DE3923154C2 - - Google Patents

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DE3923154C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Endoprothese zum Teilersatz des Gelenkkopfes eines menschlichen Knochens, insbesondere des Oberschenkelknochens, mit einem Kugelabschnitt, dessen Durchmesser D näherungsweise demjenigen des natürlichen Gelenkkopfes entspricht, und mit einem an der Unterseite des Kugelabschnitts angeordneten Verankerungszapfen, der über seine gesamte Länge L ein Außengewinde trägt und an seinem freien Ende in Zapfenrichtung eine Innenbohrung aufweist.
Aus der Zeitschrift med.-orthop.-Techn. 4/82, S. 103 bis 108, ist in den Fig. 2 oder 7 eine derartige Prothese bekannt, die einen Kugelabschnitt mit einem anschließenden, ein Außengewinde aufweisenden Verankerungszapfen besitzt. Diese bekannte Teilkopf-Prothese soll dabei so verankert werden, daß der Verankerungszapfen in Richtung des Schenkelhalses in den Knochen eingetrieben wird; der natürliche Femurkopf wird zu diesem Zweck senkrecht zur Schenkelhalsachse reseziert. Da das Körpergewicht des Patienten vertikal gegen den Femurkopf wirkt und in dieser Richtung in den Knochen eingeleitet wird, wirkt auf den Verankerungszapfen eine erhebliche Drehmoment-Belastung, die zu einer Lockerung der Prothese und zu Brüchen des Verankerungszapfens führen kann.
Aus der DE-PS 8 37 294 ist ebenfalls eine Teilkopf-Prothese mit einem Kugelabschnitt mit einem anschließenden Verankerungszapfen bekannt, der ebenfalls ein Außengewinde trägt und aufgrund seiner Länge in Richtung der Schenkelhalsachse eingetrieben werden muß.
Aus der EP 01 65 947 B1 ist eine Endoprothese zum Teilersatz des Gelenkkopfes eines menschlichen Knochens bekannt, welche eine unten offene, kugelförmige Hohlkappe aufweist, von deren Unterseite ein Hohlzylinder als Verankerungszapfen absteht. Diese bekannte Endoprothese dient dazu, den nur schichtweise resezierten Gelenkkopf des menschlichen Femurknochens zu überdecken. Da der Hohlzylinder in Richtung der Schenkelhalsachse befestigt wird, wirken auf den Hohlzylinder erhebliche Drehmoment-Belastungen, die zu Lockerungen führen können. Außerdem wird bei der Implantation derartiger Kappen, bei der nur eine obere Schicht des Femurknochens reseziert wird, die oftmals tief in den Gelenkkopf hineinragende Beschädigung des Knochengewebes nicht ausreichend entfernt.
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Endoprothese der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß bei schonender aber ausreichender Resektion des natürlichen Knochenmaterials eine feste Verankerung im Femur gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird bei der Endoprothese der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Verankerungszapfen in der Innenbohrung ein Innengewinde aufweist, welches dieselbe Steigung wie das Außengewinde besitzt, daß der Außendurchmesser des Außengewindes zum freien Ende des Verankerungszapfens hin abnimmt, und daß die Länge L des Verankerungszapfens auf einen Wert D/3LD begrenzt ist.
Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß der Verankerungszapfen auf der Unterseite des Kugelabschnittes ausreichend kurz und gleichwohl mit einer großen tragenden Gewindefläche ausgebildet ist. Aufgrund der Dimensionierung des Verankerungszapfens ist es möglich, die Endoprothese so zu implantieren, daß der Verankerungszapfen im wesentlichen in Richtung der Kraftachse - also etwa 14° bis 20° gegen die Vertikale geneigt - im restlichen Gelenkkopf eingeschraubt und befestigt wird. Die bei der natürlichen Belastung auftretenden Kräfte rufen dann keine bzw. nur geringe Drehmoment-Belastungen am Verankerungszapfen hervor. Durch diese Verschraubung in der Spongiosa des restlichen Gelenkkopfes, die nur bei vergleichsweise kurzem Verankerungszapfen möglich ist, wird eine besonders wirksame Primär- und Langzeitstabilität der Endoprothese bei vergleichsweise geringer Knochenresektion ermöglicht. Die Ausbildung des Kugelabschnittes aus Massivmaterial hat den Vorteil, daß die Resektion des entsprechenden Teils des Gelenkkopfes einfach - nämlich senkrecht zur Schenkelhalsachse - durchführbar ist, und daß dabei auch das tiefer liegende kranke Knochengewebe ausreichend entfernt wird.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Kugelabschnitt der Prothese näherungsweise eine Halbkugel, und die Länge L des Verankerungszapfens liegt bevorzugt im Bereich D/2<L<3 D/4.
Der Verankerungszapfen kann als Zylinder oder als Konusabschnitt mit einer zum freien Ende hin vorhan­ denen Verjüngung ausgebildet sein. Alternativ läßt sich der Verankerungszapfen auch als Kugelabschnitt ausbilden, dessen Durchmesser ein vorgegebenes Maß kleiner als der Außendurchmesser des Kugelabschnitts ist und auf der Außenfläche ebenfalls das Schraub­ gewinde trägt.
Besonders bevorzugt besitzt der Kugelabschnitt an der Kante zu seiner Unterseite hin eine Umfangsfase. Die Resektionskante der Knochenwand des unteren Ge­ lenkkopfes wird bevorzugt mit derselben Fase ausge­ stattet, so daß sich die Endoprothese beim Einschrau­ ben in die Spongiosa schließlich selbst zentriert und auf diese Weise der Kugelform des unteren Ge­ lenkkopf-Abschnittes exakt anpaßt.
Besonders bevorzugt kann die Oberfläche des Ver­ ankerungszapfens und des Schraubgewindes mit einer Beschichtung aus Hydroxylapatit versehen werden, die das Verwachsen mit dem angrenzenden Knochenge­ webe erleichtern und fördern soll.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeich­ net.
Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Endoprothese im implantierten Zustand; und
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Endoprothese.
Gemäß Fig. 1 besitzt die Endoprothese 1 einen Kugel­ abschnitt 2, dessen Durchmesser D demjenigen des natürlichen Gelenkkopfes näherungsweise entspricht. Der Kugelabschnitt 2 besitzt eine ebene Unterseite 4, von der ein Verankerungszapfen 6 senkrecht absteht.
Der Verankerungszapfen 6 ist in der dargestellten Ausführungsform als Konusabschnitt ausgebildet, der sich zum freien Ende 7 hin verjüngt und über seine gesamte Länge außen ein Schraubgewinde 8 trägt. Das Schraubgewinde 8 besitzt unmittelbar unterhalb der Unterseite 4 des Kugelabschnitts 2 einen Außendurch­ messer, welcher ein vorgegebenes Maß kleiner ist als der Innendurchmesser des natürlichen Gelenkkopfes 10. Der Außendurchmesser des Schraubgewindes 8 nimmt zum freien Ende 7 des Verankerungszapfens 6 hin ab.
Die Länge L des Verankerungszapfens 6 liegt im Be­ reich D/3L D, sie liegt besonders bevorzugt im Bereich D/2<L<3 D/4. Der Kugelabschnitt 2 ist näherungsweise als Halbkugel mit dem Durchmesser D ausgebildet und weist an der Kante zwischen Unter­ seite 4 und Kugelabschnitt 2 eine Umfangsfase 5 auf, die mit einer entsprechenden Umfangsfase der Re­ sektionskante des natürlichen unteren Gelenkkopf- Abschnitts zusammenpaßt und eine Zentrierung und Vergrößerung der Anlagefläche bei der Verankerung ermöglicht.
Im Kugelabschnitt 2 sind in geringem Abstand von der Umfangsfase 5 Bohrungen 3 eingearbeitet, die als An­ griffspunkte für Zapfen eines entsprechenden Eindreh­ werkzeuges dienen.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Endo­ prothese 1, bei welcher der Verankerungszapfen 6 als Hohlzylinder ausgebildet ist und an seinem freien Ende 7 eine entsprechende zentrale Innenbohrung 9 aufweist, welche sich im dargestellten Ausführungs­ beispiel in den Kugelabschnitt hineinerstreckt. Zu­ sätzlich zum Außengewinde 8, dessen Außendurchmesser sich zum freien Ende 7 hin verringert, besitzt der Verankerungszapfen 6 auf seiner Innenfläche ein Innengewinde 12, welches bis in den Kugelabschnitt hineinlaufen kann. Die Wandung des Verankerungszapfens 6 besitzt viele Durchbrechungen, durch die das ver­ bleibende natürliche Knochengewebe bei der implantier­ ten Prothese hindurchwächst. Das Außengewinde besitzt Gewindeflanken, die zum freien Ende 7 des Verankerungs­ zapfens 6 leicht abwärtsgeneigt sind.

Claims (10)

1. Endoprothese zum Teilersatz des Gelenkkopfes eines menschlichen Knochens, insbesondere des Oberschenkelknochens,
mit einem Kugelabschnitt, dessen Durchmesser D näherungsweise demjenigen des natürlichen Gelenkkopfes entspricht, und
mit einem an der Unterseite des Kugelabschnitts angeordneten Verankerungszapfen, der über seine gesamte Länge L ein Außengewinde trägt und an seinem freien Ende in Zapfenrichtung eine Innenbohrung aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Verankerungszapfen (6) in der Innenbohrung (9) ein Innengewinde (12) aufweist, welches dieselbe Steigung wie das Außengewinde (8) besitzt, daß der Außendurchmesser des Außengewindes (8) zum freien Ende des Verankerungszapfens hin abnimmt, und daß die Länge L des Verankerungszapfens (6) auf einen Wert D/3L D begrenzt ist.
2. Endoprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge L etwa D/2<L<3D/4 beträgt.
3. Endoprothese nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelabschnitt (2) näherungsweise eine Halbkugel ist.
4. Endoprothese nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verankerungszapfen (6) als Hohlzylinder ausgebildet ist.
5. Endoprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verankerungszapfen (6) als Kugelabschnitt mit einem Durchmesser d<D ausgebildet ist.
6. Endoprothese nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelabschnitt (2) an der Kante zu seiner Unterseite (4) hin eine Umfangsfase (5) besitzt.
7. Endoprothese nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verankerungszapfen (6) und das Außengewinde (8) eine Beschichtung aus Hydroxylapatit aufweist.
8. Endoprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenbohrung (9) sich in den Kugelabschnitt (2) hinein erstreckt.
9. Endoprothese nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengewinde bis in den Kugelabschnitt (2) verläuft.
10. Endoprothese nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des hohlzylindrischen Verankerungszapfens Durchbrechungen aufweist.
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