DE3819948A1 - Einzementierbares oberschenkelteil einer hueftgelenk-endoprothese - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein einzementierbares Ober­ schenkelteil einer Hüftgelenk-Endoprothese, mit einem sich zum distalen Ende hin verjüngenden Schaft, dessen Querschnitt zu einer Medial-Laterial- Ebene spiegelsymmetrisch ausgebildet ist, mit einem flanschartigen Stützkragen am oberen Ende des Schafts, einem auf dem Stützkragen angeformten Zapfen, und einem auf den Stützkragen aufsteckbaren oder fest angeformten kugelförmigen Kopf, und mit mehreren in Längsrichtung des Schafts hinterschnitts­ frei verlaufenden Längsnuten in der proximalen Schafthälfte.

Ein derartiges einzementierbares Oberschenkelteil ist aus der EP-A1-00 58 745 bekannt, welches einen blattartigen Schaft besitzt, der sich von seinem distalen Ende zunächst allseitig konisch erweitert und anschließend dorsal und ventral von zwei pa­ rallelen Ebenen bis zum Stützkragen läuft. Die dorsal und ventral liegenden Breitseiten des Schaf­ tes sind im Bereich des Konus mindestens teilweise mit parallel zur Längsmittelachse und zur Ober­ fläche der Breitseiten verlaufenden Nuten bedeckt, während die medial und lateral liegenden Schmal­ seiten des Schaftes glatte Oberflächen besitzen.

Die Befestigung derartiger Blattschäfte, die zu einer Medial-Lateral-Ebene spiegelsymmetrisch aus­ gebildet sind und auch als Geradschäfte bezeichnet werden, wird dadurch bewirkt, daß die Blattschäfte sich in einem auf ihre Dimension abgestimmten Hohl­ raum der Knochenmarkhöhe verklemmen, wodurch ein den Blattschaft umschließender Knochenzement weit­ gehend von tragenden Funktionen entlastet ist. Neben der Druck- und Momentenbelastung, welche ein derartiges Oberschenkelteil durch Abstützung des menschlichen Körpers erfährt, sind darüber hinaus durch die Gehbewegung des Patienten noch ständig Rotationsbelastungen wirksam, welche eine Rotation des Schaftes im Knochenhohlraum zu be­ wirken suchen. Während die Sicherung dieses bekann­ ten Schaftes aufgrund seiner Blattform besonders wirksam ist, besteht beim Implantieren dieser Blatt­ schäfte die Gefahr, daß die notwendige Verklemmung des Blattschaftes zu einer Sprengung des Knochens führt.

Aus der DE-PS 8 37 294 ist ferner ein gerader, zylin­ drischer Schaft bekannt, dessen distales Ende in einer konischen Spitze ausläuft. Die Mantelfläche des Kreiszylinders ist auf dem ganzen Umfang mit Nuten versehen, die parallel zur Zylinderachse und zur Mantelfläche verlaufen. Gegen unbeabsichtigte Rotation im Knochen ist dieser Schaft wegen seiner Rotationssymmetrie nur ungenügend gesichert.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein einzementierbares Oberschenkelteil der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die Haftung des einzementierten Schaftes in dem Knochenmarkhohlraum verbessert wird.

Diese Aufgabe wird bei dem Oberschenkelteil der ein­ gangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Querschnitt des Schafts im Bereich der proximalen Schafthälfte dorsal und ventral durch je einen Geradenabschnitt begrenzt ist, dessen Verlängerung die Medial-Lateral-Ebene unter einem spitzen Winkel α schneidet, und daß mindestens einige der Längsnuten Hinterschneidungen im Schaft­ querschnitt bilden, am Stützkragen mit vorgegebener Tiefe einsetzen und distal mit verringerter Tiefe auslaufen.

Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere da­ rin, daß der Querschnitt des Schaftes von einem gleichschenkligen Dreieck eingeschlossen ist, dessen gleiche Schenkel den Schaftquerschnitt ventral und dorsal begrenzen und sich medial spitz­ winklig in der Medial-Lateral-Symmetrieebene schnei­ den. Dieser näherungsweise von einem gleichschenk­ ligen Dreieck umschriebene Querschnitt wird auf­ grund der Verjüngung des Schaftes zum distalen Schaftende hin kleiner, wobei sowohl der Schnitt­ punkt der beiden einhüllenden Schenkel als auch der eingeschlossene Winkel zwischen den beiden Schenkeln je nach Abstand vom distalen Schaftende veränderlich sein kann und der Schaft in der dista­ len Schafthälfte schließlich in einen näherungs­ weise kreisförmigen Konus ausläuft. Diese Ausge­ staltung des Schaftquerschnitts hat zur Folge, daß bei dem symmetrisch und gerade verlaufenden Schaft, der sowohl in einen rechten als auch in einen lin­ ken Femurknochen eingesetzt werden kann, ventral und dorsal ausreichende Anlageflächen vorhanden sind, die über eine weitgehend homogene Zementschicht gegen eine etwa entsprechend geformte Auflagefläche der Kortikalis abgestützt werden. Durch die starke Abweichung des Querschnitts von einem Kreisquer­ schnitt wird außerdem eine ausreichende Verdrehungs­ stabilität verwirklicht. Dadurch wird eine Ver­ besserung der Langzeitverankerung des Schaftes be­ wirkt.

Durch die durch die Längsnuten erzeugten Hinter­ schneidungen im Schaftquerschnitt wird darüber hinaus die Verankerung der Prothese gegenüber Dreh­ moment-Beanspruchungen wesentlich verbessert, die über den Hüftkopf und den mit vorgegebenem CCD- Winkel schräg verlaufenden Schenkelhals eingelei­ tet und auf den Schaft ausgeübt werden.

Besonders bevorzugt weisen die Längsnuten im dor­ salen und ventralen Oberflächenabschnitt des Schaf­ tes einen U-förmigen oder kreisförmigen Querschnitt auf und sind so in den Schaft eingeformt, daß die axial verlaufenden Nut-Mittelebenen mit der Medial- Lateral-Ebene einen gegen lateral gerichteten spitzen Winkel einschließen, der bevorzugt 40° β 75° be­ trägt. Bei dieser Ausgestaltung der Längsnuten ist eine gegen die Drehmoment-Belastung besonders wirk­ same Verankerung zwischen Zementbett und dem Schaft verwirklicht, weil die in den Nuten ausgebil­ deten Zement-Rippen der durch das Drehmoment her­ vorgerufenen Bewegungstendenz des Schaftes entgegen­ gerichtet sind und dadurch eine Relativbewegung zwi­ schen Schaft und Zement auch im Mikrobereich wirksam verhindern.

Besonders bevorzugt besitzt der Schaft zwischen dem dorsalen und dem lateralen Oberflächenabschnitt so­ wie zwischen dem ventralen und dem lateralen Ober­ flächenabschnitt je eine vergrößerte Längsnut, die so in den Schaft eindringen, daß die axiale Nut- Mittelebene mit der Medial-Lateral-Ebene einen ge­ gen medial gerichteten spitzen Winkel einschließt, der bevorzugt 40° γ 75° beträgt. Durch diese gegenläufigen Längsnuten wird lateral ein Zuganker mit - im Querschnitt - auswärts gerichteten Ansätzen erzeugt, welche die Drehmoment-Belastung, d.h. nach medial gerichtete Zugbeanspruchungen besonders wirk­ sam abfangen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform besitzt der Schaft im medialen Oberflächenabschnitt eine Längsnut, deren Mittenebene mit der Medial- Lateral-Ebene zusammenfällt. Bevorzugt läßt sich auch im lateralen Oberflächenabschnitt eine Längs­ nut vorsehen, deren Mittenebene ebenfalls mit der Medial-Lateral-Ebene zusammenfällt. Die mediale und die laterale Längsnut haben zur Folge, daß beim Einsetzen des Schaftes der frische Zement in die mediale und laterale Längsnut hineingedrückt wird, so daß auch in diesen Zonen ein guter Formschluß und damit eine gute Verankerung zwischen Zement und Schaft hergestellt wird, und zwar wird durch die mediale und die laterale Längsnut auch dann eine entsprechende Zementrippe in dieser Zone des Knochen­ gewebes fest verankert, wenn ansonsten der Zement aus den benachbarten Bereichen teilweise oder voll­ ständig wegen der guten Formanpassung des proximalen Schaftes verdrängt wird.

Die mediale und die laterale Längsnut, bevorzugt auch alle anderen Längsnuten im proximalen Schaft­ bereich münden bevorzugt in eine Kragennut, die auf der Unterfläche des Stützkragens teilweise um den Schaft herumläuft und überschüssigen Zement aufnimmt, der beim Einsetzen axial aus den Längs­ nuten zum Stützkragen gequetscht wird. Dabei wird in der umlaufenden Kragennut eine umlaufende Ze­ mentrippe gebildet, welche die Auflagefläche des Schaftes an der Resektionsfläche des Femurs sta­ bilisiert.

Bevorzugt läßt sich am konisch auslaufenden dista­ len Ende des Schaftes im dorsalen und ventralen Oberflächenabschnitt oder alternativ im medialen und lateralen Oberflächenabschnitt je eine zusätz­ liche Längsnut vorsehen, um auch am distalen Ende Mittel vorzusehen, welche die Rotation des Schaftes verhindern.

Die Längsnuten setzen am Stützkragen mit einer vor­ gegebenen Tiefe ein und laufen erfindungsgemäß noch in der proximalen Schafthälfte mit verringer­ ter Tiefe aus. Um ein Herausziehen eines einzemen­ tierten Schaftes zu ermöglichen, müssen dabei die Längsnuten in axialer Richtung hinterschnittfrei verlaufen.

Besonders bevorzugt ist der ventrale und der dor­ sale Oberflächenabschnitt im proximalen Schaftbe­ reich in axialer Richtung konkav gekrümmt, wobei die geradlinige ventrale und dorsale Begrenzung der Schaftquerschnitte im wesentlichen beibehalten wird. Durch diese konkave Einbuchtung des Schaftes in seinem proximalen Abschnitt wird erreicht, daß diese Oberflächenabschnitte über eine relativ homo­ gene Zementschicht sich gegen den Femurknochen ab­ stützen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeich­ net.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Oberschenkelteils;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 1; und

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines einzementier­ baren Oberschenkelteils einer Hüftgelenk-Endoprothese dargestellt, die Fig. 2, 3 und 4 zeigen Querschnitte des Schaftes 1 in der proximalen und der distalen Schafthälfte. Das Oberschenkelteil besitzt einen Schaft 1, der in seiner Längsrichtung gerade ausge­ bildet ist und spiegelsymmetrisch zu einer medial­ lateral verlaufenden Symmetrieebene 11 ausgebildet ist. Der Schaft 1 trägt an seinem oberen, dem proximalen Ende einen flanschartigen Stützkragen 30, der gegen die Längsachse 4 um einen vorgegebe­ nen Winkel geneigt ist und über einen angeformten Mehrkant 36 einen Konuszapfen 38 zur steckbaren Aufnahme eines prothetischen Hüftkopfes trägt, wo­ bei alternativ der Hüftkopf auch einstückig an dem Zapfen 38 angeformt sein kann. Stützkragen 30, Mehr­ kantansatz 36 und Konuszapfen 38 fluchten axial in der Halsachse 40, die mit der Längsachse 4 des Schaftes 1 einen CCD-Winkel von etwa 120°bis 160° einschließt. Die Unterfläche 34 des Stützkragens 30 verläuft senkrecht zur Halsachse 40 und stützt sich im implantierten Zustand auf der Resektions­ fläche des natürlichen Femurs ab.

Der Schaft 1 besitzt eine proximale Schafthälfte, die unter dem Stützkragen 30 beginnt und sich über die halbe Länge des Schaftes 1 erstreckt. An die proximale Schafthälfte 2 schließt sich zum distalen Ende 8 die distale Schafthälfte 6 an. Der Schaft 1 erweitert sich von seinem distalen, freien Ende 8 zunächst allseitig konisch, er erweitert sich in seiner proximalen Schafthälfte 2 insbesondere medial und verläuft medial in einem stetig gekrümmten Bogen, dem sogenannten Adamschen Bogen, bis zum Stützkragen 30.

Gemäß den Fig. 2 und 3 ist der Querschnitt des Schaftes 1 im Bereich der proximalen Schafthälfte 2 sowohl auf der dorsalen als auch der ventralen Seite durch je einen Geradenabschnitt 3 begrenzt, dessen Verlängerung die Medial-Lateral-Ebene 11 unter einem spitzen Winkel α schneidet. Sowohl der Schnittwinkel als auch der Schnittpunkt der beiden Geradenabschnitte 3 in der medial-lateralen Symmetrieebene 11 kann mit zunehmendem Abstand vom Stützkragen bzw. vom distalen Ende 8 variieren, so daß sich mit zunehmendem Abstand vom Stützkra­ gen eine Querschnittsveränderung gemäß den Fig. 2 und 3 ergeben kann. Gemäß einer bevorzugten Aus­ führungsform ist die Veränderung des Schnittwinkels α zwischen den geraden Abschnitten 3 und der Medial- Lateral-Ebene 11 sowie der Schnittpunkt der beiden Geradenabschnitte 3 einer solchen Änderung unter­ worfen, daß der ventrale und der dorsale Oberflächen­ abschnitt 12, 14 - im Bereich der proximalen Schaft­ hälfte 2 - in axialer Richtung konkav gekrümmt sich zum distalen Ende 8 hin verjüngend verlaufen. Der in den Fig. 2 und 3 dargestellte Querschnitt des Schaftes 1 in unterschiedlichen Höhen der proximalen Schafthälfte 2 läßt sich näherungsweise von einem gleichschenkligen Dreieck umschreiben, dessen Spitze auf der Medial-Lateral-Ebene 11 liegt, und dessen gleiche Schenkel 3 den Schaft dorsal und ventral be grenzen, während der Schaft lateral näherungsweise von der Basis des gleichschenkligen Dreiecks um­ schrieben wird. Medial ist der Schaftquerschnitt stark abgerundet.

In der proximalen Schafthälfte sind dorsal und ven­ tral mehrere Längsnuten 20 angeordnet, die unterhalb des Stützkragens 30 mit vorgegebener Tiefe einsetzen und distal, vorteilhafterweise noch in der proximalen Schafthälfte 2, mit verringerter Tiefe auslaufen. Um ein axiales Herausziehen eines einzementierten Ober­ schenkelteils zu ermöglichen, sind diese Längsnuten 20 wie auch alle weiteren Längsnuten 22, 40 in axia­ ler Richtung hinterschnittsfrei ausgebildet.

Die Längsnuten 20 sind so in den Schaft eingeformt, daß sie - im Schaftquerschnitt betrachtet - Hinter­ schneidungen bilden. In der dargestellten Ausführungs­ form besitzen die Längsnuten 20 im dorsalen und im ventralen Oberflächenabschnitt 12, 14 einen etwa U-förmigen Querschnitt, und sie sind so in den Schaft 1 eingeformt, daß die Nut-Mittelebenen 21 mit der Medial-Lateral-Ebene 11 einen gegen lateral gerich­ teten spitzen Winkel einschließen, der im Wertebereich 40° β 70° liegt.

Zwischen dem dorsalen bzw. ventralen Oberflächenab­ schnitt 12, 14 und dem lateralen Oberflächenabschnitt 16 ist je eine vergrößerte Längsnut 22 vorgesehen, deren Nut-Mittelebene 23 mit der Medial-Lateral-Ebene 11 einen gegen medial gerichteten spitzen Winkel einschließt, der im Wertebereich 40° γ 70° liegt. Durch die beiden vergrößerten Längsnuten 22 wird lateral ein Zuganker mit zwei seitlichen Ansätzen 27 gebildet, welche den Schaft gegen medial gerichte­ te Zugkräfte oder Drehmoment-Beanspruchungen veran­ kern.

Um den Schaft auch medial und lateral ausreichend formschlüssig im Zementbett verankern zu können, ist im medialen Oberflächenabschnitt 18 des Schaftes 1 sowie im lateralen Oberflächenabschnitt 16 je eine Längsnut 24, 26 vorgesehen, deren Mittenebenen mit der Medial-Lateral-Ebene 11 zusammenfallen, und deren Tiefe mit zunehmendem Abstand vom Stützkragen 30 ab­ nimmt. Die dorsal, medial und ventral angeordneten Längsnuten 24 münden in eine Kragennut 32, die auf der Unterfläche 34 des Stützkragens 30 angeordnet ist und zusammen mit dem Stützkragen teilweise um den Schaft 1 herumläuft. Die Kragennut erzeugt beim Implantieren des Oberschenkelteils eine entsprechen­ de Zementrippe, welche den Femur im Bereich der Resektionsfläche festigt und ein verbessertes Auf­ lager des Oberschenkelteils verwirklicht.

Fig. 3 zeigt einen in der distalen Schafthälfte 6 liegenden Querschnitt des Schaftes 1, der zu seinem distalen Ende 8 hin näherungsweise eine Kreisform besitzt. Im dorsalen Oberflächenabschnitt 12 und im ventralen Oberflächenabschnitt 14 ist je eine zusätzliche Längsnut 42 eingeformt, die in Längs­ richtung ebenfalls hinterschnittsfrei verläuft und eine Rotationssicherung für den Schaft im distalen Schaftbereich herstellt.

Die Längskanten 28, welche die einzelnen Längsnuten 20 bis 26 begrenzen, besitzen voneinander einen konstanten oder zum distalen Ende 8 des Schaftes 1 hin zunehmenden Abstand, um ein axiales Herauszie­ hen eines einzementierten Oberschenkelteils hinter­ schnittsfrei zu gewährleisten.

Der Winkel α liegt bevorzugt im Bereich 5° a 30° besonders bevorzugt zwischen 10° und 20°.

Claims (9)

1. Einzementierbares Oberschenkelteil einer Hüftge­ lenk-Endoprothese,
mit einem sich zum distalen Ende hin verjüngenden Schaft, dessen Querschnitt zu einer Medial-Lateral- Ebene spiegelsymmetrisch ausgebildet ist,
mit einem flanschartigen Stützkragen am oberen Ende des Schafts,
einem auf dem Stützkragen angeformten Zapfen, und
einem auf den Stützkragen aufsteckbaren oder fest angeformten kugelförmigen Kopf, und
mit mehreren in Längsrichtung des Schafts hinter­ schnittsfrei verlaufenden Längsnuten in der proxima­ len Schafthälfte,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Querschnitt des Schafts (1) im Bereich der proximalen Schafthälfte (2) dorsal und ventral durch je einen Geradenab­ schnitt (3) begrenzt ist, dessen Verlängerung die Me­ dial-Lateral-Ebene (11) unter einem spitzen Winkel α schneidet, und
daß mindestens einige der Längsnuten (20, 22) Hinterschneidungen im Schaftquerschnitt bilden, unterhalb des Stützkragens (30) mit vorgegebener Tiefe einsetzen und distal mit verringerter Tiefe auslaufen.

2. Einzementierbares Oberschenkelteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsnuten (20) im dorsalen und ventralen Oberflächenabschnitt (12, 14) einen U-förmigen oder kreisförmigen Querschnitt auf­ weisen und so in den Schaft (1) eingeformt sind, daß die Nut-Mittel-Ebenen (21) mit der Medial-Lateral- Ebene (11) einen gegen lateral gerichteten spitzen Winkel 40° β 75° einschließen.

3. Einzementierbares Oberschenkelteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (1) in der proximalen Schafthälfte (2) zwischen dem dor­ salen bzw. ventralen Oberflächenabschnitt (12, 14) und dem lateralen Oberflächenabschnitt (16) je eine vergrößerte Längsnut (22) enthält, deren Nut-Mittel­ ebenen (23) mit der Medial-Lateral-Ebene (11) einen gegen medial gerichteten spitzen Winkel 40° β 75° einschließen.

4. Einzementierbares Oberschenkelteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (1) im medialen Oberflächenabschnitt (18) einen Längsnut (24) aufweist, deren Mittenebene mit der Medial-Lateral-Ebene (11) zusammenfällt.

5. Einzementierbares Oberschenkelteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (1) im lateralen Oberflächenabschnitt (16) eine Längsnut (26) aufweist, deren Mittenebene mit der Medial-Lateral-Ebene (11) zusammenfällt.

6. Einzementierbares Oberschenkelteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsnuten (20-24) in eine Kragennut (32) münden, die auf der Unterfläche (34) des Stützkragens (30) teil­ weise um den Schaft (1) herumläuft.

7. Einzementierbares Oberschenkelteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (1) am distalen Ende im dorsalen und fentralen Oberflächenabschnitt (12, 14) je eine zu­ sätzliche Längsnut (42) enthält.

8. Einzementierbares Oberschenkelteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Längsnut (20-26) begrenzenden Längskan­ ten (28) einen konstanten oder zum distalen Ende hin zunehmenden Abstand voneinander aufweisen.

9. Einzementierbares Oberschenkelteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ventrale und der dorsale Oberflächenabschnitt (12, 14) im Bereich der proximalen Schafthälfte (2) in axialer Richtung konkav gekrümmt verläuft.