DE4027183A1

DE4027183A1 - Prothese

Info

Publication number: DE4027183A1
Application number: DE4027183A
Authority: DE
Inventors: Rainer Dr Baumgart; Andreas Dr Nasielski; Augustin Dr Betz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-08-28
Filing date: 1990-08-28
Publication date: 1992-03-05

Description

Die Erfindung betrifft eine Prothese, bestehend aus einem an oder in einem Röhrenknochen zu fixierenden Verankerungs teil und einem damit verbundenen Gelenkflächenteil.

Endoprothetischer Gelenkersatz ist bei Gelenkverschleiß oft die einzige Möglichkeit, eine schmerzfreie Bewegung zu er möglichen. Die Totalendoprothese der Hüfte ist am weitesten verbreitet, es werden jedoch zunehmend auch Prothesen als Er satz für andere Gelenke, wie z. B. verschlissene Kniegelenke, Schultergelenke oder Fingergelenke, verwendet.

Ein wesentlicher Nachteil von künstlichem Gelenkersatz ist die Lockerungstendenz in der Verbindung zum Knochen und da mit die begrenzte Haltbarkeit. Hierin liegt der Grund, wes halb der prothetische Gelenkersatz eine Versorgung des alten Menschen mit reduzierter Bewegungsintensität sein sollte und die Anzahl eventueller Prothesenwechsel absehbar ist. Bei jüngeren Menschen wird vielfach die Gelenkversteifung vorgezogen.

Die Bemühungen der letzten Jahre galten deshalb vor allem der Verbesserung der Prothesenverankerung. Im Bereich der Endoprothetik sind sowohl einzuzementierende Ausführungen als auch zementfrei verankerte Ausführungen bekannt. Eine zementfreie Schaftverankerung, die primär eine feste Verbindung zum Knochenrohr herstellt, existiert jedoch bisher nicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Prothese der eingangs angegebenen Art in der Weise auszubilden, daß eine zement freie, praktisch eine sofortige Belastung ermöglichende und dauerhafte Schaftverankerung erreicht wird.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung im wesentlichen dadurch, daß das Verankerungsteil eine zum Axialeingriff in den Knochenhohlraum bestimmte Befestigungsschraube auf weist, daß die Befestigungsschraube in Form einer ins besondere selbstschneidenden Gewindeschraube ausgebildet und in ihren Außenabmessungen derart dimensioniert ist, daß ihre vorzugsweise schneidenden Flanken in der Endposition im Knochenhohlraum zumindest in Teil-Umfangsbereichen in die harte Knochenkortikalis eingreifen und daß das Verankerungs teil und die Befestigungsschraube in der Endposition unter gegenseitiger Zentrierung kraft- und/oder formschlüssig kuppelbar sind.

Durch die Erfindung wird eine Prothesenverankerung erreicht, die das jeweilige Gelenkflächenteil kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit harten Knochenbereichen verbindet, in die sich die jeweilige Gewindeschraube eingräbt und sicher stellt, daß bereits unmittelbar nach erfolgtem Anbringen der Prothese eine hohe Festigkeit der Verbindung gegeben und damit auch die Prothese belastbar ist.

Die Befestigungsschraube weist zumindest an ihrem betätigungsseitigen Ende ein Paßflächen-Kuppelteil auf, und am Verankerungsteil ist eine dazu komplementäre Paßfläche ausgebildet. In bestimmten Fällen, wie z. B. beim Gelenk flächenersatz an Fingern, ist es auch möglich, ohne Verankerungsteil zu arbeiten und im Gelenkflächenteil selbst eine komplementäre Paßfläche für das Kuppelteil der Be festigungsschraube auszubilden.

Die vorzugsweise als schneidende Gewindeschraube aus gebildete Befestigungsschraube ist sich zu ihrem freien Ende hin verjüngend ausgebildet, d. h. die Außenkanten der Gewinde- bzw. Schneidflanken liegen auf einem sich zum Schraubenende hin verjüngenden Kegelabschnitt. Dies er möglicht nach Ausführung einer entsprechenden Aushöhlung im Knochen ein problemfreies Einsetzen eines Verankerungsteils und ein Eindrehen der Befestigungsschraube unter gleich zeitiger Schaffung einer festen und dauerhaften Verklemmung der Gewinde- bzw. Gewindeschneidflanken in der Knochen kortikalis.

Von Vorteil ist es ferner, die zwischen den Schneidflanken der Befestigungsschraube gelegenen Abstandsräume als Depot räume zur Aufnahme von insbesondere vorher entfernter ortständiger Gewebemasse zu nutzen. Begünstigt wird dies durch die konische Ausgestaltung der Befestigungsschraube sowie dadurch, daß zur eigentlichen Fixierung dieser Be festigungsschraube im Knochenhohlraum nur jeweils ein Teilbereich der Radialerstreckung der Gewinde- oder Schneid flanken in die Knochenkortikalis eingreifen muß und somit zwischen der Schraubenseele und der Knochenkortikalis noch die in der bereits erwähnten Weise genutzten Depoträume verbleiben und die Verankerung durch sich konsolidierende Knochenmehlmassen und einwachsende Knochenbälkchen verbessert wird. Die Handhabung zum Auffüllen der Depoträume zwischen den Schneidflanken mit vorher entferntem, orts ständigem Material läßt sich einfach und zeitsparend durch führen.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der erfindungs gemäßen Prothese zeichnet sich dadurch aus, daß das Ver ankerungsteil aus einem Hohlkörper von unrundem Querschnitt besteht, der in Bereichen verringerten Durchmessers Wandungsöffnungen aufweist und daß diese Wandungsöffnungen Durchtritte für die über den Außenumfang des Hohlkörpers vorstehenden Schneidflanken der Befestigungsschraube bilden. Dabei ist vorzugsweise das Verankerungsteil über ein seitlich angesetztes Halsteil mit einem kugelförmigen Gelenkflächenteil verbunden, und das Verankerungsteil weist benachbart dem Halsteil eine ringförmige Paßaufnahme für ein Paßflächen-Kuppelteil der Befestigungsschraube auf. An dem von der ringförmigen Paßaufnahme abgewandten Ende des Verankerungsteils ist dabei eine weitere Paßaufnahme zur form- und kraftschlüssigen Kupplung mit der Befestigungs schraube vorgesehen.

Aufgrund dieser Ausgestaltung wird erreicht, daß die eine besonders stabile und dauerhafte Verankerung gewährleistende Prothese trotz ihrer Mehrteiligkeit sich nach erfolgter Implantation wie eine massiv einteilige Prothese verhält, jedoch sofort belastbar ist.

Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Verankerungsteil ein axial verlaufender Führungs stab für die mit einer entsprechenden zentralen Bohrung ausgestattete Befestigungsschraube vorgesehen. Dieser Führungsstab, der einen festen Bestandteil des Verankerungs teils darstellen kann, erleichtert die zentrische Einbringung der Befestigungsschraube und trägt dazu bei, daß die in der Endposition geforderte form- und kraftschlüssige Kupplung zwischen Befestigungsschraube und Verankerungsteil zwangsläufig erreicht wird.

Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung stellen Führungsstab und Verankerungsteil separate Elemente dar, wobei der Führungsstab an einem Ende mit einem vorzugsweise konischen Schneidgewinde versehen ist. Auf diese Weise kann der Führungsstab in den Knochenhohlraum eingebracht und mit seinem einen Ende fixiert werden. Dieser so fixierte Führungsstab kann dann auch dazu benutzt werden, eine Raspel zu führen und auf dieser Weise die Perforationsgefahr zu verringern. Unabhängig von dieser eventuellen Zusatzfunktion des Führungsstabs bleibt aber seine Hauptaufgabe, nämlich die Führung der Befestigungsschraube während deren Einbringung in das Verankerungsteil, erhalten.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Allen Ausführungsvarianten der Erfindung ist gemeinsam, daß die jeweilige Prothese sofort belastbar ist, im Falle eines eventuell erforderlich werdenden Prothesenwechsels eine einfache Demontage möglich ist und außerdem die jeweiligen Gewindegänge dem einwachsenden Knochengewebe ein gutes Gerüst zur sekundären Verfestigung bieten.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Schemadarstellung einer Hand mit an einem Fingergelenk vorgesehenen Gelenkflächen prothese,

Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung von Aufbau und Anbringung einer derartigen Prothese,

Fig. 3 bis 6 schematische Dartellungen zur Erläuterung des Aufbaus und des Einbringens einer Hüftgelenks prothese, und

Fig. 7 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Anordnung und Fixierung der Prothese nach den Fig. 3 bis 6 im Röhrenknochen.

Fig. 1 zeigt die Anbringung von Gelenkflächenteilen 2 im Bereich eines Fingergelenks, wobei diese den ursprüng lichen Gelenkflächen nachgebildeten Gelenkflächenteile 2 bezüglich des jeweils zugehörigen Röhrenknochens 5 mittels einer Schraubverbindung fixiert werden.

Fig. 2 zeigt die Bestandteile der Fingergelenksprothese nach Fig. 1 im voneinander getrennten Zustand.

Das Gelenkflächenteil 2 ist mit einer durchgehenden Öffnung 8 versehen, und außerdem ist an diesem Gelenkflächenteil 2 auf der dem Röhrenknochen 5 zugewandten Seite vorzugsweise ein Verankerungsteil 1 angebracht, das in eine ent sprechende, durch eine Vorbohrung hergestellte Ausnehmung des Knochens 5 eingreift. In bestimmten Fällen kann bei derartigen Prothesen auch auf das Verankerungsteil 1 verzichtet werden, wenn eine stabile flächige Verbindung allein durch die über eine Befestigungsschraube 3 erzielbare Haltekraft ausreichend ist.

Die Befestigungsschraube 3 ist vorzugsweise als schneidende Schraube ausgebildet, wobei die Schneidflanken 4 auf einem sich zum Schraubenende hin verjüngenden Kegel gelegen sind. Auf der Betätigungsseite der Schraube 3 weist diese ein Paßflächen-Kuppelteil 7 auf, das bei erfolgter Anbringung der Prothese formschlüssig in die Öffnung 8 des Gelenkflächenteils 2 eingreift. Die Öffnung 8 kann nach erfolgter Anbringung der Prothese durch ein Verschlußelement 6 abgedeckt werden. In bestimmten Fällen ist jedoch diese Abdeckung nicht unbedingt erforderlich.

Die Fig. 3 bis 6 zeigen das Prinzip einer besonders wichtigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prothese am Beispiel einer Hüftgelenksprothese. Anhand dieser Fig. 3 bis 6 ist auch die Art der Einbringung und Fixierung dieser Prothese zu erläutern.

Fig. 3 zeigt ein Verankerungsteil 1 mit einem seitlich angesetzten Halsteils 10 und einem mit diesem Halsteil 10 fest verbundenen bzw. aufsteckbar ausgebildeten kugel förmigen Gelenkflächenteil 2. Das Verankerungsteil 1 besitzt über seine Länge betrachtet einen unrunden Querschnitt und ist mit zumindest zwei einander diametral gegenüberliegenden Wandungsöffnungen 9 ausgestattet. Dem Halsteil 10 benachbart ist eine ringförmige Paßaufnahme 11 vorgesehen. Diese Paßaufnahme 11 ist mit einem Innengewinde 17 ausgestattet.

Zur Erleichterung der Montage des von dem Verankerungsteil 1 gebildeten Prothesenschaftes ist ein Hilfsrohr 15 vor gesehen, das mit dem Innengewinde 17 der ringförmigen Paßaufnahme 11 verschraubbar ist.

Dieses Hilfsrohr 15 dient zur Führung eines Führungs stabs 13, der zentrisch in das Verankerungsteil eingeführt und in diesem Verankerungsteil 1 dann auch fixiert wird.

Wie Fig. 3 zeigt, ist der Führungsstab 13 mit einem Paßkegel 16 und einem sich daran anschließenden und das freie Ende des Führungsstabs 13 bildenden Schneidgewinde 14 versehen. Dieses Schneidgewinde 14 stellt eine ver gleichsweise dünne Markraumschraube dar und dient einer seits zur ersten Fixierung des Verankerungsteils 1, durch dessen unteres Ende sie austritt, im Oberschenkelknochen, sowie andererseits zur Führung der eigentlichen Befestigungs schraube, deren Einbringung noch erläutert wird.

Es ist auch möglich, den in Fig. 3 dargestellten Führungs stab 13 so auszubilden, daß sich der Paßkegel 16 zum Werk zeugansatzende hin verjüngt und zu seinem freien Ende hin zylinderförmig ist und daß dieser Führungsstab mit seiner Gewindeschraube 14 zuerst in den Markraum eingebracht und dann dieser Führungsstab auch dazu verwendet wird, eine Raspel sicher längs des Knocheninnenraums zu führen. In diesem Falle wird dann das Verankerungsteil 1 anschließend eingebracht.

Fig. 4 zeigt die Prothese nach der Erfindung in der Position der Vorfixierung mittels der Schneidgewindeschraube 14. In diesem Zustand ist der Führungsstab 13 zentrisch im Verankerungsteil 1 positioniert, und zwar über den Paß kegel 16, der mit einer entsprechenden Gegenfläche im Ver ankerungsteil 1 zusammenwirkt. Das Hilfsrohr 15, das mit einem dem Innengewinde 17 im Verankerungsteil 1 entsprechenden Außengewinde 18 und einem entsprechenden Anschlagring versehen ist, kann bei diesem Stadium der Montage wieder entfernt werden. Zu betonen ist auch, daß dieses Rohr 15 ein vorteilhaftes Montagehilfsmittel darstellt, jedoch im Rahmen der Erfindung nicht unbedingt erforderlich ist.

Fig. 5 zeigt die Prothese vor dem Einbringen des von der Befestigungsschraube 3 gebildeten eigentlichen Fixier elements.

Bei dieser Befestigungsschraube 3 handelt es sich bevorzugt um eine schneidende Gewindeschraube, d. h. um eine Gewindeschraube mit ausgeprägten Schneidflanken 4, deren Außenkanten auf einem sich zum freien Ende hin verjüngenden Konus gelegen sind. Diese Befestigungsschraube 3 besitzt eine zentrische Bohrung, so daß sie auf den Führungsstab 13 geschoben werden kann.

Am betätigungsseitigen Ende der Befestigungsschraube 3 ist ein Paßflächen-Kuppelteil in Form einer Ringscheibe 7 vorgesehen.

Fig. 6 zeigt die Prothese mit bereits in das Verankerungs teil 1 eingebrachter Befestigungsschraube 3. Aufgrund des unrunden Querschnitts des Verankerungsteils treten die Schneidflanken 4 durch die Wandungsöffnungen nach außen und werden aufgrund des Einschneidvorgangs fest in der harten Knochenkortikalis verankert. Nach dem erfolgten Einbringen der Befestigungsschraube 3 wird ein zylinderkappenförmiges Verschlußelement 6′ mit entsprechendem Außengewinde mit dem Innengewinde 17 der ringförmigen Paßaufnahme verschraubt, wobei das Verschlußelement 6′ hier neben der Abdeckung vor allem der Axialverspannung der Befestigungsschraube 3 dient und die mehrteilige Prothesen- anordnung derart form- und kraftschlüssig zusammenfügt, daß sie sich wie ein ein teiliger stabiler Körper verhält.

Die perspektivische Darstellung nach Fig. 7 zeigt den Zustand der fertigen Montage der erfindungsgemäßen Prothese im Röhrenknochen 5. Dabei ist zu sehen, daß die Vielzahl von Schneidflanken 4 in der harten Knochenkortikalis verankert ist und diese Verankerung, die sofort nach erfolgtem endgültigen Eindrehen der Befestigungsschraube erreicht wird, jeglicher Lösetendenz entgegenwirkt.

Die Gewindegänge selbst bieten dabei dem einwachsenden Knochengewebe ein gutes Gerüst zur sekundären Verfestigung.

Bezugszeichenliste

1 Verankerungsteil
2 Gelenkflächenteil
3 Befestigungsschraube
4 Schneidflanken
5 Röhrenknochen
6, 6′ Verschlußelement
7 Paßflächen-Kuppelteil
8 Öffnung
9 Wandungsöffnung
10 Halsteil
11 ringförmige Paßaufnahme
12 weitere Paßaufnahme
13 Führungsstab
14 Schneidgewinde
15 Hilfsrohr
16 Paßkegel
17 Innengewinde
18 Gewindering

Claims

1. Prothese, bestehend aus einem an oder in einem Röhrenknochen zu fixierenden Verankerungsteil und einem damit verbundenen Gelenkflächenteil, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verankerungsteil (1) eine zum Axialeingriff in den Knochenhohlraum bestimmte Befestigungsschraube (3) aufweist,
daß die Befestigungsschraube (3) in Form einer insbesondere selbstschneidenden Gewindeschraube ausge bildet und in ihren Außenabmessungen derart dimensioniert ist, daß ihre vorzugsweise schneidenden Flanken (4) in der Endposition im Knochenhohlraum zumindest in Teil-Umfangsbereichen in die harte Knochenkortikalis eingreifen, und
daß das Verankerungsteil (1) und die Befestigungsschrau be (3) in der Endposition unter gegenseitiger Zentrie rung kraft- und/oder formschlüssig kuppelbar sind.

2. Prothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsschraube (3) zumindest an ihrem be tätigungsseitigen Ende ein Paßflächen-Kuppelteil (7) aufweist und daß am Verankerungsteil (1) eine komplementäre Paßfläche ausgebildet ist.

3. Prothese nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Paßflächen-Kuppelteil (7) von einem zylindri schen oder zumindest teilkegelig ausgebildeten Schraub kopf gebildet ist.

4. Prothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkanten der Schneidflanken (4) der Befesti gungsschraube (3) auf einem sich zum Schraubenende hin verjüngenden Kegelabschnitt gelegen sind.

5. Prothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkflächenteil (2) aus einem flächig gekrümm ten Element besteht, das eine den Durchtritt der Befesti gungsschraube (3) gestattende Öffnung (8) aufweist, der insbesondere ein als Paßorgan ausgebildetes Verschluß element (6) zugeordnet ist.

6. Prothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Schneidflanken (4) der Befesti gungsschraube (3) gelegenen Abstandsräume Depoträume zur Aufnahme von insbesondere vorher entfernter ortsständi ger Gewebemasse bilden.

7. Prothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verankerungsteil (1) aus einem Hohlkörper von unrundem Querschnitt besteht, der in Bereichen verringer ten Durchmessers Wandungsöffnungen (9) aufweist und daß diese Wandungsöffnungen (9) Durchtritte für die über den Außenumfang des Hohlkörpers vorstehenden Schneidflanken (4) der Befestigungsschraube (3) bilden.

8. Prothese nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verankerungsteil über ein seitlich angesetztes Halsteil (10) mit einem kugelförmigen Gelenkflächenteil (2) verbunden ist, daß das Verankerungsteil (1) dem Halsteil (10) benachbart eine ringförmige Paßaufnahme (11) für ein Paßflächen-Kuppelteil (7) der Befesti gungsschraube (3) aufweist, und daß an dem von der ring förmigen Paßaufnahme (11) abgewandten Ende des Veran kerungsteils (1) eine weitere Paßaufnahme (12) zur form und kraftschlüssigen Kupplung mit der Befestigungsschrau be (3) vorgesehen ist.

9. Prothese nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verankerungsteil (1) zwei einander diametral ge genüberliegende Wandungsöffnungen (9) aufweist.

10. Prothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bereich beider Enden der Befestigungsschraube (3) vorgesehenen Paßaufnahmen (11, 12) Ring-, Zylinder- oder Kegelflächen aufweisen.

11. Prothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement (6′) zylinderkappenformig ausgebildet und in die ringförmige Paßaufnahme (11) unter gleichzeitiger Axialverspannung der Befestigungs schraube (3) einschraubbar ist.

12. Prothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Verankerungsteil (1) ein axial verlaufender Führungsstab (13) für die mit einer entsprechenden zen tralen Bohrung ausgestattete Befestigungsschraube (3) vorgesehen ist.

13. Prothese nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsstab (13) mit dem bodenseitigen Ende des Verankerungsteils (1) fest verbunden ist und über das bodenseitige Ende nicht hinausragt.

14. Prothese nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsstab (13) durch das bodenseitige Ende des Verankerungsteils (1) geführt und am überstehenden Ende mit einem konischen Schneidgewinde (14) versehen ist.

15. Prothese nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Verankerungsteil (1) auf den Führungsstab (13) aufschiebbar und mit seinem bodenseitigen Ende form schlüssig oder über eine kegelige Paßkupplung form- und kraftschlüssig kuppelbar ist.