DE3416471A1

DE3416471A1 - Zur erzeugung einer oberflaechenstruktur bestimmte auflagen fuer metallene verankerungselemente von knochenimplantaten

Info

Publication number: DE3416471A1
Application number: DE19843416471
Authority: DE
Inventors: Otto Winterthur Frey
Original assignee: Sulzer AG; Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1983-06-24
Filing date: 1984-05-04
Publication date: 1985-01-10
Also published as: FR2548889B1; ATA151784A; CH658988A5; AT390730B; FR2548889A1; DE3416471C2

Description

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P. 5819/Wg/IS

Gebrüder Sulzer, Aktiengesellschaft, Winterthur/Schweiz

Zur Erzeugung einer Oberflächenstruktur bestimmte Auflagen für metallene Verankerungselemente von Knochenimplantaten

Die Erfindung betrifft zur Erzeugung einer Oberflächenstruktur bestimmte Auflagen für metallene Verankerungselemente von Knochenimplantaten, welche Auflagen mindestens einen Teil der Oberfläche des Verankerungselementes bedecken und mit dieser über eine Anzahl Haftstellen verbunden sind, wobei die Summe der Haftstellen eine Haftfestigkeit ergibt, die mindestens der Belastbarkeit des Knochens entspricht.

Um die Haftung eines Implantates in einem Knochen oder einem Knochenzementbett zu verbessern, ist es bekannt, die Oberfläche des Implantates mit einer Struktur zu versehen. Für metallene Verankerungselemente besteht eine bevorzugte Art einer solchen Oberflächenstruktur im - gegebenenfalls teilweise in den Grundkörper versenkte metallischen Auflagen in der Form von Lochplatten (EP-A-O 038 902) oder Drahtgeweben (GB-A-2059267). Die Verbindung der einzelnen Auflageteile untereinander und mit der Grundsubstanz wird dabei durch metallurgische - z.B. geschweisste oder gelötete - Verbindungen an einzelnen Haftstellen gewährleistet.

Bekanntlich ist die Operationsöffnung, in die die Verankerungselemente eingesetzt oder eingetrieben werden, im all-

gemeinen kein Hohlraum mit einer, an die Form des Verankerungselementes ideal angepassten geometrischen Form und glatten Wänden, sondern weist häufig örtliche unregelmässigkeiten, Kanten und Vorsprünge auf. Weiterhin muss bekanntlich für eine gute Verankerung zwischen Implantat und Wand des Knochens oder des Zementbettes eine möglichst grosse Kontaktfläche gegeben sein.

In der Praxis hat sich nun gezeigt, dass die beschriebenen bekannten Oberflächenstrukturen häufig eine zu geringe elastische Verformbarkeit besitzen, um sich örtlich beim Eintreiben weitgehend elastisch zu verformen und nach dem Vorbeigleiten an einer solchen Unregelmässigkeit wieder an die Wand anzulegen.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, für metallene Verankerungselemente eine Oberflächenstruktur zu schaffen, die den Unregelmässigkeiten der Hohlraumwände in erheblichem Masse elastisch nachgibt, ohne dass dabei ins Gewicht fallende bleibende Verformungen entstehen, durch die die die Kontaktfläche in der Endlage des Elementes unzulässig verringert ist.

Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, dass die Auflage aus dünnen, wellenförmigen Blechen besteht, in deren Wellenflanken oder -bergen Durchbrüche verteilt sind.

Gegenüber geflochtenen Drähten oder Lochplatten haben wellenförmig geformte, dünne Blche,besonders im Bereich ihrer Wellenberge, vor allem in Richtung quer zu den Wellenkämmen eine hohe elastische Verformbarkeit. Sie können daher Unebenheiten an den Wänden relativ leicht ausweichen. Darüberhinaus bietet die Wellenform einwachsendem Gewebe eine relativ grosse Kontaktfläche, wobei die

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Durchbrüche ein Einwachsen von Gewebe bzw. ein Eindringen von Knochenzement in die durch die Wellenform entstehenden Hohlräume ermöglichen.

Als zweckmässig hat es sich erwiesen, wenn die Wellenkämme mindestens im wesentlichen in Einsetzrichtung des Verankerungselementes verlaufen, die Wellenzüge also senkrecht dazu angeordndet sind.

Wie für die Verankerungselemente selbst, können auch für die Auflagen alle in der Implantat-Technik üblichen Metalle und Metall-Legierungen verwendet werden, sofern sie für die Blechfabrikation geeignet sind. Dabei ist es möglich, im individuellen Fall Verankerungselemente und Auflagen aus dem gleichen oder unterschiedlichen Werkstoffen herzustellen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Aufsicht auf das proximale Ende eines Schaftes einer Hüftgelenkprothese;
Fig. 2 ist in grösserem Massstab ein Schnitt II-II

von Fig. 1;

Fig. 3 und 4 stellen in gleicher Darstellung wie Fig. 2 weitere Ausführungsbeispiele dar.

Bei dem in Fig. 1 skizzierten Schaft handelt es sich um einen bekannten - siehe z.B. EP-Al-O 058 745 -, blattartigen Geradschaft, der in der Grundform seines Querschnitts ein relativ schmales Rechteck bildet. Bei in den Knochen eingesetzter Prothese sind seine Längs- oder Blattseiten 2 mit ihren Flächennormalen im wesentlichen nach anterior

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bzw. posterior gerichtet und durch eine laterale und mediale Schmalseite zu dem Rechteckquerschnitt ergänzt.

Der gezeigte Schaft 1 trägt einen zapfenartigen Prothesenhals 3, auf den der nicht dargestellte Gelenkkopf aufgesteckt ist.

Die Flächen der Blattseiten 2 sind teilweise mit einer Auflage 4 bedeckt, die eine Oberflächenstruktur der Blattseiten 2 bildet. Erfindungsgemäss besteht die Auflage 4 aus einem wellenförmig geformten Blech, das durch punktförmige metallurgische Verbindungen 5, beispielsweise Schweiss-Stellen, mit den Aussenflachen seiner Talsohlen an die Blattseite 2 angeheftet ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, das Anhaften der Auflage 4 auf der Oberfläche 2 durch Klebe- oder mechanische Verbindungen sicherzustellen.

Die Auflage 4 kann dabei unter Umständen teilweise in der Blattseite 2 versenkt sein (Fig. 3). Die Ausrichtung des gewellten Bleches erfolgt dabei mit Vorteil so, dass seine Kämme 6 bzw. Täler 7 in Einsetzrichtung der Prothese, also in Fig. 1 in Richtung der Achse des Schaftes 1, verlaufen. Die "Gesamtamplitude" des Wollcnzugos, d.h. die Höhe H (Fig. 2) von Spitze zu Spitze, wird bei den üblichen Abmessungen von Endoprothesen vorzugsweise im Bereich von 1-4 mm liegen.

Die Seitenflanken (Fig. 2) oder die Kämme 6 (Fig. 3 und 4) der Wellenzüge der Auflagen 4 sind mit Durchbrüchen 8 versehen, die beispielsweise aus Bohrungen (Fig. 2 und 4) bestehen oder durch partielles Abfräsen der Wellenkämme (Fig. 3) hergestellt werden. Die Durchbrüche 8 gestatten - je nach Art der Verankerung des Schaftes ohne oder mit

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Knochenzement - ein Einwachsen von Knochengewebe oder Eindringen von Knochenzement in das Innere der durch die Wellenzüge gebildeten Hohlräume.

Claims

Patentansprüche

\li Zur Erzeugung einer Oberflächenstruktur bestimmte Auflagen für metallene Verankerungslemente von Knochenimplantaten, welche Auflagen mindestens einen Teil der Oberfläche des Verankerungselementes bedecken und mit dieser über eine Anzahl Haftstellen verbunden sind, wobei die Summe der Haftstellen eine Haftfestigkeit ergibt, die mindestens der Belastbarkeit des Knochens entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (4) aus dünnen, wellenförmigen Blechen besteht, in deren Wellenflanken oder -bergen Durchbrüche (8) verteilt sind.
2. Auflage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenkämme (6) mindestens im wesentlichen in Einsetzrichtung des Verankerungselementes (1) verlaufen.