DE3840469A1

DE3840469A1 - Verankerungskomponenten fuer endoprothesen

Info

Publication number: DE3840469A1
Application number: DE19883840469
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl Ing Dr Lieke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-12-01
Filing date: 1988-12-01
Publication date: 1990-06-07

Description

Die Erfindung betrifft eine für eine dauerhafte, stabile Befestigung vorgesehene, dübelartige Ver ankerung, vorzugsweise für eine zementfreie Fixierung von Knochenimplantaten, insbesondere von Femur- und/oder Tibiateilen von künstlichen Kniege lenken, sowie vor allem auch von Femur- und Hüft pfannenteilen von künstlichen Hüftgelenken, be stehend aus einseitig offenen, aufspreizbaren Hohl körpern und in die jeweiligen Hohlkörper eintreib baren Spreizkörper, wobei in der Höhlung des auf spreizbaren Hohlkörpers Verjüngungen vorgesehen sind, welche aufspreizbar sind und die aufspreiz baren Hohlkörper an der Außenmantelfläche nach dem Einbringen des Spreizkörpers ganz oder teilweise Knochenkontakt haben.

Verankerungen der vorstehend genannten Art sind z.B. aus (CH ?) 01 70 779 (EP 85 10 410) bekannt. Sie bilden dort die Verankerung eines Kniegelenkes.

Die hohlzylindrische Aussparung (z.B. Ausfräsung, Ausbohrung oder dgl.) wird dabei durch eine dübel artige Verankerung ausgefüllt, bei welcher durch Einbringung des Spreizkörpers Teile dieses dübel artigen Gebildes an die zylindrische Wand angepreßt werden.

Bei dynamischen Belastungen , vor allem bei Zugbean spruchung, ist die dauerhafte Stabilität der Ver ankerung gefährdet. Diese Lockerung wird außerdem begünstigt durch Knochenschwund und Knochenabrieb.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Veranke rungskomponenten in der Weise zu verbessern, daß

1. Vorzugsweise bereits aufgrund der Form der Verankerungskomponenten eine dauerhafte, stabile Verankerung möglich ist,
2. Auftretender Knochenschwund zu keiner wesentlichen Beeinträchtigung der Stabilität der Verankerung führen soll.
3. Die Verankerung dynamischen Belastungen ge wachsen sein soll.

Diese Aufgabe wird mit der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß ein dübelartiger Hohlkörper im aufgespreizten Zustand distal des "Dübelkopfes", also distal des Eingangsbereiches der knöchernen Höhlung (vgl. Fig. 2b: E = Eingangsbereich; T = in der Tiefe der knöchernen Höhlung), mindestens in einem Abschnitt einen - vorzugsweise deutlich - grö ßeren Querschnitt resp. Durchmesser aufweist, als der Querschnitt resp. Durchmesser im Bereich des "Dübelkopfes" beträgt (Fig. 2e).

Hierzu ist vorgesehen, daß die Aussparung (Aus fräsung, Ausbohrung, Ausnehmung oder dgl.) im Knochen in diesen zugehörigen Abschnitten (vgl. Fig. 2b) ebenfalls einen größeren Querschnitt resp. Durchmeser aufweist, als der Querschnitt resp. Durchmesser im Bereich der Eintrittsöffnung beträgt (Fig. 2b).

Der aufspreizbare, dübelartige Körper (vgl. Fig. 2c) hat im nicht aufgespreizten Zustand einen maximalen Querschnitt resp. Durchmesser, welcher kleiner ist als der entsprechende Durchmesser resp. Querschnitt der Höhlung im Eingangsbereich (vgl. Fig. 2b).

Der aufspreizbare, dübelartige Hohlkörper (vgl. Fig. 2c) wird im nicht aufgespreizten Zustand (vgl. Fig. 2c) in die knöcherne Höhlung (vgl. Fig. 2b) einge bracht (vgl. Fig. 2d); anschließend erfolgt die Ein bringung des Spreizkörpers (vgl. Fig. 2e).

Das Aufspreizen des Hohlkörpers läßt sich dadurch erreichen, daß der Kern des Hohlkörpers verjüngt ist (Fig. 2c), wobei bei Einbringung des Spreizkörpers diese Verjüngung (Fig. 2c) aufgespreizt ist (vgl. Fig. 2e) und die Außenseiten im Bereich der Ver jüngung in die verbreiterte knöcherne Ausnehmung (vgl. Fig. 2b) eingepreßt sind (Fig. 2e). Die Form dieser Verjüngung ist abhängig von der vorgesehenen knöchernen Ausnehmung (vgl. Fig. 1b bis 1f), sie ist daher prinzipiell weitgehend beliebig unter der Voraussetzung, daß bei der Aufspreizung die Außen seite fest an die knöcherne Wand anpreßbar ist und dadurch der maximale Querschnitt resp. Durchmesser der Verankerung - vorzugsweise deutlich - größer ist als der Querschnitt resp. Durchmesser im Bereich der Eintrittsöffnung (Fig. 2e).

Der Spreizkörper (vgl. Fig. 2c) kann aus Kunststoff oder Metall, z.B. Titan bestehen. Selbstverständlich können auch andere, in der Implantattechnik ge bräuchliche Werkstoffe verwendet werden.

Ebenso ist es möglich, den dübelartigen Hohlkörper aus allen Implantatwerkstoffen herzustellen, sofern sie die notwendige Festigkeit und Elastizität haben.

Weiterhin kann es sich als vorteilhaft erweisen, wenn der dübelähnliche Körper (Fig. 2c) an der Außenseite z.B. eine Titanbeschichtung hat (oder z.B. andere knochenverträgliche Werkstoffe) und nach innen begrenzt ist von einer - vorzugsweise ela stisch weichen - Stoßdämpfer-Feder-Schicht resp. elastischem Dämpfungsmaterial.

Des weiteren kann es vorteilhaft sein, wenn der Spreizkörper (Fig. 2d: Teil S) ein Gewinde hat, wo durch u.a. die gegenseitige Haftung zwischen Spreiz körper und "Dübel" verbessert ist.

Weiterhin kann es vorteilhaft sein, für den auf spreizbaren Körper elastische Dämpfungselemente mit Elastizitätsreserven zu verwenden. Hierzu sind - vorzugsweise abgekapselte - Hohlräume vorgesehen, die vorzugsweise mit unter Überdruck stehendem Gas gefüllt sind; diese können z.B. aus Gasblasen bestehen, die in einer elastisch dämpfenden Silikon masse integriert sind. Bei Aufspreizung des auf spreizbaren Körpers werden diese Blasen komprimiert, so daß sie dadurch eine Ausdehnungstendenz haben und bei Knochenschwund eine Elastizitätsreserve resp. Ausdehnungsreserve haben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Aus führungsbeispielen im Zusammenhang mit Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1a zeigt eine knöcherne Ausnehmung (Aus fräsung oder dgl.) mit einem zylindrischen Quer schnitt. Zur Erreichung einer festen Verankerung im Knochen mittels Dübeltechnik müssen hier die Wände des Dübels fest an den Knochen angepreßt werden, wobei Oberflächenmanipulationen die Haftreibung er höhen sollen. Bereits ein geringer Knochenschwund führt zur Verschlechterung der Stabilität dieser Verankerungsart. Als Lösung wird üblicherweise eine sehr intensive Einpressung des Dübels in den Knochen angestrebt.

Bei dynamischen, also physiologischen Belastungen, vor allem bei Zugbelastungen, kann die dauerhafte Stabilität der Verankerung gefährdet sein.

Fig. 1b zeigt den Ansatz der erfindungsge mäßen Lösung; die knöcherne Höhlung (Ausnehmung) ist hier so geformt, daß sie in der Tiefe der Höhlung einen größeren Querschnitt resp. Durchmesser hat als im Eingangsbereich (vgl. auch Fig. 2b). Nach Ein bringung der dübelartigen Verankerungskomponente (vgl. Fig. 2e) hängt die Stabilität hierbei jetzt vor allem von der Haltbarkeit des stehengebliebenen Knochens ab, an welchem die Verankerung abgestützt ist.

Fig. 1c bis Fig. 1f zeigen beispielsweise verschiedene Formen knöcherner Ausnehmungen für diese Art der Dübeltechnik.

Die Form der knöchernen Ausnehmung (Ausfräsung oder dgl.) ist prinzipiell beliebig, vorausgesetzt, die Dübelwände lassen sich bei der Einbringung des Spreizkörpers fest an den Knochen anpressen (vgl. Fig. 2e).

Fig. 2a zeigt (im Querschnitt) eine zylindri sche Ausnehmung (Ausfräsung oder dgl.). Diese zy lindrische Ausnehmung wird mittels Spezialfräsern speziell ausgeformt.

Fig. 2b zeigt eine spezielle Form dieser Aus fräsung (Ausnehmung), bei welcher in der Tiefe der knöchernen Höhlung (Bereich T) der Querschnitt resp. Durchmesser größer ist als im Eingangsbereich der Höhlung (Bereich E).

Fig. 2c zeigt eine dübelähnliche Verankerungs komponente, welche in die entsprechend der Fig. 2b vorbereiteten knöchernen Ausnehmung (Ausfräsung oder dgl.) eingebracht wird.

V = Bereich der Verjüngung der inneren Höhlung.

Kr = kragenähnlicher, plateauähnlicher Rand der dübelähnlichen Verankerungskomponente.

Fig. 2d zeigt die dübelähnliche Verankerungs komponente (Dü) innerhalb der vorbereiteten knöcher nen Höhlung (vgl. Fig. 2b). In die innere Höhlung des aufspreizbaren, dübelähnlichen Körpers wird jetzt der Spreizkörper (S) eingebracht, der dabei vor allem den Bereich der Verjüngung (V) ausein andergespreizt und fest an den Knochen (Kn) ange preßt wird.

Fig. 2e zeigt den dübelähnlichen Körper im auf gespreizten Zustand innerhalb des Knochens.

Claims

1. Für eine dauerhafte, stabile Befestigung vorge sehene, dübelartige Verankerung, vorzugsweise für eine zementfreie Fixierung von Knochenimplantaten, insbesondere von Femur- und/oder Tibiateilen von künstlichen Kniegelenken, sowie vor allem auch von Femur- und Hüftpfannenteilen von künstlichen Hüftge lenken, bestehend aus einseitig offenen, aufspreiz baren Hohlkörpern und in die jeweiligen Hohlkörper eintreibbaren Spreizkörper, wobei in der Höhlung des aufspreizbaren Hohlkörpers Verjüngungen vorgesehen sind, welche aufspreizbar sind und die aufspreiz baren Hohlkörper an der Außenmantelfläche nach dem Einbringen des Spreizkörpers ganz oder teilweise Knochenkontakt haben, dadurch gekennzeichnet,
daß der auspreizbare Körper im aufgespreizten Zustand in der Tiefe der knöchernen Höhlung (vgl. Fig. 2b) mindestens in einem Abschnitt einen größeren Quer schnitt resp. Durchmesser hat, als im Eingangsbe reich der knöchernen Höhlung (vgl. Fig. 2b, Fig. 2e), wobei als Voraussetzung die knöcherne Höhlung eine dementsprechende Form hat (vgl. Fig. 1b bis 1f, Fig. 2b) mit einem in der Tiefe der Höhlung größeren Querschnitt resp. Durchmesser als im Bereich der Eintrittsöffnung,
sowie dadurch gekennzeichnet, daß der aufspreizbare Körper (vgl. Fig. 2c) im noch nicht aufgespreizten Zustand (vgl. Fig. 2c, Fig. 2d) einen maximalen Querschnitt hat, welcher ein Einbringen dieses Kör pers in die knöcherne Höhlung nicht behindert (vgl. Fig. 2d), d.h. vorzugsweise ist dieser aufspreizbare Körper im nicht aufgespreizten Zustand im in die knöcherne Höhlung einzubringenden Anteil im Quer schnitt resp. Durchmesser kleiner als die knöcherne Höhlung im Eingangsbereich (vgl. Fig. 2d),
dadurch gekennzeichnet, daß der Kern des aufspreiz baren Körpers verjüngt ist resp. Bereiche mit Ver jüngungen hat (vgl. Fig. 2c, 2d: jeweils Bereich V), wobei bei Einbringung des Spreizkörpers diese Ver jüngung mit aufspreizbar ist und die Außenseiten im Bereich der Verjüngung in die hier verbreiterte knö cherne Ausnehmung (Ausfräsung oder dgl.) eingepreßt sind, wobei die Form dieser Verjüngung (vgl. Fig. 2c: Bereich V) abhängig ist von der vorgegebenen knöchernen Ausnehmung (vgl. Fig. 1b bis 1f, Fig. 2b),
dadurch gekennzeichnet, daß in dem elastischen Dämpfungsmaterial Ausgleich- resp. Ausweichräume vorgesehen sind, in welche das Material bei Kom pression reversibel entweichen kann, wobei vorzugs weise diese Hohlräume aus unter Überdruck stehenden, blasenähnlichen, mit Gas gefüllten Hohlräumen be stehen, und wobei diese Blasen vorzugsweise abge kapselt sind und in dem elastischen Dämpfungsma terial eingebettet sind.

2. Zur dauerhaften Verankerung vorgesehene Prothesen komponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form des aufspreizbaren Körpers prinzipiell beliebig ist (innerhalb der Rahmenbedingungen), vorausgesetzt, daß bei der Aufspreizung des aufspreizbaren Körpers die Außenseite fest an den Knochen anpreßbar ist.

3. Zur dauerhaften Verankerung vorgesehene Prothesen komponente nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Ausführung der aufspreizbare Körper aus elastischem Dämpfungsmaterial besteht, resp. Bereiche dieses aufspreizbaren Körpers aus elastischen Dämpfungselementen bestehen.

4. Zur dauerhaften Verankerung vorgesehene Prothesen komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der aufspreizbare Körper vorzugsweise mit Schlitzen versehen ist zur besseren Aufspreizbarkeit.

5. Zur dauerhaften Verankerung vorgesehene Prothesen komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der aufspreizbare Körper aus in der Implantattechnik gebräuchlichen Werkstoffen besteht, resp. eine Beschichtung mit diesen Werkstoffen vorgesehen ist, resp. eine Integration von Elementen vorgesehen ist, die aus diesen Werkstoffen besteht, sofern die notwendige Elastizität und Festigkeit gewährleistet ist.

6. Zur dauerhaften Verankerung vorgesehene Prothesen komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Übergänge des aufspreizbaren Körpers (Fig. 2c) in eine kragenähnliche oder plateauähnliche Fortführung vorgesehen sind (Fig. 2c: Kr).