DE3443109C2

DE3443109C2 - Prothetisches Körperimplantat mit verbesserter Grenzfläche

Info

Publication number: DE3443109C2
Application number: DE3443109A
Authority: DE
Inventors: Larry S Matthews; Steven A Goldstein
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-11-28
Filing date: 1984-11-27
Publication date: 1997-11-20
Anticipated expiration: 2004-11-28
Also published as: CA1248702A; JPS60153113U; GB2150441A; DE3443109A1; GB2150441B; JPH0341694Y2; AU3598584A; AU570284B2; GB8429603D0; US4659331A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein prothetisches Körperimplantat und eine verbesserte Grenzfläche für daßelbe. Gegenwärtig wird der größte Teil der gesamten Gelenkkomponenten mit Methylmethacrylat-Knochenzement stabilisiert, der für die mechanische Verbindung zwischen dem zugehörigen Knochen und dem künstlichen Gelenk sorgt. Die meisten dieser Gesamtprothesen werden für Hüft- und Kniegelenke eingesetzt, wobei bei den einzelnen Ausführungsformen Kombinationen von Platten, Schäften und/oder Stiften Verwendung finden, um eine Befestigung zu erreichen. Da diese künstlichen Gelenke ohne Zement nur eine geringe oder überhaupt keine Eigenstabilität besitzen, werden üblicherweise beim Einsetzen des Gelenks überdimensionierte Löcher hergestellt und diese Löcher während der Implantation mit Zement verfüllt. Diese Implantationsverfahren, die Zement benötigen, weisen jedoch eine Reihe von Nachteilen auf:

1. Die häufigste Fehlerquelle bei derartigen Zementimplantationen ist das bösen und der damit verbundene nachfolgende Ausfall des Gelenkes. Obwohl der Grad des Lösens von der Ausführungsform und den chirurgischen Techniken abhängt, hat man generell festgestellt, daß dies den Hauptfaktor darstellt, der einen Langzeiterfolg des Implantates begrenzt.
2. Die mit derartigen Zementimplantationen verbundenen Hauptnachteile sind: Ein Lösen oder ein Bruch an der Grenzfläche Knochen-Zement oder Prothese-Zement;
Schwierigkeiten beim Entfernen des Zementes bei angegriffenen Patienten oder bei fehlerhaften Prothesen, die einer Erneuerung bedürfen; schlechte mechanische Eigenschaften des Methylmethacrylat-Zementes, da dieser durch Druck sehr gut, jedoch durch Torsion, Scherung und Zug nur schlecht belastbar ist; Anfälligkeit gegenüber Blut, Flüssigkeiten oder Luft, die im Zement eingefangen werden, so daß Spannungsspitzen entstehen und somit die Ermüdungsfestigkeit reduziert wird;
Schwierigkeiten beim Steuern des Eindringens des Zementes - obwohl die bisherigen Arbeiten gezeigt haben, daß durch ein Unterdrucksetzen des Zementes die Befestigung am Trabecularknochen verbessert wird, ist die Herstellung einer sauberen Trabecularknochenfläche kritisch und schwierig; die für den Zementeinsatz erforderliche vergrößerte Öffnung macht es erforderlich, einen beträchtlichen Anteil des Trabecularknochens zu opfern; und die physiologischen Auswirkungen des Methylmethacrylat-Zementes, bei dem es sich um ein hitzehärtendes Acrylharz handelt, sind noch so gut wie unbekannt.

Eine zweite Klasse von Prothesen kommt ohne zugehörigen Zement aus. Zu dieser Klasse zählen diverse Hemiarthroplastiken der Hüfte sowie die gesamte Tibialkomponente des Knies, die ein Polyäthylenteil mit zwei großen Stiften aufweist. Die Stifte werden in unterdimensionierte Löcher eingetrieben und weisen Rippen auf, die für eine stabile Befestigung des Implantates sorgen. Der Hauptnachteil dieser im Preßsitz angeordneten Ausführungsformen ist die Tatsache, daß sie große vorspringende Elemente, beispielsweise Schäfte oder Stifte, benötigen, die zu Spannungskonzentrationen in den einen und zu Spannungsentlastungen in den anderen Bereichen führen können. Eine in Abhängigkeit von diesen Spannungsverteilungen erfolgende Knochennachbildung kann zu Nachteilen bei der Reorientierung der Knochensubstanz und zu einem nachfolgenden Versagen des Knochens und des Implantates führen.

Eine weitere Klasse von Implantaten ist in neuerer Zeit entwickelt worden. Diese Implantate umfassen einen porösen Oberflächenüberzug, der aus einem porösen Metall, Polyäthylen oder keramischen Materialien besteht. Die Implantate werden als Hüft- und Kniegelenke sowie in Verbindung mit der Befestigung von Zähnen verwendet. Grundsätzlich besitzt diese Klasse eine ähnliche Form wie die der zementierten Implantate, mit der Ausnahme, daß ein poröses Material an der Grenzfläche verwendet wird. Obwohl diese porösen Implantate noch nicht über einen ausreichend langen Zeitraum eingesetzt worden sind, um eine gute statistische Auswertung zu ermöglichen, sind jedoch bereits diverse Nachteile augenscheinlich geworden:

1. Das Einwachsen des Knochens in die Oberfläche der Prothese tritt nur dann auf, wenn die Implantate extrem stabil und über 3 bis 8 Wochen befestigt sind. In Fällen, in denen eine Bewegung der Komponenten aufgetreten ist, kann sich eine fasrige Grenzschicht auf dem Knochen ausbilden und somit eine lose Komponente erzeugen. Wenn dies der Fall ist, ist die postoperative Bewegungsmöglichkeit des Patienten stark eingeschränkt.
2. Die gegenwärtig erhältlichen Prothesen benötigen eine extrem genaue Anfangspassung, so daß hierfür lästige und manchmal schwierige chirurgische Techniken erforderlich sind, um eine derartige Passung zu erhalten.
3. Die geometrischen Abmessungen der gegenwärtig erhältlichen Implantate bewirken keine Optimierung oder Maximierung der möglichen porösen Flächen, so daß auf diese Weise der Grad des Knocheneinwuchses auf einen begrenzten Bereich beschränkt ist, wodurch die Festigkeit der Bindung zwischen dem Implantat und dem zugehörigen Knochen reduziert wird.

Eine weitere Gruppe von Implantaten umfaßt Ausführungsformen, bei denen Schrauben oder Klammern Anwendung finden, um eine Fixierung zu bewirken. Ferner sind auch künstliche Bänder bzw. Sehnen hergestellt worden, die metallische Knocheneinsätze erhalten. Diese Implantate besitzen jedoch insofern Nachteile, als daß sie eine hohe Genauigkeit bei der Herstellung der Schraubenbohrungen oder Aufnahmeflächen für die Klammern erforderlich machen. Darüber hinaus können die Schrauben zu einem Reißen des Knochengewebes führen.

Zum Stand der Technik wird auf folgende Veröffentlichungen hingewiesen:

In der US-PS 2 910 978 ist eine Hüftgelenkpfanne mit einer Vielzahl von Verankerungsnägeln 19 beschrieben, die vom Außenboden der Schale 15 vorstehen. Die Nägel bilden eine einfache Preßpassung als einzige Einrichtung zum Halten der Pfanne in Position. Diese Vorrichtung unterscheidet sich vom Gegenstand der Erfindung in erster Linie dadurch, daß die Preßpassung nur auf temporärer Basis während des Knochenwachstums Anwendung findet. Ferner stellt die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Kontaktspannungsspektrum oder einen Gradienten zur Verfügung, um optimale Bedingungen für ein Einwachsen zu sichern. Diesen Kontaktspannungsgradient legt die Form, Größe und Anordnung von Vorsprüngen fest, welches Konzept nicht vom Gegenstand der Entgegenhaltung verwirklicht wird. Bei diesem bekannten Implantat sind nur einzelne nach gewissen Vorgaben über die gesamte Grenzfläche verteilte Vorsprünge vorhanden. Diese Vorsprünge dienen zum Fixieren der Hüftgelenkpfanne im Knochengewebe.

In der US-PS 3 683 421 ist eine prothetische Gelenkeinheit beschrieben, bei der die Knochenbefestigungspfanne mit einer Vielzahl von konischen Vorsprüngen 62 (Fig. 4) versehen ist, die dazu dienen, die Pfanne am zugehörigen Acrylzement besser zu befestigen. Der Gegenstand dieser Veröffentlichung unterscheidet sich von der erfindungsgemäßen Lehre dadurch, daß dort nichts über poröse Überzüge, Knocheneinwachsen, Kontaktspannungen oder eine permanente Fixierung beim Einwachsen ausgesagt ist.

Die US-PS 3 728 742 beschreibt eine Knie- oder Ellbogenprothese mit einer Knochenkontaktfläche, die mit Zähnen 32 versehen ist, welche zur festen Verankerung des zugehörigen Zementes beitragen. Wie aus Fig. 6 dieser Veröffentlichung hervorgeht, weisen diese Zähne in keiner Weise Berührungspunkte mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Oberfläche auf. Darüber hinaus ist in dieser Veröffentlichung nicht auf das Einwachsen von Knochengewebe eingegangen.

In der US-PS 3 808 606 ist eine Vielzahl von Ausführungsformen von Knochenimplantaten offenbart, bei denen eine poröse Außenfläche vorgesehen ist, um ein Einwachsen des Knochens für eine sichere Fixierung zu ermöglichen. Die poröse Außenfläche kann aus rostfreiem Stahl, Titan oder Titanlegierungen bestehen, die als Pulver aufgebracht und danach gesintert werden können, falls dies gewünscht wird. Hierbei wird die Pfanne nicht durch die relativ kleinen Oberflächen der wenigen Vorsprünge 30 gehalten, sondern vielmehr durch den Verankerungssteg 22. Da dieser Verankerungssteg rotationssymmetrisch ausgebildet ist, die Pfanne aber nicht um die Rotationsachse des Verankerungssteges drehbar sein darf, wird die Drehbarkeit bei der bekannten Pfanne durch die Verwendung einiger weniger parallel zur Rotationsachse angeordneter Vorsprünge verhindert. Die Vorsprünge 30 dienen also nicht zur Vergrößerung der Oberfläche, sondern ausschließlich zum Vermeiden der Drehung um die Rotationsachse des Verankerungssteges. Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich vom Gegenstand dieser Veröffentlichung durch die folgenden Punkte: (1) Die Veröffentlichung des Standes der Technik beschreibt keine konischen Vorsprünge wie die Erfindung; (2) es wird dort keine spezielle Ausführungsform für Kontaktspannungen an den zugehörigen Knochen erläutert; (3) zwar wird die Anwendung einer Preßpassung vor der Fixierung für das Einwachsen beschrieben, jedoch wird dies in anderer Weise verwirklicht als beim Gegenstand der Erfindung; und (4) es wird nicht für eine optimale Grenzfläche zwischen Prothese und dem zugehörigen Knochen Sorge getragen.

Die US-PS 3 869 731 offenbart ein Tibialimplantat, das konzentrische Ringe aufweist, die in den Tibialknochen eingreifen. Diese Veröffentlichung enthält keinerlei Hinweise auf ein Einwachsen oder auf einen porösen Überzug zur Erleichterung des Knocheneinwachsens. Die in Fig. 7 gezeigten konzentrischen Ringe sind sowohl in bezug auf ihren Aufbau als auch in bezug auf ihre Lösung nicht mit den Lehren der Erfindung zu vergleichen.

Die US-PS 4 021 864 beschreibt eine Fußprothese mit einem Tibialelement, das mit pyramidenstumpfförmigen Zähnen 20 versehen ist, wie in den Fig. 6 und 7 gezeigt, die in Verbindung mit einem geeigneten Knochenzement die Halterung im Knochen verbessern. Offensichtlich ist in dieser Veröffentlichung kein Konzept zur Verwendung einer porösen prothetischen Fläche zur Erleichterung des Knocheneinwachsens beschrieben. Ferner sind keine Hinweise auf die erfindungsgemäße Lehre enthalten.

In der US-PS 4 166 292 ist ein verstärktes künstliches Gelenk beschrieben, das vorzugsweise aus Graphit mit einem pyrolytischen Karbonüberzug besteht. Die Prothese umfaßt Rippen 24 mit dreieckförmigen Querschnitt, die zur Verbesserung der permanenten Fixierung der Prothese vorgesehen sind. Durch die Verwendung des Graphitsubstrates soll in erster Linie ein Konzept zum Absorbieren von Stoßbelastungen verwirklicht bzw. der Elastizitätsmodul der Prothese bzw. deren Steifigkeit an den bzw. die des Knochens angepaßt werden. Dieses Konzept ist in keiner Weise mit der erfindungsgemäß offenbarten Lehre einer Fixierung durch Knocheneinwachsen und ein Spektrum von Kontaktspannungen vergleichbar.

Die US-PS 4 231 120 offenbart eine endoprothetische orthopädische Vorrichtung, die mittels eines länglichen Schaftes mit ringförmigen oder schraubenförmigen rippenähnlichen Elementen, die sich vom Schaft radial nach außen erstrecken, befestigt wird. Diese Vorrichtung wird in eine geringfügig unterdimensionierte Ausnehmung im Knochen eingesetzt, wobei die Rippen für eine Fixierung sorgen. In dieser Veröffentlichung wird keine Verwendung eines porös beschichteten Metalles beschrieben. Ein Einwachsen in 100-400 µm große Poren wird nicht erläutert. Die Prothesenkomponente besteht aus Polyäthylen, und bei der in dieser Veröffentlichung beschriebenen Befestigungstechnik wird von der Verformung dieses langen Polyäthylenstiftes Gebrauch gemacht.

Die US-PS 4 309 777 beschreibt eine künstliche intervertebrale Scheibe, die auf ihrer oberen und unteren Fläche Nägel 18 und 22 aufweist, um einen Eingriff mit dem entsprechenden Wirbel herzustellen. Innerhalb der Vorrichtung angeordnete Federn 16 stellen die zum Einführen der Nägel in den Wirbel erforderliche Kraft zur Verfügung. Die in dieser Veröffentlichung beschriebenen Vorsprünge sind daher nicht mit irgendeinem porösen Material beschichtet, und zur Befestigung im entsprechenden Wirbel wird nur von einer Preßpassung Gebrauch gemacht.

In der US-PS 4 355 429 ist eine Gleitprothese für das Kniegelenk offenbart, die ohne Zement befestigt wird. Verankerungsstifte 21 und 22 sind einstückig ausgebildet und besitzen ein einer Knochenschraube ähnliches Profil. Diese Stifte werden in geringfügig unterdimensionierte Löcher eingesetzt, welche in den Knochen gebohrt sind. Falls gewünscht, kann die Kontaktfläche mit einem Überzug von bioaktiven Partikeln beschichtet werden. Die in dieser Veröffentlichung beschriebene Prothese besteht aus Karbonfaser, verstärktem Kunststoff oder Aluminiumoxidkeramik, die mit bioaktiven Partikeln beschichtet sind. Eine Beschichtung der mit dem Knochen in Kontakt tretenden Flächen der Prothese mit einem porösen Überzugsmaterial ist hier nicht beschrieben. Ferner geht aus dieser Veröffentlichung auch keine spezielle Ausbildung für ein Spektrum von Kontaktspannungen hervor. Es ist auch keine Sequenz von Preßsitzen beschrieben, die für eine dauerhafte Fixierung beim Einwachsen sorgt.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein prothetisches Körper implantat mit einer verbesserten Grenzfläche zu schaffen, die in Verbindung mit beliebigen implantierbaren Komponenten Verwendung finden kann, die eine lang andauernde stabile Fixierung an Knochenmaterial erforderlich machen.

Die Erfindung bezweckt ferner die Schaffung eines prothetischen Körper implantats mit einer verbesserten Grenzfläche, die eine Vielzahl von im wesentlichen konischen Vorsprüngen aufweist, die dazu dienen, den Bereich der Grenzfläche zwischen der Prothese und dem Knochenmaterial zu erhöhen.

Erfindungsgemäß soll ein Körperimplantat zur Verfügung gestellt werden, das eine poröse Fläche umfaßt, um das Knocheneinwachsen zu erleichtern und dadurch die Halterung des Implantates zu verbessern.

Die poröse Fläche soll durch Beschichten einer Basis hergestellt werden.

Darüber hinaus soll durch die vorliegende Erfindung ein prothetisches Körperimplantat mit verbesserter Grenzfläche geschaffen werden, wobei die Grenzfläche sowohl eine Preßpassung als auch das Einwachsen von Knochenmaterial ermöglicht.

Die Erfindung bezweckt ferner die Schaffung einer in Verbindung mit Implantaten verwendbaren Grenzfläche, die den Trabecularknochen, in den das Implantat eingesetzt wird, mit einem Spektrum, einer Abstufung, einem Muster oder einem Gradienten von Kontaktspannungen versieht, um auf diese Weise zu ermöglichen, daß sich das Knochengewebe den Bereich an der Grenzfläche auswählt, der das optimale Spannungsniveau besitzt, wobei das Knochengewebe in diesen Bereichen einwächst und im Verlauf der Zeit eine Verfestigung herbei führt.

Mit der vorliegenden Erfindung können die mit den Vorrichtungen des Standes der Technik verbundenen Nachteile ausgeschaltet werden. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß bei dem prothetischen Körperimplantat

a) mindestens ein Abschnitt der Grenzfläche eine Vielzahl von im wesentlichen konischen Vorsprüngen (35, 69, 153) aufweist, die sich von der Fläche nach außen erstrecken;
b) die Vorsprünge (35, 69, 153) in enger Nachbarschaft zueinander angeordnet sind;
c) mindestens Abschnitte der Grenzfläche und der Vorsprünge (35, 69, 153) eine poröse Außenfläche besitzen; und
d) das Knochengewebe in die Poren der porösen Außenfläche einwachsen kann, um zur Halterung des Implantates in einer fixierten Position beizutragen.

Die erfindungsgemäße Merkmalskombination wird nachfolgend näher beschrieben:

(A) Die Grenzfläche der erfindungsgemäß ausgebildeten Prothese besteht aus einer Vielzahl von modifizierten konischen Vorsprüngen, die in enger Nachbarschaft zueinander, angeordnet sind und im wesentlichen parallele Längsachsen aufweisen. Die konischen Vorsprünge können entweder ein konvexes, ein konkaves oder ein gerades Profil aufweisen, und deren Abmessungen können je nach dem speziellen Anwendungszweck variiert werden. Allgemein gesagt sollte die Axiallänge der konischen Vorsprünge größer sein als der Durchmesser ihrer Basisabschnitte. Dadurch erhält die gesamte Grenzfläche der Prothese eine nagelbettähnliche Erscheinungsform.
(B) Die gesamte Grenzfläche der Prothese einschließlich der konischen Vorsprünge und der Bereich zwischen den konischen Vorsprüngen ist mit einem porösen Material beschichtet, bzw. besteht aus einem solchen Material, wobei die Poren in spezieller Weise ausgewählt sind, um das Einwachsen von Knochengewebe zu optimieren. Durch diese Kombination aus der Vielzahl der konischen Vorsprünge und der porösen Fläche wird nicht nur die sofortige Stabilität der Prothese erleichtert, sondern auch das Einwachsen in die Poren optimiert, da eine beträchtlich größere Kontaktfläche als bisher bekannt zur Verfügung gestellt wird.
(C) Die Stabilität der Grenzfläche der Prothese ist sowohl auf ihre geometrischen Abmessungen als auch deren spezielle Einsatztechnik zurückzuführen. Diesbezüglich umfaßt ein Aspekt der Erfindung den Einsatz eines Führungselementes, das konische Vorsprünge umfaßt, die den konischen Vorsprüngen des Implantates entsprechen, jedoch geringfügig kleiner sind als diese. Das Führungselement wird über ein geeignetes Werkzeug in den Knochen eingeschlagen, um auf diese Weise geringfügig unterdimensionierte konische Vertiefungen zu erhalten. Wenn das Implantat dann eingebracht wird, werden die entsprechenden konischen Vorsprünge unter Druck in die entsprechenden unterdimensionierten konischen Ausnehmungen eingesetzt. Die auf diese Weise erzeugte Preßpassung sorgt für eine sofortige Stabilität.
(D) In Fällen, in denen Bereiche von sklerotischem harten Knochenmaterial an der Knochengrenzfläche vorhanden sind, so daß der Einsatz des Führungselementes verhindert wird, kann eine modifizierte Bohrerführung Anwendung finden, bei der an Stelle von unterdimensionierten konischen Vorsprüngen Bohrlochführungen Verwendung finden, die den vorgesehenen Stellen für die konischen Vorsprünge des Implantates entsprechen. Wenn diese Bohrlochführung verwendet wird, können geringfügig unterdimensionierte Bohrlöcher durch sie hindurch und in die Knochengrenzfläche geführt werden, so daß das Implantat auf die Fläche gepreßt und über eine geeignete Preßpassung an dieser befestigt werden kann.

Die erfindungsgemäß ausgebildete prothetische Grenzfläche bringt gegenüber dem Stand der Technik eine Reihe von signifikanten Vorteilen mit sich:

(1) Die Fläche sorgt für eine sofortige Stabilität vom Zeitpunkt der Implantation an, wodurch das Einwachsen des Knochens gefördert wird.
(2) Über die konischen Vorsprünge sorgt die Grenzfläche für eine große Kontaktfläche, so daß das Knocheneinwachsen optimiert wird und Spannungen gleichmäßig über den gesamten Bereich verteilt werden.
(3) Für die Grenzfläche wird kein Zement benötigt, so daß daher sämtliche Nachteile des Einsatzes von Methylmethacrylat-Zement mit den erforderlichen hohen Aushärtetemperaturen vermieden werden können, wodurch übermäßige Knochenbelastungen während des Aushärtens verhindert werden können und ein Implantat mit längerer Lebensdauer zur Verfügung gestellt werden kann.
(4) Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Oberflächenform sorgt für ein Spektrum, eine Abstufung, ein Muster oder einen Gradienten von Kontaktspannungen des Trabecularknochens des Patienten, durch das das Einwachsen des Knochens optimiert und Spannungen gefördert werden, die eine Verfestigung des stützenden Trabecularknochens bewirken. Wie vorstehend erläutert, bildet die Spitze eines jeden Kegels einen sehr kleinen Flächenbereich, so daß selbst bei geringen angreifenden Kräften die Kontaktspannungen (Kraft pro Flächeneinheit) in diesem Bereich sehr groß sind. Die Basis der Kegel und der Bereich zwischen den Kegeln besitzen eine große Fläche, so daß bei angreifenden Kräften, die den vorstehend beschriebenen geringen Kräften vergleichbar sind, die Kontaktspannungen in diesem Bereich vergleichsweise gering sind. Knochenmaterial kann keine übermäßig hohen Kontaktspannungen aushalten und neigt bei übermäßig geringen Kontaktspannungen zur Zurückbildung bzw. Atrophie. Durch die Ausbildung eines Kontaktspannungsgradienten wird sichergestellt, daß sich ein beträchtlicher Anteil der Arbeitsfläche des Implantates auf dem optimalen Spannungsniveau befindet. In diesem Fall sucht sich das Knochengewebe den Bereich der kegelförmigen Vorsprünge heraus, der das wünschenswerteste Spannungsniveau besitzt, und wächst dort ein und verfestigt sich mit der Zeit, während es in anderen Bereichen des Implantates in einem etwas geringeren Ausmaß einwächst. Das vorstehend beschriebene Konzept findet bei sämtlichen erfindungsgemäß ausgebildeten Implantatkomponenten Verwendung.
(5) Das Verfahren zur Implantation einer die erfindungsgemäß ausgebildete Fläche aufweisenden Prothese wird vereinfacht, wodurch die Wahrscheinlichkeit von technischen Fehlern und die erforderliche Operationszeit reduziert werden kann.
(6) Da die prothetische Grenzfläche in erster Linie für zementfreie Implantate vorgesehen ist, wird die Oberflächenherstellung vereinfacht.
(7) In Verbindung mit (6) muß aufgrund des Fehlens von Zement nur ein geringer Teil des Trabecularknochens geopfert werden, als sonst erforderlich wäre, um eine Ausnehmung für den Zement zu schaffen.

Die erfindungsgemäße Lehre kann diverse Modifikationen aufweisen, ohne hierdurch den Schutzumfang zu verlassen. Beispielsweise kann die Größe der konischen Vorsprünge sowie deren Profil, unabhängig davon, ob die Vorsprünge gerade, konkav oder andersartig ausgebildet sind, geändert werden, um deren Einbau oder deren Stabilität zu optimieren. Darüber hinaus kann die prothetische Grenzfläche durch irgendeine bekannte Technik porös gemacht werden, beispielsweise durch Sintern, Fasereinbau, keramische Beschichtung, Mikroporenaufstäuben oder irgendein anderes Verfahren. Falls gewünscht, kann die prothetische Grenzfläche auch bei Anwendungsfällen eingesetzt werden, bei denen teilweise oder vollständig mit Zement gearbeitet wird. Obwohl die Erfindung in erster Linie auf zementfreie Anwendungsfälle gerichtet ist, kann sich die Erfindung auch auf solche Anwendungsfälle beziehen. Ferner kann die erfindungsgemäß ausgebildete prothetische Grenzfläche auch für die Implantation von Sehnen, Bändern und Zähnen Verwendung finden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer gesamten Knieprothese einschließlich der Femoralkomponente, Tibialkomponente und Patellarkomponente, die jeweils erfindungsgemäß ausgebildet sind;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht in Richtung der hinteren Condylarfläche einer erfindungsgemäß ausgebildeten Femoralkomponente;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht in Richtung des Patellar-Femoral-Flansches der in Fig. 2 gezeigten Femoralkomponente;

Fig. 4 eine Seitenansicht der Femoralkomponente der Fig. 3 und 4;

Fig. 5 einen Schnitt entlang Linie 5-5 in Fig. 3;

Fig. 6 eine perspektivische Nahansicht von einer der Rippen der in den Fig. 3-5 gezeigten Femoralkomponente;

Fig. 7 eine Vorderansicht der in Fig. 1 gezeigten Tibialkomponente;

Fig. 8 eine Unteransicht der in Fig. 1 gezeigten Tibialkomponente;

Fig. 9 einen einzelnen im wesentlichen konischen Stift, der bei einer Ausführungsform der Erfindung Verwendung findet;

Fig. 10 eine Seitenansicht eines Führungselementes, das dazu dient, vor dem Einsetzen der in den Fig. 1, 7 und 8 gezeigten Tibialkomponente Führungslöcher herzustellen;

Fig. 11 eine Unteransicht des in Fig. 10 gezeigten Tibialführungselementes;

Fig. 12 einen Stift, der in Verbindung mit dem Tibialführungselement der Fig. 10 und 11 Verwendung findet;

Fig. 13 eine Draufsicht auf eine Bohrerführung, die in Verbindung mit der in den Fig. 1, 7 und 8 gezeigten Tibialkomponente in Fällen Verwendung findet, in denen das Knochenmaterial eine solche Härte besitzt, daß das in den Fig. 10-12 gezeigte Tibialführungselement nicht verwendet werden kann;

Fig. 14 einen Schnitt entlang Linie 14-14 in Fig. 13;

Fig. 15 eine perspektivische Ansicht der vorliegenden Erfindung, wenn diese in Verbindung mit einer Acetabularkomponente Verwendung findet; und

Fig. 16 einen Schnitt entlang Linie 16-16 in Fig. 15.

Fig. 1 zeigt eine Prothese des gesamten Knies einschließlich einer Patellarkomponente 10, einer Femoralkomponete 20 und einer Tibialkomponente 60. In Verbindung mit den Fig. 2-6 werden Einzelheiten der Femoralkomponente beschrieben. Es versteht sich jedoch, daß diese Einzelheiten der Erfindung auch bei irgendeinem anderen Körperimplantat Anwendung finden können. Die Femoralkomponente 20 umfaßt einen Patellar-Femoral-Flansch 21 und vertikale Condylar-Verlängerungen 23. Im Inneren der Komponente ist eine ebene Fläche 25 vorgesehen, die über eine winklig angeordnete Innenfläche 27 mit der im wesentlichen ebenen Innenfläche 29 des Patellar-Femoral-Flansches 21 verbunden ist. Auf der anderen Seite der Fläche 25 umfaßt jeder der vertikalen Condylarverlängerungen eine winklig angeordnete Fläche 31 und eine weitere Fläche 33, die im wesentlichen parallel zu der vorstehend erwähnten Fläche 29 am Patellar-Femoral-Flansch 21 verläuft. Wie insbesondere aus den Fig. 2, 3 und 4 hervorgeht, sind die Flächen 25, 27 und 31 jeweils mit einer Vielzahl von konischen Vorsprüngen 35 bedeckt. Wie Fig. 4 am besten zeigt, erstrecken sich die konischen Vorsprünge 35 auf der Fläche 25 direkt nach oben, wobei jeder konischer Vorsprung 35 eine mittlere Achse 37 aufweist, die im wesentlichen parallel zu den Achsen 37 aller anderen konischen Vorsprünge 35 verläuft. Wie ferner am besten in Fig. 4 gezeigt ist, umfassen die Vorsprünge 35 auf den entsprechenden Flächen 27 und 31 Achsen 37, die im wesentlichen parallel zu den Achsen 37 aller vorstehend erwähnten konischen Vorsprünge 35 verlaufen. Um die Achsen 37 der konischen Vorsprünge 35, die auf den Flächen 27 und 31 vorgesehen sind, parallel zu den Achsen 37 der konischen Vorsprünge auf der Fläche 25 zu halten, sind die Vorsprünge 35 auf den geneigten Flächen 27 und 31 zumindest teilweise in die entsprechenden Flächen 27 und 31 eingebettet. Während die konischen Vorsprünge 35 auf der Fläche 25 Seitenwandabschnitte 39 und 41 von im wesentlichen gleicher Länge aufweisen, umfassen die konischen Vorsprünge 35 auf der winklig angeordneten Fläche 27 Flächen 39′ und 41′, die sich in ihrer Länge unterscheiden. In ähnlicher Weise umfassen auch die konischen Vorsprünge 35 auf der winklig angeordneten Fläche 31 Flächen 39′′ und 41′′ unterschiedlicher Längen. Durch diese Ausbildung können die Achsen 37 sämtlicher konischer Vorsprünge 35 im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.

Es wurde festgestellt, daß die Flächen 29 und 33 des entsprechenden Patellar-Femoral-Flansches und der vertikalen Condylarverlängerungen ebenfalls Oberflächenvorsprünge aufweisen sollen, um die Halterung der Femoralkomponente am Ende des Femur zu verbessern. Da jedoch die Fläche 29 und 33 im wesentlichen parallel zu der Richtung verlaufen, in der die Komponente in ihre eingebaute Stellung gepreßt wird, können auf den Flächen 29 und 33 keine im wesentlichen konischen Vorsprünge Verwendung finden. Statt dessen werden für diese Flächen Rippen 43 verwendet. Fig. 6 zeigt eine einzelne Rippe 43, die von einer Fläche, beispielsweise der Fläche 33, vorsteht, von der ein kleiner Teil in Fig. 6 gezeigt ist, die Rippe 43 umfaßt einen im wesentlichen dreieckförmigen Basisabschnitt 45, der von zwei Seiten 47 der Rippe und der Stirnseite der Fläche 33 gebildet wird. Der oberste Abschnitt der Rippe 43 wird durch einen im wesentlichen spitz zulaufenden Bereich 49 gebildet, der über im wesentlichen dreieckförmige Fläche 51 mit den Flächen 47 der Basis 45 in Verbindung steht. Die dreieckförmigen Flächen 51 laufen in einer linearen Schnittstelle 53 zusammen, die die Punkte 48 und 49 miteinander verbindet. Da der Punkt 48 im Abstand von der Fläche 33 angeordnet ist und sich der Punkt 49 auf der Fläche 33 befindet, ist der lineare Abschnitt 53 keilförmig ausgebildet und übt eine Keilwirkung auf die Knochenoberfläche aus, wenn die Femoralkomponente 20 auf dieser installiert wird. Wie hiernach weiter erläutert wird, wird die Femoralkomponente 20 am Ende des Femurknochens dadurch angeordnet, daß sie mit einer Linearbewegung auf diesen gepreßt wird. Vor der Anbringung der Femoralkomponente 20 auf dem Femur wird das Ende des Femurs für eine solche Installation vorbereitet, indem Führungslöcher geformt werden, die dazu dienen, einen Preßsitz mit den konischen Vorsprüngen 35 zu erzeugen, und indem Führungsausnehmungen geformt werden, die dazu dienen, einen Preßsitz mit den Rippen 43 zu bewirken. Das Verfahren zur Herstellung von derartigen Löchern und Ausnehmungen wird nachfolgend in Verbindung mit der speziellen Erläuterung der Tibialkomponente 60 beschrieben. Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch den Patellar-Femoral-Flansch 21 sowie einen Schnitt durch die Rippen 43. Wie in Fig. 5 gezeigt, bilden die Flächen 51 und der lineare Abschnitt 53 zusammen mit der Oberfläche 33 im wesentlichen ein Dreieck, dessen Größe abnimmt, wenn man sich nach oben in Richtung auf die Spitze 49 bewegt, wie insbesondere aus Fig. 6 hervorgeht.

In Verbindung mit den Fig. 1 und 7-14 werden nunmehr Einzelheiten der Tibialkomponente 60 sowie des Verfahrens zu deren Einbau beschrieben. Wie aus den Fig. 7 und 8 hervorgeht, umfaßt die Tibialkomponente 60 eine Deckfläche 61, die als Lagerfläche für die Außenfläche der Femoralkomponente 20 ausgebildet ist, und eine Bodenfläche 63. Wie Fig. 8 am besten zeigt, ist die Tibialkomponente 60 etwa U-förmig ausgebildet und besitzt Schenkel 65, die über einen Verbindungsabschnitt 67 miteinander verbunden sind. Die Bodenfläche 63 umfaßt eine große Zahl von im wesentlichen konischen Vorsprüngen 69, von denen jeder eine Achse 71 besitzt, wobei sich die Achsen 71 der Vorsprünge im wesentlichen parallel zueinander erstrecken. Durch die parallele Anordnung der Achsen 71 kann die Tibialkomponente auf einer Knochenfläche des Tibia angebracht werden, indem man die im wesentlichen konischen Vorsprünge 69 in vorgeformte, im wesentlichen konische Löcher in der Knochenoberfläche, die geringfügig kleiner sind als die im wesentlichen konischen Vorsprünge 69, in linearer Richtung preßt, um einen Preßsitz herzustellen. Die konischen Vorsprünge 69 der Tibialkomponente 60, die im wesentlichen konischen Vorsprünge 35 und Rippen 43 der Femoralkomponente 20 und sämtliche anderen im wesentlichen konischen Vorsprünge und/oder Rippen, die erfindungsgemäß vorgeschlagen werden, besitzen auf ihrer Oberfläche ein poröses Material, das so ausgebildet ist, daß dadurch das Einwachsen des Knochens verbessert und hierdurch die Halterung der entsprechenden prothetischen Komponente in ihren montierten Ausgangsstellungen unterstützt wird. Diese Oberflächen können durch irgendeine gewünschte Technik porös gemacht werden, beispielsweise durch Sintern, Fasereinbau, keramische Beschichtung, Mikroporenaufstäuben etc. Darüber hinaus können die im wesentlichen konischen Vorsprünge und/oder Rippen auch vollständig aus einem Material hergestellt sein, das eine poröse Natur besitzt.

Falls gewünscht, kann die in den Fig. 7 und 8 gezeigte Tibialkomponente 60 aus einem einzigen geschmiedeten oder geformten Stück bestehen, wobei die Vorsprünge 69 einstückig mit dem Formstück bzw. Gießstück ausgebildet sind. Alternativ dazu können in Fällen, in denen konische Vorsprünge 69 einer abweichenden Form für andere Situationen erforderlich sind, die Vorsprünge als separate Elemente ausgebildet sein, die in Löcher (nicht gezeigt) im Boden 63 der Tibialkomponente 60 eingesetzt werden können. Diesbezüglich wird auf Fig. 9 verwiesen, die einen typischen, im wesentlichen konischen Vorsprung 69 zeigt. Wie aus Fig. 9 hervorgeht, umfaßt der Vorsprung 69 die vorstehend beschriebene Achse 71 und ist als einstückiges Teil eines Basisabschnittes 73 ausgebildet. Der Basisabschnitt 73 weist eine im wesentlichen zylindrische Wand 75 und eine ebene Wand 79 auf, die über eine im wesentlichen konische Wand 77 mit dieser verbunden ist. Der im wesentlichen konische Vorsprung 69 steht von einer im wesentlichen ebenen Fläche 81 vor und umfaßt einen ringförmigen abgerundeten Abschnitt 83, der von der Fläche 81 ausgeht und in eine konische Fläche 85 übergeht, die in einem abgerundeten, im wesentlichen halbkugelförmigen Spitzenabschnitt 87 ausläuft. Die in der Fläche 63 der Tibialkomponente 60 ausgebildeten Löcher sind im Durchmesser geringfügig kleiner als der Basisabschnitt 73 des Vorsprungs 69, so daß der Vorsprung 69 in diese Öffnung (nicht gezeigt) im Preßsitz eingesetzt werden kann. Wie Fig. 9 zeigt, ist die von den Abschnitten 83, 85 und 87 des im wesentlichen konischen Vorsprunges 69 gebildete Fläche porös, um auf diese Weise das Einwachsen von Knochengewebe zu verbessern, wie vorstehend erläutert.

In den Fig. 10, 11 und 12 ist ein Führungselement 100 gezeigt, das dazu verwendet werden kann, um die Führungslöcher im Knochengewebe herzustellen, die erforderlich sind, um ein Einsetzen der im wesentlichen konischen Vorsprünge 69 der Tibialkomponente 60 zu ermöglichen. Das Führungselement 100 umfaßt eine Bodenfläche 101, eine Deckfläche 103 und ein pfostenähnliches Element 105, das sich von der Deckfläche 103 nach außen erstreckt. Das pfostenähnliche Element 105 ist so angeordnet, daß das Führungselement 100 an einer geeigneten Vorrichtung befestigt werden kann, mittels der das Element 100 gegen das gewünschte Knochengewebe geschlagen werden kann, um die Führungslöcher für die im wesentlichen konischen Vorsprünge 69 der Tibialkomponente 60 zu erzeugen. Wie am besten in Fig. 10 gezeigt, umfaßt die Bodenfläche 101 eine Vielzahl von Stiften 107 mit geringfügigen kleineren Abmessungen als die Vorsprünge 69 der Tibialkomponente 60 aufweisen, so daß die Vorsprünge 69 mit den von den Stiften 107 gebildeten Löchern eine Preßpassung erzeugen. Wie am besten in Fig. 11 gezeigt ist, besitzt die Bodenfläche 101 im wesentlichen die gleiche Form wie die Bodenfläche 63 der Tibialkomponente 60. Diese Bodenfläche 101 umfaßt Schenkelabschnitte 109, die über einen Verbindungsabschnitt 111 miteinander verbunden sind. Das Element 105 kann irgendeinen Querschnitt besitzen, der den Anschluß des Elementes an ein geeignetes Schlagwerkzeug ermöglicht, beispielsweise rund, quadratisch, sechseckig, etc. ausgebildet sein. Die Stifte 107 können einstückig mit dem Führungselement 100 ausgebildet sein, oder alternativ dazu als getrennte Stifte ausgebildet sein, die in Löcher (nicht gezeigt) in der Fläche 101 des Elementes 100 eingesetzt werden können. Diesbezüglich wird auf Fig. 12 verwiesen, die einen typischen Stift 107 zeigt. Der Stift 107 umfaßt einen Basisabschnitt 113, der eine im wesentlichen zylindrische Außenfläche 115 umfaßt, die über eine im wesentlichen konische Fläche 117 mit einer ebenen Bodenfläche 119 verbunden ist. Der Basisabschnitt 113 umfaßt eine Deckfläche 121, die an einem ringförmigen abgerundeten Abschnitt 123 in den Vorsprung übergeht. Der vorstehend beschriebene Aufbau entspricht im wesentlichen dem des Basisabschnittes 73 des vorstehend beschriebenen konischen Vorsprunges 69. Der ringförmige abgerundete Abschnitt 123 geht in einen im wesentlichen konischen Abschnitt 125 des Stiftes 107 über und besitzt im wesentlichen den gleichen Winkel wie der vorstehend beschriebene konische Vorsprung 69. Der Abschnitt 125 endet in einer scharfen Spitze 127 im Gegensatz zu dem angerundeten Ende 87 des konischen Vorsprungs 69. Dieses zugespitzte Ende 127 macht es möglich, daß der Stift 107 eine Öffnung einer entsprechenden Form im Knochengewebe herstellen kann, wenn er über eine geeignete Vorrichtung (nicht gezeigt) in dieses eingeschlagen wird, wobei der Winkel der Fläche 125 dem Winkel der Fläche 85 des konischen Vorsprunges 69 entspricht, so daß der Vorsprung 69 im Preßsitz in das vom Stift 107 hergestellte Loch eingepaßt werden kann, wobei die Pressung anwächst, wenn die Vorsprünge 69 weiter und weiter in die vom Stift 107 erzeugten Löcher gedrückt werden. Das in Verbindung mit dem Führungselement 100, das speziell dazu dient, Führungslöcher zur Aufnahme der Vorsprünge einer Tibialkomponente 60 herzustellen, beschriebene Konzept kann natürlich auch bei einem Führungselement Anwendung finden, das für irgendeine andere implantierbare Prothesenkomponente geeignet ist, beispielsweise eine Acetabularkomponente, eine Patellarkomponente oder eine Femoralkomponente. Sämtliche Führungselemente müssen ein Merkmal gemeinsam haben, nämlich die Anbringung von Stiften, so daß lediglich über eine Linearbewegung des Elementes Löcher im Knochengewebe erzeugt werden können.

In bestimmten Fällen kann das Knochengewebe in dem Bereich, in dem die Komponente implantiert werden soll, zu hart sein, um einen erfolgreichen Einsatz des Führungselementes zu ermöglichen. Bei der Tibialkomponente 60 wird dieses Problem dadurch gelöst, daß eine Tibialbohrerführung verwendet wird, die in den Fig. 13 und 14 gezeigt ist. Diese Tibialbohrerführung 130 ist in erster Linie eine Schablone mit darin angeordneten Löchern, die eine genaue Anordnung von Führungslöchern für Tibialkomponentenvorsprünge 69 ermöglichen. Die Bohrerführung 130 umfaßt eine Deckfläche 131, eine Bodenfläche 133 und einen Umfangsrand 135. Wie Fig. 13 zeigt, besitzen die Deckfläche 131 sowie die Bodenfläche 133 im wesentlichen die gleiche Form wie die Fläche 63 der Tibialkomponente 60 und umfassen Schenkelabschnitte 137, die über einen Verbindungsabschnitt 139 miteinander verbunden sind. Die Bohrerführung 130 umfaßt eine Vielzahl von Löchern 141, die sich durch die Führung erstrecken und einen Durchmesser besitzen, der das Durchführen eines Bohrers einer geeigneten Größe ermöglicht, damit im wesentlichen konische Löcher im harten Knochengewebe erzeugt werden können, in die die Vorsprünge 69 der Tibialkomponente 60 im Preßsitz eingepaßt werden können. Im Gebrauch wird die Tibialbohrerführung 130 über den Bereich geschoben, in dem die Löcher gebohrt werden sollen, und dort über eine geeignete Einrichtung befestigt. Nachdem die Bohrerführung 130 befestigt worden ist, werden die Löcher gebohrt, wonach die Tibialkomponente 60 linear in ihre fixierte Stellung eingeschlagen wird. Das Konzept der Tibialbohrerführung 130 kann naturgemäß auch bei einer Bohrerführung Anwendung finden, die dazu dient, Löcher herzustellen, die für die Aufnahme von im wesentlichen konischen Vorsprüngen irgendeiner anderen implantierbaren prothetischen Komponente geeignet sind.

In den Fig. 15 und 16 ist eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, die hierbei in Verbindung mit einer Acetabularkomponente verwendet wird, besser bekannt als künstliche Hüftgelenkpfanne. Wie aus den Fig. 15 und 16 hervorgeht, umfaßt die Acetabularkomponente 150 eine im wesentlichen halbkugelförmige Oberfläche 151, die eine poröse Oberfläche besitzt, um dadurch das Einwachsen von Knochengewebe zu fördern. Bei der bevorzugten Ausführungsform enthält die poröse Oberfläche eine poröse Schicht aus Tivanium, bei dem es sich um eine Legierung handelt, die eine Kombination aus Titan, Aluminium und Vanadium umfaßt und unter dem obigen Warenzeichen von der Firma Zimmer, Incorporated registriert wurde. Wie gezeigt, erstreckt sich von der Oberfläche 151 eine Reihe von Ringen von konischen Vorsprüngen 153, die jeweils eine Achse 155 besitzen. Wie am besten in Fig. 16 gezeigt, verlaufen die Achsen 155 der entsprechenden im wesentlichen konischen Vorsprünge 153 im wesentlichen parallel zueinander, so daß die Acetabularkomponente 150 durch eine Linearbewegung in das entsprechende Knochengewebe eingesetzt werden kann, um eine Preßpassung zwischen den entsprechenden konischen Vorsprüngen 153 und dem im Knochengewebe ausgebildeten Löchern zur Aufnahme der Vorsprünge 153 zu erhalten.

Wie die Fig. 15 und 16 zeigen, besitzen die Ringe der im wesentlichen konischen Vorsprünge 153 mit zunehmendem Umfang abweichende Formen, damit die Achsen 155 parallel zueinander verlaufen können. Wie Fig. 15 zeigt, liegen die Vorsprünge 153 im Ring 157 im wesentlichen vollständig frei, während sie im Ring 165 zumindest teilweise in der Oberfläche 151 eingebettet sind. Falls gewünscht, können die Vorsprünge 153 der größeren Ringe 163, 165 durch Rippen ersetzt werden, die den Rippen 43 entsprechen, welche in Verbindung mit der in den Fig. 2-6 gezeigten Femoralkomponente 20 offenbart wurden.

Wie vorstehend erläutert, kann die Acetabularkomponente 150 eingesetzt werden, indem man Löcher im Knochengewebe herstellt, und zwar entweder (1) mit einem Acetabularführungselement oder (2) mit einer Acetabularbohrerführung und einem Bohrer mit einem Bohrstück einer geeigneten Größe und einen zugehörigen Gerät, wobei man danach die Vorsprünge 153 durch eine Linearbewegung in die Löcher preßt, so daß sie dort im Preßsitz angeordnet sind.

Die hier offenbarte prothetische Grenzfläche wurde anhand einer Vielzahl von konischen Vorsprüngen beschrieben, die jeweils einen im wesentlichen kreisförmigen Basisabschnitt umfassen, der in einen abgerundeten Spitzenabschnitt übergeht, wie dargestellt. Diese Konstruktion der Vorsprünge ist jedoch lediglich ein Beispiel für mögliche Ausführungsformen, die im Rahmen der Erfindung Verwendung finden können. Um in diesem Rahmen zu liegen, müssen die Vorsprünge umfassen: (1) Einen Basisabschnitt beliebiger Form, (2) einen Körperabschnitt, der vom Basisabschnitt weg konvergiert, und (3) einen Spitzenabschnitt, der eine geringere Fläche besitzt als die Fläche des Basisabschnittes. Ferner müssen die Längsachsen sämtlicher Vorsprünge im wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Der Basisabschnitt kann daher die Form einer Ellipse, einen Polygons (mit 3-12 oder mehr Seiten) oder irgendeine unregelmäßige Form aufweisen. Der Körperabschnitt kann eine ebene, konkave oder konvexe Fläche bzw. irgendeine Kombination davon besitzen, und der Spitzenabschnitt kann eben ausgebildet sein, um einen abgestumpften Vorsprung zu bilden, sowie im wesentlichen zugespitzt oder irgendeine andere Form besitzen, beispielsweise konkav oder konvex. Somit können die Vorsprünge jeweils einen geraden kreisförmigen Kegel, als Stumpf oder in anderer Weise, eine Pyramide mit einer beliebigen Anzahl von Seiten, als Stumpf oder in anderer Weise, einen elliptischen Kegel, als Stumpf oder in anderer Weise, oder in anderer Weise, oder irgendeine andere Form aufweisen, die die vorstehend genannten Kriterien besitzt. Alternativ dazu können entsprechende Vorsprünge jeweils eine der vorstehend beschriebenen Formen aufweisen, wobei eine entsprechende Prothese diverse Formen besitzt. Falls erforderlich, können das Führungselement und/oder die Bohrerführung in geeigneter Weise modifiziert sein, um die Ausbildung der geeigneten Löcher im Knochengewebe zur Aufnahme der verschiedenen möglichen Formen der Vorsprünge zu gestatten.

Es sei an dieser Stelle betont, daß die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen von Implantaten, bei denen die erfindungsgemäß ausgebildete Grenzfläche Anwendungen findet, lediglich als Beispiele für die Anwendungsfälle anzusehen sind, bei denen die erfindungsgemäß ausgebildete Fläche Verwendung finden kann. Die Grenzfläche kann in Verbindung mit irgendeiner implantierbaren Prothese Verwendung finden, bei der eine permanente Fixierung durch das Einwachsen von Knochenmaterial erreicht werden soll. Die mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Fläche versehene Prothese benötigt keinen Zement zur Fixierung und kann in einfacher Weise in einer geringeren Operationszeit, als dies normalerweise für einzementierte und andere Implantate erforderlich ist, implantiert werden.

Claims

1. Prothetisches Körperimplantat mit einer verbesserten Grenzfläche, die dazu dient, einen im wesentlichen permanenten Preßsitz zwischen dem Implantat und dem benachbarten Knochengewebe herzustellen, bei dem

2. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfläche eine erste im wesentlichen ebene Fläche (25) und eine zweite im wesentlichen ebene Fläche (27, 31, 29, 33), die unter einem Winkel zur ersten Fläche (25) angeordnet ist, aufweist.

3. Implantat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Fläche (25) und die zweite Fläche (27, 31) jeweils eine Vielzahl von den im wesentlichen konischen Vorsprüngen (35) aufweisen, die sich von den Flächen nach außen erstrecken.

4. Implantat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Fläche (25) eine Vielzahl der im wesentlichen konischen Vorsprünge (35) aufweist, die sich von der Fläche nach außen erstrecken, und daß die zweite Fläche (29, 33) mindestens ein Rippenelement (43) umfaßt, das von der Fläche nach außen vorsteht.

5. Implantat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rippenelement (43) einen Basisabschnitt (45) mit mindestens drei Seiten aufweist, der sich über seine Länge zu einem im wesentlichen zugespitzten Ende (49) vom Basisabschnitt entfernt verjüngt.

6. Implantat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fläche (29, 33) eine Vielzahl von den Rippenelementen (43) aufweist, die von der Fläche (29, 33) nach außen vorstehen.

7. Implantat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der im wesentlichen konischen Vorsprünge (35, 69, 153) eine mittlere Achse (37, 71, 155) aufweist, wobei diese mittleren Achsen im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.

8. Implantat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mittleren Achsen (37) im wesentlichen parallel zur Längserstreckung der Rippenelemente (43) verlaufen.

9. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus porösem Material besteht.

10. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Basismaterial besteht und daß sich auf der Grenzfläche ein poröses Material befindet.

11. Implantat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Basismaterial mit dem porösen Material beschichtet ist.

12. Implantat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Material durch den Einbau von Fasern in das Basismaterial gebildet ist.

13. Implantat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Material eine Legierung aus Titan und Vanadium umfaßt.

14. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Acetabularkomponente (150) umfaßt.

15. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Tibialkomponente (60), eine Femoralkomponente (20) und eine Patellarkomponente (10) umfaßt.

16. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (69) abgerundete äußere Enden (87) aufweisen.

17. Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der Vorsprünge der Grenzfläche als Stümpfe ausgebildet sind.

18. Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der Vorsprünge der Grenzfläche pyramidenförmig ausgebildet sind.

19. Implantat nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der Vorsprünge der Grenzfläche einen Basisabschnitt aufweisen, der ein Polygon mit mindestens drei Seiten umfaßt.

20. Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der Vorsprünge der Grenzfläche einen Basisabschnitt aufweisen, der im wesentlichen eine Ellipse umfaßt.

21. Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge der Grenzfläche jeweils einen Basisabschnitt aufweisen, der eine Ellipse, einen Kreis, ein Polygon oder eine unregelmäßige Form besitzt.