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.
m
m
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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Publications (2)
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DE3714468C2 true DE3714468C2 (de) | 1991-12-19 |
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ID=25843798
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
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-
1987
- 1987-04-30 DE DE19873714468 patent/DE3714468A1/de active Granted
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Publication number | Publication date |
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