. Die Achsen der Durchbrechungen 4 liegen etwa in einem Winkel von 45° zum Randbereich 3 und treffen sich im Mittelpunkt M 2. Außerdem sind an der Lagerpfanne 1 viele Perforationen 5 vorgesehen. Die Lagerpfanne 1 ist an ihrer Außenseite rauh.
Am Randbereich 3 ist an der Innenfläche der Lagerpfanne 1 ein Ringrand 6 angeordnet, deren Stirnfläche 7 in einem Winkel von etwa 10° nach außen geöffnet ist.
Außerdem sind am Randbereich 3 zwei gegenüberliegende Zapfen 8 angeordnet. Eine Umfangsnut 9 der Lagerpfanne 1 ist zum Einlegen eines röntgenologisch darstellbaren Drahtes vorgesehen.
Die Gleitpfanne 10 ist ebenfalls kalottenförmig ausgebildet und besteht ebenfalls aus einem Kunststoff, wie beispielsweise Polyäthylen. An der Außenfläche der Gleitpfanne 10 ist ein Polbereich 11 ausgebildet, der in einem Radius R 3 verläuft, welcher gleich dem Innenradius R 2 der Lagerpfanne 1 ist. Der an den Polbereich 11 angrenzende Außenbereich 12 verläuft in einem Radius R 4, der gleich dem Radius R 3 ist, wobei jedoch die Mittelpunkte M3 und M4 der beiden Radien voneinander beabstandet sind, so daß der Polbereich 11 gegenüber dem Außenbereich 12 vorsteht. An den Außenbereich 12 schließt sich außerhalb des durch den Mittelpunkt M3 gehenden — in Fig.5 waagrecht liegenden — Durchmessers eine Ringnut 13 an, deren Boden in dem Winkel Wl der Stirnfläche 7 des Ringrandes 6 schräg verläuft. Den Außenbereich 12 überragt ein Bund 14, der mit den Zapfen S entsprechenden Ausnehmungen 15 versehen ist.
Die Innenfläche 16 ist glatt und weist keine Durchbrechungen auf. Sie erstreckt sich in einem Radius R 5 über mehr als 180°.
Zum Einsetzen in jede der Durchbrechungen 4 ist ein Spreizdübel 17 vorgesehen. Dieser ist mit einem sich entsp-echend der Durchbrechung 4 erweiternden Kopf 18 versehen. Am dem Kopf 18 gegenüberliegenden Einsteckende ist ein Schlitz 19 ausgebildet In den Spreizdübel 17 ist eine nicht näher dargestellte Spreizschraube einschraubbar.
Ist die Gleitpfanne 10 in die Lagerpfanne 1 eingeschnappt (vgl. F i g. 8), dann besteht zwischen der Lagerpfanne 1 und der Gleitpfanne 10 ein Hohlraum 20, der um den Polbereich 11 umläuft. Der Hohlraum 20 verjüngt sich beim Polbereich 11 beginnend zum Ringrand 6 bzw. der Ringnut 13 hin so, daß die Gleitpfanne 10 bereits kurz vor dem Ringrand 6 an der Lagerpfanne 1 anliegt Die Perforationen 5 sind auch im Bereich dieses Hohlraums 20 vorgesehen. In eingeschnapptem Zustand greift der Ringrand 6 in die Ringnut 13. Der Bund 14 überdeckt den Randbereich 3, wobei die Zapfen 8 in die Ausnehmungen 15 greifen.
Bei der Ausführung der Lagerpfanne 1 nach F i g. 9 ist an deren Innenfläche ein Sockel 21 ausgebildet. Dieser liegt in demjenigen Bereich der Lagerpfanne 1, der im implantierten Zustand am meisten belastet ist. Der Hohlraum 20 erstreckt sich um den Sockel 21. Die Außenfläche der Gleitpfanne 10 weist in diesem Falle keinen erhöhten Polbereich 11 auf, sondern ist durchgehend glatt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 bilden zwei Ringnuten 22 an der Innenfläche der Lagerpfanne 1 Hohlräume, wobei auch in diesem Falle die Außenfläche der Gleitpfanne 10 durchgehend glatt ist. Wie bei Fig.9 liegt auch hier die Gleitpfanne 10 — ohne zwischenliegendem Hohlraum 20 — dort direkt an der Lagerpfanne 1 an, wo die größte statische Druckbelastung vom Gelenkkopf auf den Hüftknochen übertragen wird. Die Implantation der beschriebenen Gelenkpfanne erfolgt etwa folgendermaßen:
Das Operationsfeld wird unter Belassung des Restknorpels des Hüftknochens vorbereitet. Dabei werden mittels einer Bohrlehre den Durchbrechungen 4 zugeordnete Bohrungen in dem Hüftknochen hergestellt.
Außerdem wird der Hüftknochen vielfach perforiert. Anschließend wird Knochenmark in die für die Lagernfan ie 5 ve'gesehene Höhlung des Hüftknochens eingelagert Danach wird die Lagerpfanne 1 so in den Hüftknochen eingeschnappt, daß ihre Durchbrechungen 4 mit den geschaffenen Bohrungen fluchten. Ein Schnappeffekt tritt dabei auf, weil einerseits der Restknorpel belasseil A'urde, so dad die anatomische Hüflknochenpfanne wenigstens geringfügig über den Äquator reicht (vgl. F i g. 8), und weil auch die Außenfläche der Lagerpfanne 1 sich über mehr als 180° erstreckt (vgl. in F i g. 2 waagrechten Durchmesser durch den Mittelpunkt M1). Anschließend werden die Spreizdübel 17 durch die Durchbrechungen 4 in die Bohrungen des Hüftknochens gesteckt.
Dann werden in die Spreizdübel 17 Schrauben eingeschraubt, so daß sich die Spreizdübel 17 in den Bohrungen aufdehnen. Damit ist die Lagerpfanne 1 im Hüftknochen fest verankert. Im Einzelfall können die Spreizdübel 17 den Hüftknochen auch so durchragen, daß sie über diese auf der der Gelenkpfanne gegenüberliegenden Seite überstehen. Auch dann führen die Spreizdübel 17 zu einer sicheren Verankerung. Geringfügige Abweichungen der Achse der Spreizdübel 17 gegenüber der
Achse der Durchbrechungen 4 führen dazu, daß die Köpfe 18 der Spreizdübel 17 in den Durchbrechungen 4 leicht verkantet sitzen. Dies stört jedoch nicht, da diese Verkantung vom Hohlraum aufgenommen wird.
Anschließend wird in die Lagerpfanne 1 Spondiosa-Plastik eingebracht Die Gleitpfanne 10 wird in die Lagerpfanne 1 eingeschnappt. Ihr Polbereich 11 liegt dann an dem Polbereich 2 der Lagerpfanne 1 an. Der Hohlraum 20 bleibt mit Spondiosa-Plastik gefüllt, die in die Perforationen 5 dringt. Die Gleitpfanne 10 ist mit der Lagerpfanne 1 einerseits über dem Ringrand 6 bzw. die Ringnut 13 und andererseits dadurch verrastet, daß sich die Innenfläche der Lagerpfanne 1 und der Außenbereich 12 über mehr als 180°, also den Durchmesser erstrecken. Sie ist mittels der Ausnehmungen 15 bzw. der Zapfen 8 an der Lagerpfanne 1 auch verdrehsicher gehalten.
Schließlich wird der in der Zeichnung nicht näher dargestellte Gelenkkopf in die Gleitpfanne 10 eingerenkt. Durch die Erstreckung der Innenfläche der Gleitpfanne 10 über mehr als 180° tritt auch dabei ein gewisser Schnappeffekt auf, der eine Reluxation des Gelenkkopfes erschwert.
Beim Einsetzen der Lagerpfanne in die anatomische Pfanne kommt es durch Einschnappen in diese zum ersten Schnappeffekt; beim Einsetzen der Gleitpfanne in die Lagerpfanne zum zweiten Schnappeffekt und beim Einsetzen des Prothesen-Gelenkkopfes zum dritten Schnappeffekt und damit zu einer formschlüssig unlösbaren Verbindung, wodurch eine sonst unter Umständen mögliche Luxation nicht mehr zu befürchten ist.
Damit ist sofort nach der Implantation ein sehr fester — primärer — Halt erreicht. Mit fortschreitender Zeit wächst mittels der Spondiosa-Plastik die Lagerpfanne 1 in den Hüftknochen ein und zwar nicht nur von außen, sondern wegen der Perforationen 5 und des Hohlraumes 20 auch von innen her. Dadurch ist ein sicherer sekundärer Halt gewährleistet, der etwaige Lockerungen der Spreizdübel aufzufangen vermag.
Ein weiterer Vorteil des einen Freiraum für die Köpfe der Schrauben bzw. Spreizdübel schaffenden Hohlraums 20 besteht darin, daß der Operateur die Schrauben nur soweit anziehen muß, wie er es im Hinblick auf die jeweilige Knochenbeschaffenheit für zulässig hält.
Soli nach vielen jähren die Gieitpfanne i0 ausgebaut werden, dann ist dies möglich, ohne daß die Lagerpfanne 1 entfernt wird. Es wird hierfür am Bund 14 ein entsprechendes Werkzeug angesetzt und die Gleitpfanne 1 herausgenommen. Anschließend läßt sich eine neue Gleitpfanne einschnappen.
Weitere Maßnahmen und Mittel können bei der Pfanne vorgenommen bzw. vorgesehen werden. So kann zusätzlich zu den drei Durchbrechungen eine vierte Durchbrechung für einen vierten Spreizdübel vorgesehen sein. Zur weiteren Verbesserung der Einwachsmöglichkeiten kann die Lagerpfanne 1 außen geriffelt sein. Die Durchbrechungen 4 müssen nicht auf einem Kreis angeordnet sein, dessen Ebene parallel zum Randbereich 3 liegt. Sie können auch auf einem Kreis angeordnet sein, dessen Ebene schräg zur Ebene des Randbereiches 3 liegt. Entsprechend wird dann der Polbereich 11 versetzt
Eine Verdrehsicherheit der Gleitpfanne 10 gegenüber der Lagerpfanne 1 kann auch dadurch erreicht werden, daß die Lagerpfanne 1 an ihrer Innenfläche und die Gleitpfanne 10 im Polbereich 11 bzw. im Außenbereich 12 mit Aufrauhungen versehen ist, die insbesondere bei Belastung ineinandergreifen. Der Ringrand 6, der Zapfen 8, die Ringnut 13 und die Ausnehmungen 15 können in diesem Falle entfallen.
Die beschriebene Pfanne kann entsprechend angepaßt auch bei anderen Körpergelenken verwendet werden.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Pfanne für eine Gelenkendoprothese, bei der zur haltenden Aufnahme eines Gelenkkopfes eine Kunststoff-Gleitpfanne mit glatter Innenoberfläche vorgesehen ist, welche an einem Ringrand in eine Lagerpfanne mit aufgerauhter Außenfläche formschlüssig eingesetzt ist, die wenigstens zwei Durchbrechungen für Befestigungselemente zum natürlichen Knochen aufweist, wobei die Gleitpfanne im zentralen Polbereich an der Lagerpfanne anliegt, die Durchbrechungen zwischen dem Ringrand und dem Polbereich liegen und in der Umgebung der Durchbrechungen zwischen der Gleitpfanne und der Lagerpfanne Hohlräume ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Lagerpfanne (!) aus Kunststoff besteht und im Bereich der Hohlräume (20) eine Mehrzahl von durchgehenden Perforationen (5) aufweist
2. Pfanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Hohlräume (20) von Nuten (22) in der Lagerpfanne (1) gebildet sind.
3. Pfanne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Hohlräume (20) ineinander übergehen und einen einzigen um den Polbereich (11) umlaufenden Hohlraum (20) bilden.
4. Pfanne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß der Hohlraum (20) von einem gegenüber der Innenfläche der Lagerpfanne (1) zurückspringenden Außenbereich (12) der Gleitpfanne (10) gebildet ist.
5. Pfanne nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt des Hohlraums (20) von dem Polbereich (11) zum Ringrand (6, 13) verengt und die Gleitpfanne (10) vor dem Ringrand (6,13) an der Lagerpfanne (1) anliegt.
6. Pfanne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der Lagerpfanne (1) und die Außenfläche (11,12) der Gleitpfanne (10) mit Aufrauhungen versehen sind.
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