DE3416471C2 - Auflage zur Erzeugung einer Oberflächenstruktur für metallene Verankerungselemente von Knochenimplantaten - Google Patents

Abstract

Zur Ausbildung einer Oberflächenstruktur sind Teile der Oberflächen (2) von metallenen Schäften (1) für Endoprothesen mit einer Auflage (4) versehen, die von einem wellenförmigen Blech gebildet werden. Durchbrüche (8) in den Flanken oder in den Wellenkämmen (6) gestatten ein Einwachsen von Gewebe oder ein Eindringen von Knochenzement in die von den Wellenzügen gebildeten Hohlräume. Die Befestigung der Auflage (4) auf der Schaftoberfläche (2) erfolgt beispielsweise über punktförmige metallurgische Verbindungen (5), z. B. über Schweißstellen. Eine Auflage (4) aus relativ dünnem Blech ermöglicht der Oberflächenstruktur beim Einsetzen der Prothese in den Knochen Unebenheiten der Wand des operativ ausgeräumten Knochenhohlraums elastisch nachzugeben und sich anschließend wieder an die Wand anzulegen, so daß die Kontaktfläche zwischen Knochen und Schaftoberfläche (2) nicht durch plastische Verformungen der Oberflächenstruktur verringert wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Auflage zur Erzeugung einer Oberflächenstruktur für metallene Verankerungselemente von Knochenimplantaten, die mindestens einen Teil der Oberfläche des Verankerungselementes bedeckt, über eine Anzahl Haftstel/en mit diesem verbunden ist, und aus einem dünnen Blech mit Durchbrüchen besteht.

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 metallen«¹ Verankerungselemente besteht eine bevorzugte Art einer solchen Oberflächenstruktur im — gegebensnfall^ teilweise in den Grundkörper versenkte — metallischen Auflagen in der Form von Lochplatten (EP-A-20 038 902) oder Drahtgeweben (GB-A-20 59 267). Die Verbindung der einzelnen Auflageteile untereinander und mit der Grundsubstanz wird dabei durch metallurgische — z. B. geschweißte oder gelötete — Verbindungen an einzelnen Haftstellen gewährleistet.

Aus dem DE-GM 76 19 986 ist ein metallener Prothesenschaft bekannt, bei dem ein mit Hohlräumen versehener Kern mit einem Metallgitter überzogen ist. In den Hohlräumen ist ein das Nachwachsen von Gewebe stimulierendes Material untergebracht. Die durch das Gitter gebildete Struktur kann weder Scherkräfte aufnehmen, die im wesentlichen parallel zur Oberfläche des Schaftes wirken, noch wird dadurch die dem anwachsenden Gewebe »zur Verfügung gestellte« Oberfläche vergrößert.

Bekanntlich ist die Operationsöffnung, in die die Verankerungselemente eingesetzt oder eingetrieben werden, im allgemeinen 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 ti lid nach dem Vorbcigleitcn an einer solchen Unregelmäßigkeit wieder nn die Wand anzulegen.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, für nicliillcnc Verankerungselemente eine Oberflächenstruktur mj schaffen, die den Unregelmäßigkeiten der Hohlraumwände in erheblichem Maße elastisch nachgibt, ohne daß dabei ins Gewicht fallende bleibende Verformungen entstehen, durch die die Kontaktfläche in der Endlage des Elementes unzulässig verringert ist.

Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß die Auflage wellenförmig ist und die Durchbrüche in deren Weilenflanken oder -bergen angeordnet sind.

Gegenüber geflochtenen Drähten oder Lochplattcn haben wellenförmig geformte, dünne Blechauflagen, besonders im Bereich ihrer Wellenberge und vor allem in Richtung quer zu den Welienkämmen. eine hohe clastisc.ie Verformbarkeit. Sie können daher Unebenheiten an den Wänden relativ leicht ausweichen. Darüber hinaus bietet die Wellenform einwachsendem Gewebe eine relativ große Kontaktfläche, wobei die Durchbrikhe 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 in Richtung der Längsachse des Verankerungselementes verlaufen, die Wellenzüge also senkrecht dazu angeordnet sind.

Wie für die Verankerungselemente sdbsi, können auch für die Auflagen aHe 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 Hüftgelenkprothesc;

Fig.2 ist in vergrößertem MaßMab ein Schnitt H-Il von F i g. 1;

F i g. 3 und 4 stellen in gleicher Darstellung wie F i g. 2 weitere Ausführungsbeispiele dar.

Bei dem in F i g. 1 skizzierten Schaft 1 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 Längsoder Blattseiten 2 mit ihren Flächennormalen im wesentlichen nach anterior bzw. posterior gerichtet und durch eine laterale und mediale Schmalseite zu dem Rechteckquerschnitt ergänzt.

Der gezeigte Schaft 1 trägt einen zapfenartigen Prothe^enhals 3, auf den der nicht dargestellte Gclenkkopf aufgesteckt ist.

Die Flächen der Blattseiten 2 sind teilweise mit einer Auflage 4 bedeckt, die eine Oberflächenstruktur der Blattseiten 2 bildet. Die Auflage 4 ist wellenförmig ausgebildet und durch punktförmige metallurgische Haftstellen 5. beispielsweise Schweiß-Stellen, mit den Außenflächen seiner Talsohlen an die Blattseite 2 angeheftet ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, das Anhaften der Auflage 4 auf der Oberfläche 2 durch Klcbc- 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 Wellenkämmc 6 bzw. Wellentäler 7 in Richtung der Achse des Schaftes 1, verlaufen. Die »Gesamtampliludc« des Wcllcnzugcs, d. h. die Höhe Il (Fig. 2)

?■ von Spitze zu Spitze, wird bei den üblichen Abmessun-

p gen von Endoprothesen vorzugsweise im Bereich von

U 1 —4 mm liegen.

!' Die Seiienflanken (F i g. 2) oder die Wellenkämme 6

^ (Fi g. 3 und 4) der Welienzüge der Auflagen 4 sind mit

I Durchbrochen 8 versehen, die beispielsweise aus Boh-

ί rungcn (Fig.2 und 4) bestehen oder durch partielles

jjj Abfräsen der Wellenkämme 6 (Fi g. 3) hergestellt wer-

i den. Die Durchbrüche 8 gestatten — je nach Art der

'. Verankerung des Schaftes ohne oder mit Knochenze-

Γ ment — ein Einwachsen von Knochengewebe oder Ein-

I; dringen von Knochenzement in das Innere der durch die

^; Welienzüge gebildeten Hohlräume.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

I

30

35

SO

55

«0

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Auflage zur Erzeugung einer Oberflächenstruktur für metallene Verankerungselemente von Knochenimplantaten, die mindestens einen Teil der Oberfläche des Verankerungselementes bedeckt, über eine Anzahl Haftstellen mit diesem verbunden ist, und aus einem dünnen Blech mit Durchbrüchen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage (4) wellenförmig ist und die Durchbrüche (8) in deren Wellenflanken oder -bergen angeordnet sind.

2. Auflage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenkämme (6) in Richtung der Längsachse des Verankerungselementes (1) verlaufen.