DE3714468C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft eine künstliche Hüftgelenks­ pfanne gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Aus der DE-OS 28 23 306 ist eine derartige Hüftge­ lenkspfanne bekannt, die in ihrer Außenfläche kon­ zentrisch zur Rotationsachse umlaufende Nuten auf­ weist. Beim Einsetzen der Hüftgelenkspfanne in ein entsprechendes Zementbett im Acetabulum des Becken­ knochens dringt Zement in diese Nuten ein, wodurch eine ausreichende Befestigung der Pfanne sicherge­ stellt werden soll. Da es aufgrund der erheblichen Beanspruchung der Hüftgelenkspfanne bei den natür­ lichen Bewegungsvorgängen zu erheblicher Lastwechsel­ beanspruchung kommt, werden abwechselnd Teile der Pfanne auf Druck, andere Teile auf Zug beansprucht. Beim Auftreten lokaler Zugkräfte besteht jedoch die Gefahr, daß sich die Nuten von den entsprechenden Zementrillen ablösen und es dadurch zu einer Lockerung der Pfanne kommt.
Aus dem DE-GM 19 49 841 ist es bekannt, Hüftgelenks­ pfannen auf ihrer Außenfläche mit nach außen offenen, hinterfrästen Bohrungen zu versehen, wobei die Außen­ fläche ansonsten ihre sphärische Form behält. Die formschlüssige Hinterschnitt-Verankerung erfolgt bei dieser bekannten Pfanne nur punktuell an den Stellen der betreffenden Hinterschnitt-Bohrungen. Außerdem besteht die Gefahr, daß die Pfanne beim Einsetzen zu tief in das Zementbett eingesetzt wird und daher die verbleibende Zementschicht zwischen der Pfanne und dem Beckenknochen zu dünn und brüchig wird, und daß insbesondere auch die in die Hinterschnitt- Bohrungen hineinragenden Zementansätze bei den un­ vermeidlichen Druck- und Zugbeanspruchungen abreißen.
Aus der DE-OS 20 39 731 ist eine Hüftgelenkspfanne aus Kunststoffmaterial bekannt, auf deren Außen­ fläche auswärtsgerichtete Distanzrippen angeordnet sind, die im Querschnitt schwalbenschwanzförmig ausgebildet sein können und als Distanzmittel dienen, welche einen Mindestabstand zwischen Beckenknochen und der Außenfläche der Pfanne gewährleisten sollen. Die Distanzrippen verdrängen beim Einsetzen der Pfanne den Zement, so daß die Distanzrippen am an­ grenzenden Knochengewebe anliegen. Wenn nun diese Distanzrippen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt aufweisen, so wirken die von den Rippen auf die an­ grenzenden Zementrippen ausgeübten Belastungskräfte gerade an denjenigen Stellen, an denen das Zement­ bett zum Beckenknochen hin unterbrochen wird. Die Kraftübertragung von der Pfanne über das Zementbett zu dem Beckenknochen ist daher im Bereich der Hinter­ schneidungen geschwächt.
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine ein­ zementierbare Hüftgelenkspfanne der eingangs genann­ ten Art derart weiterzubilden, daß eine verbesserte Verankerung im Knochenzement gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird bei der Hüftgelenkspfanne der ein­ gangs genannten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß durch die Distanzstege, welche beim Einsetzen gegen das Knochengewebe anliegen können, ein Zement­ bett ausreichender und gleichmäßiger Dicke erzeugt wird. Da die Hinterschnittnuten im Bereich zwischen den Distanzstegen eingeschnitten sind, findet der Hinterschnittverbund Zement/Pfanne nur in denjenigen Zonen statt, in welchen das Zementbett diese vorge­ gebene Dicke aufweist. Der Hinterschnittverbund zwi­ schen Pfanne und Zement wird also erfindungsgemäß in diejenigen Abschnitte der Außenfläche verlegt, in denen ein ausreichendes und gleichmäßig dickes Zement­ bett vorhanden ist, welches einen festen Verbund zum Beckenknochen eingeht. Auf diese Weise ist ein fester Verbund zwischen der Hüftgelenkspfanne und dem Becken­ knochen im Bereich der Zone mit Druckbeanspruchung oder mit Zugbeanspruchung gewährleistet. Außer dem wird durch die Exzentrizität zwischen der Rotationsachse der Außenfläche und der Rotationsachse der Distanzstege - bei richtiger Implantation - im oberen Bereich der implantierten Pfanne eine stärkere homogene Zementschicht, im unteren, wenig beanspruchten Bereich der implantierten Pfanne dagegen eine vergleichsweise dünne Zementschicht realisiert. Dadurch kann die Verankerung der Pfanne insbesondere im Verankerung der Pfanne insbesondere im oberen belasteten Bereich verbessert werden bei insgesamt gleichbleibender Pfannengröße.
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Besonders bevorzugt ist außerdem am Pfannenrand ein nach außen gerichteter Ringflansch vorgesehen, der einen umgebogenen, gegen das Becken gerichteten Rand­ wulst besitzt. Dieser Randwulst verhindert, daß Knochenzement-Teilchen, welche durch die Pfannen­ beanspruchung herausbrechen können, in die Innen­ fläche der Gelenkspfanne wandern und dort die glatte Gelenkfläche beschädigen, wodurch die Lebensdauer des Hüftgelenks erheblich reduziert würde.
Besonders bevorzugt ist der Ringflansch gegen die Ebene des Pfannenrandes radial auswärts - gegen das Becken hin - um etwa 5 bis 20° geneigt, und der Rand­ wulst läuft nach oben spitz aus. Auf diese Weise be­ ansprucht der Randwulst wenig Raum und schützt gleich­ wohl wirkungsvoll gegen das Eindringen von Zementteil­ chen in die Gelenkfläche.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Hüftgelenks­ pfanne; und
Fig. 2 eine Aufsicht auf die Hüftgelenkspfanne gemäß Fig. 1.
In den Fig. 1 und 2 ist eine Hüftgelenkspfanne 2 im Querschnitt und in Aufsicht dargestellt. Die Hüftge­ lenkspfanne 2 besitzt eine etwa halbkugelförmige Außenfläche 4 und eine halbkugelförmige Innenfläche 6, in welcher der natürliche oder künstliche Femur­ kopf lagert. Die Hüftgelenkspfanne 2 besteht aus einem geeigneten Kunststoff, z.B. Polyäthylen.
In die Aussenfläche 4 sind konzentrische Haftnuten 5 eingearbeitet, deren Querschnitt eine Hinterschneidung 5a aufweist, d.h. deren Querschnitt zur Innenfläche 6 hin sich ausweitet. Zwischen einzelnen Haftnuten 5 sind nach aussen gerichtete umlaufende Distanzstege 7 angeordnet, deren Höhe die Mindestdicke des Knochen­ zementbettes festlegt.
Der umlaufende Pfannenrand 10 geht in einen nach aussen gerichteten Ringflansch 14 über, der einen aufwärts­ gerichteten Randwulst 16 besitzt. Der Ringflansch 14 ist gegen die Ebene 12 des Pfannenrandes 10 radial nach aussen um etwa 5 bis 20° ansteigend ausgebildet. Der Querschnitt des Randwulstes 16 läuft nach oben spitz aus, und der Ringflansch 14 ist über einen vorge­ gebenen Umfangswinkel α entfernt, damit beim Einsetzen der Pfanne der überschüssige Knochenzement aus der vorbereiteten Acetabulumhöhle entweichen und vom Chirur­ gen entfernt werden kann.
In der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungs­ form der Hüftgelenkspfanne sind die Distanzstege 7 konzentrisch zu der Rotationsachse 20 des Ringflansches 14 und des Randwulstes 16 angeordnet. Die Aussenfläche 4 besitzt eine sphärische Gestalt, und die Rotations­ achse 22 der Aussenfläche 4 ist zur Rotationsachse 20 des Randwulstes 16 und der Distanzstege 7 um die Exzen­ trizität e versetzt. Die Distanzstege 7 besitzen da­ durch in einem bestimmten Umfangsbereich eine maximale Höhe h1 - in Fig. 1 auf der linken Seite dargestellt - und sie besitzen auf dem gegenüberliegenden Umfangsab­ schnitt ihre minimale Höhe h2. Die Exzentrizität e ist in der dargestellten Ausführungsform so gewählt, dass sie etwa der doppelten maximalen Höhe h1 der Distanzstege beträgt, so dass die minimale Höhe h2 etwa Null ist. Der Umfangsabschnitt α, über den der Ringflansch 14 und der Randwulst 16 entfernt sind, deckt sich mit dem Bereich, in welchem die Distanzstege 7 ihre minimale Höhe h2 besitzen. Die Hüftgelenkspfanne wird nun in einer solchen Winkel­ lage in die Acetabulumhöhle eingesetzt, dass der Bereich mit Ringflansch 14 und den maximal hohen Distanzstegen 7 in der Hauptbelastungszone des Ace­ tabulum, also im oberen Bereich zu liegen kommt. Wenn sich die relativ hohen Distanzstege 7 dann an die Acetabulumhöhle anlegen, bildet sich zwischen den Distanzstegen ein relativ grosser Zwischenraum zur Aufnahme von Knochenzement. Im gegenüberliegen­ den Pfannenabschnitt, in welchem die Distanzstege ihre minimale Höhe h2 aufweisen, entfällt dieser Zwischenraum zwischen den Distanzstegen weitgehend, es wird daher nur eine dünne homogene Schicht aus Knochenzement zwischen der Aussenfläche der Pfanne und der Acetabulumhöhle gebildet. Durch den Wegfall des Ringflansches 14 und des Randwulstes 16 in die­ sem wenig belasteten Bereich der Pfanne kann dort auch - während der Implantation - der überschüssige Knochenzement austreten, ausserdem wird Raum für den nervus femuralis geschaffen.
Gemäss Fig. 2 sind in der Aussenfläche 4 mehrere Quernuten 9 vorgesehen, die auf Grosskreisen durch den Scheitel der Hüftgelenkspfanne verlaufen und ebenfalls Hinterschneidungen 9a besitzen. Beim Ein­ setzen der Hüftgelenkspfanne in das Knochenzement­ bett füllen sich dann diese Hinterschneidungen 9a ebenfalls mit Knochenzement und verhindern eine Rotation der Hüftgelenkspfanne besonders wirksam. Die Hinterschneidungen 5a der Haftnuten 5 sowie die Hinterschneidungen 9a der Quernuten 9 bewirken einerseits eine besonders gute Verankerung im Knochenzementbett. Ausserdem verhindern sie, dass während längerer Betriebszeiten sich möglicherweise lokal lösende Zementteile ihre Ursprungsposition verlassen und aus der Acetabulumhöhle austreten können. Durch die Hinterschneidungen 5a und 9a so­ wie durch den Ringflansch 14 und den Randwulst 16 wird somit auch verhindert, dass sich lösende Zement­ teilchen undefiniert in den Körper des Patienten hineinbewegen und Entzündungen etc. verursachen können.

Claims (7)

1. Künstliche Hüftgelenkspfanne aus Kunststoff zur Ver­ ankerung im Acetabulum des menschlichen Beckenknochens mit Hilfe eines aushärtenden Knochenzements, mit min­ destens teilweise umlaufenden Haftnuten in der Außen­ fläche, wobei am Pfannenrand ein nach außen gerichteter Ringflansch angeordnet ist, der einen aufwärtsgerichteten umlaufenden Randwulst be­ sitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftnuten (5) einen eine Hinterschneidung (5a) aufweisenden Querschnitt besitzen, und daß auf der Außenfläche (4) mindestens teilweise um­ laufende Distanzstege (7) angeordnet sind und daß die Distanzstege (7) konzen­ trisch zu dem Randwulst (16) verlaufen, und daß die Ro­ tationsachse (22) der Außenfläche (4) eine Exzentrizität (e) zur Rotationsachse (20) des Randwulstes (16) und der Distanzstege (7) besitzt.
2. Künstliche Hüftgelenkspfanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringflansch (14) gegen die Ebene (12) des Pfannenrandes (10) radial auswärts etwa 5 bis 20° ansteigt.
3. Künstliche Hüftgelenkspfanne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Rand­ wulstes (16) nach oben spitz ausläuft.
4. Künstliche Hüftgelenkspfanne nach einem der vorstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Exzentrizität (e) etwa der doppelten maximalen Höhe (h1) der Distanzstege (7), und die minimale Höhe (h2) der Distanzstege (7) etwa Null entspricht.
5. Künstliche Hüftgelenkspfanne nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringflansch (14) im Be­ reich der minimalen Höhe (h2) der Distanzstege (7) über einen vorgegebenen Winkelabschnitt α entfernt ist.
6. Künstliche Hüftgelenkspfanne nach einem der vor­ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenfläche (4) quer zu den Haftnuten verlaufende Quernuten (9) ein­ geformt sind.
7. Künstliche Hüftgelenkspfanne nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Quernuten (9) eine Hinterschneidung (9a) besitzen.
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