DE3840467A1 - Endoprothesenkomponenten fuer ein hueftgelenk tep - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine, vorzugsweise für eine zementfreie Verankerung geeignete Prothesenkomponente mit einem Verankerungsanteil, welcher die knöcherne Höhlung formangepaßt ausfüllt (vgl. Fig. 1, 2, 3), und einem, aus der knöchernen Höhlung herausragenden An­ teil, welcher zur Anbringung weiterer Prothesenkompo­ nenten (z.B. Hüftkopf) vorgesehen ist (vgl. Fig. 1, 2, 3), dabei sind Ausführungen vorgesehen, bei welchen dübelartige, aufspreizbare Körper und Spreizkörper (vgl. Fig. 1, 2) vorliegen, sowie eine weitere Ausführung (vgl. Fig. 3), bei welcher der Spreizkörper (vgl. Fig. 2) selbst als tragende Verankerungskomponente geeignet ist (Fig. 3).

Hohlkörper aus Blech mit verbundenem festigkeitserhöhen­ den Grundkörper sind z.B. bekannt aus EP 01 91 182. Hierbei bestehen die Bleche aus superplastischem Kunststoff.

Die gebräuchlichen Prothesenkomponenten bestehen in der Regel aus relativ festem, unelastischen Material. Opti­ male elastische Dämpfungselemente liegen hierbei in der Regel nicht vor.

Insbesondere beim Femur-Verankerungsanteil der Hüftge­ lenkstotalendoprothese (TEP), werden alle auf das Pro­ thesenmaterial einwirkenden Kräfte und Bewegungen weit­ gehend ungedämpft und sofort auf den Knochen übertragen. Diese ungedämpfte Kraftübertragung kann - vor allem in­ folge lokaler Überbeanspruchung - zu frühzeitiger Prothe­ senlockerung führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, durch Formgestaltung sowie durch Auswahl von Materialeigenschaften der Prothesen­ komponenten zu erreichen, daß die auf den Knochen ein­ wirkenden Kräfte und Bewegungen weitgehend auf eine unterhalb der Toleranzschwelle liegende Größe reduziert werden können.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß in die und/oder an die Prothesenkomponenten Stoß­ dämpfer-Feder-Elemente resp. elastische Dämpfungselemente angebracht sind, und daß eine möglichst homogene, den je­ weiligen lokalen Voraussetzungen der Knochen angepaßte Krafteinleitung in den Knochen angestrebt wird .

Der TEP-Hals liegt in der Regel außerhalb der knöchernen Verankerung und beeinträchtigt bei Verformungen nicht die knöcherne Verankerung; der TEP-Hals ist daher vorzugs­ weise zum Stoßdämpfer-Feder-Element umgestaltet. Hierzu ist der Halsbereich, welcher einen ausgefüllten Hohlkörper darstellt (Fig. 2, 3) vorzugsweise wellig oder spiralfederförmig oder balgenartig ausgeformt, wobei diese Struktur funktionell ein Federelement darstellt. Innenseitig ist der Hals mit einer dämpfenden (ggfls. auch federnden Kunststoffmasse ausgefüllt) (vgl. Fig. 2, 3).

Die Homogenisierung der Krafteinleitung sowie der Be­ wegungen erfolgt vorzugsweise im knöchernen Verankerungs­ bereich, wobei zum einen dübelartige Komponenten vorge­ sehen sind (Fig. 1, 2), sowie zum anderen Stoßdämpfer-Fe­ der-Elemente resp. elastische Dämpfungselemente, welche als Einzelkomponenten vorliegen können und/oder an den dübelartigen Komponenten angebracht sind resp. anbringbar sind (vgl. Fig. 1, 2).

Zur weiteren Homogenisierung der einwirkenden Belastungen ist eine Schichtung vorgesehen; hierbei liegt eine dübel­ artige Komponente vor, die innen und außen mit Stoß­ dämpfer-Feder-Elementen resp. elastischen Dämpfungsele­ menten versehen ist.

Diese Stoßdämpfer-Feder-Elemente bestehen vorzugsweise aus Kunststoff, wobei die Knochenkontaktschicht vorzugs­ weise relativ weich (und elastisch) ist und vorzugsweise formanpassungsfähig ist.

Das Gesamtgebilde ist im knöchernen Verankerungsbereich vorzugsweise mindestens isoelastisch (= elastisch wie der Knochen) oder noch elastischer als der Knochen (= hyperelastisch).

Zur Stabilitätserhöhung erhält der Hohlkörper (Fig. 2, 3; vergleichbar Fig. 1) einen, den physiologischen Elasti­ zitätsanforderungen angepaßten, formangepaßten Kern, welcher vorzugsweise in eine Kunststoffmasse eingebettet ist, welche ein Stoßdämpfer-Feder-Element darstellt (Fig. 2, 3).

Des weiteren ist eine Kragenabstützung vorgesehen mit integrierten oder angebrachten Stoßdämpfer-Feder-Ele­ menten (vgl. Fig. 1, 2, 3).

Die von cranial nach caudal eingeleitenen Kipp- und Längs-Belastungen (umgekehrter Weg entsprechend ver­ gleichbar) werden im Halsbereich gefedert und gedämpft (vgl. z.B. Fig. 2), im Kragenbereich gedämpft in den Knochen, vorzugsweise hier in die Kortikalis, einge­ leitet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispieles im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher er­ läutert:

Fig. 1 zeigt einen Schaft einer Hüftgelenkstotal­ endoprothese (TEP), welcher im Femur verankert ist und typischerweise teilweise aus dem Verankerungsbereich des Knochens herausragt (zwecks Anbringung weiterer Pro­ thesenkomponenten).

Dieser TEP-Schaft besteht aus einem Innenteil (In), welches vorzugsweise weitgehend formstabil ist und tra­ gende Funktionen hat; es ist in einer Ausführung etwas federnd.

Dieses Innenteil (In) ist im Verankerungsbereich umgeben von einem Stoßdämpfer-Feder-Element resp. von einem elastischen Dämpfungselement (SFE-i). Dieses elastische Dämpfungselement (SFE-i) ist im Verankerungsbereich wiederum umgeben von einem Trägerteil, welches nur etwas elastisch (reversibel) verformbar ist, dieses Trägerteil besteht z.B. aus Kunststoff oder z.B. aus Metall.

Nach außen folgt im Verankerungsbereich ein weiteres Stoßdämpfer-Feder-Element resp. elastisches Dämpfungsele­ ment (SFE-a), welches Knochenkontakt hat und/oder mit einer knochenfreundlichen Kontaktschicht versehen ist.

Des weiteren ist im Übergangsbereich zwischen Hals und Schaft eine kragenförmige Erweiterung (Kr) der Einzel­ teile vorgesehen; diese kragenförmige Erweiterung (Kr) dient zur zusätzlichen, elastisch gedämpften Abstützung der Prothese.

Fig. 2 zeigt - gegenüber der Fig. 1 - eine Ände­ rung des TEP-Schaftes einschließlich Hals- und Kragenbe­ reich.

Nach außen in Richtung Knochen liegt zunächst, vergleich­ bar mit der Fig. 1, ein Stoßdämpfer-Feder-Element resp. elastisches Dämpfungselement (SFE-a) vor, welches z.B. eine knochenfreundliche Beschichtung hat oder knochen­ freundliche integrierte Elemente.

Dieses elastische Dämpfungselement (SFE-a) hat ebenfalls einen Kragen (Kr), welcher zur Abpufferung in diesem Be­ reich vorgesehen ist.

Im Verankerungsbereich folgt nach innen ein Träger (Tr), welcher teilweise aus dem Verankerungsbereich nach proxi­ mal austritt und hier zunächst eine kragenförmige Ab­ stützung hat (Kr). Dieser Träger geht im Halsbereich dann vorzugsweise über in ein Federelement (F), welches z.B. aus einer integrierten Schraubenfeder besteht. Im Kopfbereich ist dann die Befestigung weiterer Pro­ thesenkomponenten (Hüftkopfkugel) vorgesehen.

Weiter nach innen ist dann ein integriertes Stoß­ dämpfer-Feder-Element resp. elastisches Dämpfungselement (SFE-i) vorgesehen, in welches ein tragendes, weitgehend formstabiles Innenelement (In) eingebettet ist, welches vorzugsweise etwas reversibel verformbar ist.

Stauchungsbelastungen werden in der Feder (F) im Halsbe­ reich abgefangen und im inneren elastischen Dämpfungsele­ ment (SFE-i) gedämpft.

Als Variante ist die Kombination der Fig. 1 und Fig. 2 vorgesehen, wobei das Innenteil (In) der Fig. 1 ausge­ tauscht wird gegen das Trägerteil (T) der Fig. 2 (ein­ schließlich der zugehörigen "Innereien" SFE-i und In) .

Fig. 3 zeigt eine weitere Variante, bei welcher das Trägerteil der Fig. 2 (Tr) (einschließlich der zuge­ hörigen "Innereien" SFE-i und In) als Prothese eingesetzt ist; hierbei ist eine (hier nicht eingezeichnete) knochenfreundliche Schicht oder Beschichtung vorgesehen.

Claims (2)

1. Vorzugsweise für eine zementfreie - Verankerung ge­ eignete Prothesenkomponente mit einem Verankerungsanteil, welcher die knöcherne Höhlung formangepaßt ausfüllt (vgl. Fig. 2),
und einem, aus der knöchernen Höhlung herausragenden An­ teil, welcher zur Anbringung weiterer Prothesenkompo­ nenten (z.B. Hüftkopf) vorgesehen ist (Fig. 2) und hierzu z.B. in bekannter Weise konisch ausgeformt ist,
bestehend aus einem dübelartigen, aufspreizbaren Körper (Fig. 1, Teile: SFEa, T und SFEi; Fig. 2, Teil: SFEa) und einem Spreizkörper (Fig. 1, Teil: In; Fig. 2; Teile: T, SFEi und In),
dadurch gekennzeichnet, daß eine, der knöchernen Höhlung formangepaßte, resp. formanpaßbare Verankerungskomponente (Fig. 2; Teil: SFEa), welche funktionell einem aufspreiz­ baren Dübel vergleichbar ist und welche zwecks Aufspreiz­ barkeit in einer Ausführung vorzugsweise schlitzförmige Aussparungen hat,
und zur Aufnahme des Spreizkörpers (Fig. 2) eine innere Höhlung aufweist,
ein Stoßdämpfer-Feder-Element resp. ein elastisches Dämp­ fungselement darstellt, bei welchem vorzugsweise eine - vorzugsweise zumindest teilweise - kragenförmige Vor­ wölbung am Rand abstützend auf dem knöchernen Rand auf­ liegt (Fig. 2, Teil Kr; Fig. 1 analog),
und wobei vorzugsweise Verjüngungen in der Höhlung vor­ liegen, welche beim Einbringen des Spreizkörpers (vgl. Fig. 2) das dübelartige Element fest an den Knochen an­ pressen,
des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizkörper (vgl. Fig. 1 und Fig. 2) in einer Variante (vgl. Aus­ führung der Fig. 2) einen ausgefüllten, aus einem oder mehreren Teilen bestehenden Hohlkörper darstellt (vgl. auch Fig. 3), welcher in umschriebenen Bereichen defi­ nierte elastische Eigenschaften hat, wobei vorzugsweise der knöcherne Verankerungsbereich (vgl. Fig. 2) iso- bis hyperelastisch (hyperelastisch = elastischer als der Knochen) ist,
und wobei der aus der knöchernen Höhlung herausragende Anteil (vgl. Fig. 2) vorzugsweise hyperelastische (hyperelastisch = elastischer als der Knochen) und federnde Eigenschaften hat,
und wobei dieser Hohlkörper (vgl Fig. 2) ganz oder vor­ zugsweise teilweise ausgefüllt ist mit Material, welches Stoßdämpfer-Feder-Eigenschaften hat, sowie zentral ein stabilisierendes, vorzugsweise weitgehend formstabiles, vorzugsweise iso- oder hyperelastisches Teil (Fig. 2; Teil: In) hat;
des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß der aufspreiz­ bare, dübelartige Körper einen weitgehend formstabilen, integrierten, etwas reversibel verformbaren Anteil hat (Fig. 1, Teil: T; Fig. 2 vergleichbar),
sowie formangepaßt Stoßdämpfer-Feder-Elemente, wobei in einer Ausführung dieses Stoßdämpfer-Feder-Element an der Außenseite dieses tragenden Anteils (vgl. Fig. 1, Teil T) angebracht ist resp. anbringbar ist,
sowie in einer weiteren Ausführung (vgl. Fig. 1) zusätz­ lich an der Innenseite ein Stoßdämpfer-Feder-Element (vgl. Fig. 1, Teil SFEi) angebracht ist resp. anbringbar ist,
des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß in einer Aus­ führung die Knochenkontaktschicht mit einem - in der Endoprothetik gebräuchlichen - Beschichtungsmaterial be­ schichtet ist.

2. Hüftgelenk-Endoprothesenkomponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Ausführung das elastische Dämpfungsmaterial ganz oder teilweise aus einer elastischen Dämpfungsmasse besteht, in welche ­ vorzugsweise unter Überdruck stehende - gasgefüllte Hohl­ räume integriert sind.