DE4401815A1 - Hüftgelenkanordnung mit einem selbsteinstellenden, mit dem Oberschenkelkopf verbundenen Einsatz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hüftgelenkanordnung mit einem selbsteinstellenden, mit dem Oberschenkelkopf verbundenen Einsatz, die in koordiniertem Zusammenwirken miteinander eine künstliche Gelenkaufnahme und eine Oberschenkel­ verankerung mit dem Oberschenkelkopf aufweist. Genauer gesagt, ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine Hüftgelenkanordnung mit einem selbsteinstellenden Einsatz, der mit dem Oberschenkel und mit der Gelenkpfanne der Hüfte zusammenwirkt, mit dem Zweck, die infolge einer Krankheit, z. B. Arthrose, oder eines Unfalls beschädigte Anlenkung des Oberschenkels zu verbessern oder wiederher­ zustellen oder auch mit dem Zweck, die Wirksamkeit und Funktionsbereitschaft der vorgenannten Oberschenkel­ anlenkung im Falle von angeborenen Mißbildungen zu ver­ bessern und demzufolge das Risiko von zahlreichen Luxa­ tionen oder Verrenkungen zu verringern.

Die Oberschenkelanlenkung der Hüfte wird vom Kopf des Oberschenkelknochens und von einer natürlichen wiegen­ artigen Aufnahme gebildet, in der sich der Oberschenkel­ kopf abstützt und in der er gleitet, wobei diese Gelenk­ aufnahme oder Gelenkpfanne von einer im Becken vorge­ sehenen, im wesentlichen kugelförmigen Anlenkhöhlung ge­ bildet wird, die dazu bestimmt ist, den Kopf des Ober­ schenkelknochens aufzunehmen. Dieser Kopf des Ober­ schenkelknochens, der in der vorgenannten wiegenförmigen Aufnahme sich abstützt und dort gleitet bzw. sich dreht, bildet das Oberschenkelgelenk.

Die Beschädigung der Gelenkaufnahme durch Krankheit oder durch Unfall oder eine eventuelle angeborene Mißbildung kann zu Problemen hinsichtlich der Funktions- oder Wirkungsweise des Gelenkes führen, wobei im besonderen das Risiko bei einer angeborenen Luxation oder Verrenkung erhöht wird oder auch das Risiko, daß das normale Verhältnis zwischen den Gelenkteilen gestört wird, was sich dadurch auswirken kann, daß der Oberschenkelkopf aus seinem natürlichen Sitz oder seiner natürlichen Aufnahme heraustreten kann.

Es ist bekannt, daß die Gelenkhöhlung auch in beachtlichem Umfang in Abhängigkeit von den Abmessungen des menschli­ chen Körpers variieren kann, wobei sie bei erwachsenen Personen zwischen 38 und 65 mm betragen kann. Auch der Arm der Drehbewegung in den Ebenen des Raumes des Oberschenkelkopfes ist veränderlich in Abhängigkeit von und proportional zu den Abmessungen des menschlichen Körpers. Es ist auch bekannt, daß bei den vollständigen Wiederherstellungsprothesen der Oberschenkelkopf einen Durchmesser von etwa zwischen 22 und 32 mm beträgt. Man muß sich dann weiterhin vor Augen halten, daß bei der Wiederherstellung die künstliche Gelenkpfanne nach vor­ heriger Vorbereitung im wesentlichen in die natürliche Gelenkpfanne und im wesentlichen in derselben Stellung eingesetzt wird. Wenn eine Mißbildung der Gelenkpfannen­ höhlung besteht, die eine zu vertikale Stellung der Gelenkpfanne definiert, bestimmt man mit großer Wahr­ scheinlichkeit das Risiko eines angeborenen Luxations­ zustandes. In der Tat, je vertikaler die Gelenkpfanne angeordnet ist, um so größer sind im Hinblick auf den verhältnismäßig kleinen Durchmesser des künstlichen Ober­ schenkelkopfes die Risiken, daß der Kopf des Oberschenkel­ knochens austritt und demzufolge der Luxation oder Ver­ renkung.

Wenn dann zu dem, daß sie im wesentlichen senkrecht ange­ ordnet ist, die Gelenkpfanne ein nicht-physiologisches Verhältnis zwischen der Antiversion des Oberschenkel­ knochens und derjenigen der Gelenkpfanne aufweisen, ist es im Falle einer Luxation sehr schwierig, die korrekte Stellung des Kopfes des Oberschenkelknochens aufrecht­ zuerhalten, und es kann demzufolge notwendig sein, auf chirurgischem Wege einzugreifen. Im Falle der Gefahr von Luxationen ist es demzufolge notwendig, auf beim Ein­ pflanzen oder Einsetzen der Gelenkanordnung vorgesehene knochige Abstützungen zurückzugreifen oder die Gelenk­ anordnung mit einem weniger gefährlichen Winkel vorzusehen. Gleichzeitig verbleibt die Notwendigkeit, eine ausreichende Drehkapazität des Oberschenkelkopfes in der Gelenkpfanne zur Verfügung zu haben.

Wenn man auf chirurgischem Wege eingreifen soll, um knochige Abstützungen vorzusehen, ergeben sich außer der Tatsache, daß es notwendig ist, entsprechende Knochen zur Verfügung zu haben, Probleme hinsichtlich der Verankerung, der Dichtigkeit und der für den chirurgischen Eingriff erforderlichen Zeit. Wenn man hingegen die Gelenkanordnung nicht in der natürlichen Lage, sondern gegenüber dieser verdreht vorsieht, um die übermäßige Vertikalität oder die übermäßige antiverse Lage auszuschließen, ergeben sich Probleme hinsichtlich des Umfangs der Bewegung der Ver­ ankerung und der Dichtigkeit der Gelenkanordnung sowie der Präzision beim Einsetzen.

Es ist seit vielen Jahren eine zweigelenkige Vorrichtung für Teilprothesen der Hüfte bekannt, die verwendet wird in dem Falle, in dem der Hals des Oberschenkelknochens bricht, während die Gelenkanordnung ganz bleibt. Bei dieser zweigelenkigen Vorrichtung wird der Kopf des Ober­ schenkelknochens reproduziert, indem man eine äußere Kuppel und eine innere Kugel vorsieht, die fest mit Hilfe einer Verbindung am Oberschenkelknochen verankert sind. Die äußere metallische Kuppel wird dann in der natürlichen Gelenkaufnahme abgestützt, in der sie sich in normaler Art drehen kann, während die innere Kugel im Innern der metal­ lischen Kuppel sich drehen kann, wobei ein Lager- und Gleitelement aus Kunststoff zwischengesetzt ist. Diese zweigelenkige Vorrichtung dient jedoch lediglich zum spe­ zifischen Wiederherstellen des Oberschenkelkopfes und nicht für die Wiederherstellung der Gesamtheit Ober­ schenkelkopf - Aufnahmepfanne.

Die Operateure des betreffenden Fachgebietes verlangen seit langer Zeit und mit Nachdruck eine geeignete Einheit Gelenkaufnahme - Oberschenkelkopf, die auch im Falle von senkrechten natürlichen, übermäßig antiversen Gelenkanord­ nungen angewendet werden kann, ohne daß mechanische Pro­ bleme am Ort der Einsetzung gelöst werden müssen.

Da die Forderung darin zu bestehen scheint, daß sowohl die Bindung der Verringerung des Risikos von Luxationen in jedweder Stellung, in der die Gelenkpfanne angeordnet werden könnte, als auch die Bindung der natürlichen Gelenkmobilität auch nach dem Einsetzen des Arthroprothese der Hüfte vorhanden ist, hat die Anmelderin nach einer Lösungsidee gesucht und sie überraschenderweise auch ge­ funden und praktisch erprobt.

Die vorgenannte erfindungsgemäße Lösung bei einer Hüft­ gelenkanordnung mit einem selbsteinstellenden, mit dem Oberschenkelkopf verbundenen Einsatz, die in koordiniertem Zusammenwirken miteinander eine künstliche Gelenkaufnahme und eine Oberschenkelverankerung mit dem Oberschenkelkopf aufweist, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Oberschenkelkopf aus einem kugelförmigen Antifriktions- Einsatz mit einer inneren kugelförmigen Aufnahme und aus einem mit der inneren kugelförmigen Aufnahme zusammen­ wirkenden kugelförmigen Kopf besteht.

In den nachfolgenden Unteransprüchen werden Varianten der Ausführungsformen zu den allgemeinen Erfindungsgedanken des Anspruchs 1 beschrieben und definiert.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine künstliche Vorrichtung zu schaffen, die geeignet ist, das Einsetzen der Arthroprothesen zu erleichtern und zu ver­ bessern, wobei man gleichzeitig eine optimal dienliche Funktionsbereitschaft der Gelenkverbindung zwischen der Hüfte und dem Hals des Oberschenkelknochens erzielt und wiederum gleichzeitig auch das Risiko von Luxationen und Verrenkungen verringert.

Die oben erwähnte Arthroprothese ist im wesentlichen aus mindestens drei unterschiedlichen Elementen zusammenge­ setzt, die in koordinierter Art zusammenwirken und mecha­ nisch und anatomisch mit den beteiligten Knochen zusammen­ wirken.

Die Erfindung sieht vor, daß man die natürliche Gelenk­ pfanne, die jetzt beschädigt ist, durch eine künstliche Gelenkanordnung ersetzt, die an der Hüfte angebracht wird. Diese künstliche Gelenkanordnung ist mit an sich bekannten Mitteln versehen, die zu ihrer Verankerung an dem Becken, an dem sie eingesetzt wird, dient, sie kann im übrigen vorteilhafterweise eine Verkleidung oder Umkleidung aus porösem Material besitzen, um die Verankerung am Knochen stabil zu verwirklichen. Im Innern dieser künstlichen Gelenkanordnung wird ein im wesentlichen kugelförmig aus­ gebildeter Einsatz angebracht, der vorteilhafterweise aus einem Antifriktionsmaterial, vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial, hergestellt und/oder entsprechend bearbeitet worden ist. Dieser Einsatz aus Antifriktions­ material ist hinsichtlich seiner Ausbildung frei in einem bestimmten Winkel in der Aufnahme der Gelenkanordnung drehbar.

Gemäß einer Variante weist der Antifriktions-Einsatz am Ende eine Lippe auf, die als Endanschlag für diesen Anti­ friktions-Einsatz an der künstlichen Gelenkanordnung dient. Dieser Antifriktions-Einsatz besitzt eine innere Aufnahme, die mit dem Äußeren kommuniziert und eine Aushöhlung oder Ausweitung besitzt. Im Inneren des Ein­ satzes befindet sich vorteilhafterweise ein künstlicher Kopf, der durch Schnappwirkung eingesetzt ist. Der Anti­ friktions-Einsatz bildet in Verbindung mit dem vorge­ nannten Kopf den Oberschenkelkopf. Die Gestalt der inneren Aufnahme des Antifriktions-Einsatzes gestattet es, eine weitgehende Dreh- oder Rotationsfähigkeit des vorgenannten Kopfes gegenüber dem vorgenannten Antifriktions-Einsatz aufrechtzuerhalten. Zusätzlich zu der Rotation, die der Kopf im Innern des Antifriktions-Einsatzes ausführen kann, kann der vorgenannte Antifriktions-Einsatz auch noch eine Drehung in der Aufnahme der künstlichen Gelenkpfanne aus­ führen.

Die Vergrößerung des Durchmessers des Oberschenkelkopfes, eine Vergrößerung, die durch den Durchmesser des Anti­ friktions-Einsatzes bestimmt ist, erhöht in beachtlicher Weise den Hub oder Weg der Luxation oder Verrenkung, die auf diese Weise schwieriger eintreten kann. In diesem Falle ist die Luxation oder Verrenkung in der Tat vom Austreten des Antifriktions-Einsatzes aus der Aufnahme der künstlichen Gelenkanordnung bestimmt. Dieses Austreten ist jedoch ziemlich unwahrscheinlich, insofern, weil einerseits der Hebelarm des Hubendes nicht entsteht, wenn der Hals des Kopfes sich an der Gelenkpfanne abstützt, und weil andererseits der Durchmesser des Oberschenkelkopfes dank des Antifriktions-Einsatzes annähernd dem natürlichen Wert entspricht und der Weg bzw. Hub für die Luxation oder Verrenkung größer wird. Im übrigen ist die Drehbewegung oder Rotation des Antifriktions-Einsatzes sehr stark be­ grenzt gegenüber der Drehbewegung des Kopfes.

Nach einer Variante sind der Kopf und der Antifriktions- Einsatz einander gegenüber so bemessen, daß die ent­ sprechenden Rotationszentren nicht zusammenfallen, also verschieden sind bzw. getrennt voneinander angeordnet sind. Diese sind bestrebt, ein selbstzentrierendes Moment zu schaffen, das bestrebt ist, die beiden vorgenannten Zentren entlang derselben Achse anzuordnen, d. h. entlang der Belastungsachse.

Da der Einsatz aus Antifriktionsmaterial für sich allein nicht strahlensichtbar ("radiovisibile") ist, ist er vor­ teilhafterweise mit Hilfsmitteln versehen, die ihrerseits auf Strahlen ansprechen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegen­ standes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 die selbsteinstellende Hüftgelenkanordnung gemäß der Erfindung in Seitenansicht in einer aufge­ sprengten oder explodierten Darstellung,

Fig. 2A und 2B die selbsteinstellende Gelenkanordnung gemäß Fig. 1 in zwei verschiedenen Stellungen in Seitenansicht und

Fig. 3 die erfindungsgemäße Hüftgelenkanordnung in der Anwendung bei einem Oberschenkelgelenk.

In den beigefügten Zeichnungen wird mit 10 die selbst­ einstellende zweigelenkige Hüftgelenkanordnung gemäß der Erfindung bezeichnet. Diese Hüftgelenkanordnung 10 enthält in koordiniertem Zusammenwirken eine künstliche Gelenk­ anordnung 11, einen Antifriktions-Einsatz 12 in Halb­ kugelform aus einem Antifriktionsmaterial und entsprechend bearbeitet, vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial wie Polyäthylen, und eine Oberschenkelknochenverankerung 13 mit einem Kopf 14. Die künstliche Gelenkanordnung 11 wird mechanisch in die natürliche Höhlung oder Aufnahme des Beckens 23 nach vorheriger Vorbereitung dieser Ausnehmung oder Höhlung oder Aufnahme eingesetzt, um die Gelenkpfanne der Hüfte zu bilden (Fig. 3).

Zu dem obigen Zwecke weist die künstliche Gelenkanordnung 11 Nägel, Schrauben, Porosität, Gewinde, Halterungsränder oder andere Befestigungsmittel 15 zum Befestigen am Becken 23 auf, an dem diese Gelenkanordnung angebracht werden soll. Im übrigen ist, damit die wieder wachsenden Knochen sich stabil verankern, eine Verkleidung oder Bedeckung 16 aus porösem Material vorgesehen, die in unmittelbarer Zusammenarbeit mit dem wieder wachsenden knochigen Material eintritt.

In dieser künstlichen Gelenkanordnung 11 wird ein Anti­ friktions-Einsatz 12 eingesetzt, der sich gestaltmäßig anpaßt. Dieser Antifriktions-Einsatz 12 besitzt eine Rotationsfähigkeit im Inneren der Aufnahme in der künst­ lichen Gelenkanordnung 11, die durch die Anlagezunge 17, die als Endanschlag dient, begrenzt ist. Dieser Anti­ friktions-Einsatz 12 besitzt eine den Umfang entlang­ laufende Verengung 18, die es gestattet, den Kopf 14 durch Schnappwirkung einzusetzen, der dadurch im Inneren der inneren Aufnahme 25 des Einsatzes gehalten ist. Diese am Umfang entlanglaufende Einschnürung 18 kann mit eventuel­ len radialen Schlitzen 24 und mit einer am Umfang entlang­ laufenden Ausweitung 26 zusammenwirken, wodurch dieser Bereich elastisch gemacht wird, damit das schnappende Ein­ setzen des Kopfes 14 gestattet wird.

Die Einheit, bestehend aus dem Kopf 14 und dem Antifriktions- Einsatz 12, bildet insgesamt den Kugelgelenkkopf.

Der obige Aufbau ermöglicht eine doppelte, kompensierende oder ausgleichende Rotation zwischen dem Oberschenkelkopf und der künstlichen Gelenkanordnung 11 durch das Vor­ handensein des Antifriktions-Einsatzes 12 und gewähr­ leistet auf diese Weise eine viel größere Drehbewegung oder Rotation des Oberschenkelkopfes, derart, daß auf diese Weise auch betonte Bewegungen des betreffenden Gliedes unterstützt werden (Fig. 2B).

In der Zwischenzeit wird der Hub oder der Weg der Luxation in beträchtlicher Zeit erhöht als Folge der Vergrößerung des Durchmessers des rotierenden Elementes, des Anti­ friktions-Einsatzes 12, dessen Abmessungen proportional zu den Knochenabmessungen sind im Innern der künstlichen Gelenkanordnung 11.

In dem Falle, daß der Antifriktions-Einsatz 12 und der Kopf 14 solcherweise abmessungsmäßig vorbereitet sind, daß die betreffenden Rotationszentren 19 und 20 getrennt und voneinander entfernt sind, bewirkt man eine positive Ex­ zentrizität, die das Sicheinstellen eines autozentrieren­ den Momentes erzeugt.

Ein solches autozentrierendes Moment ist bestrebt, die oben genannten Zentren 19 und 20 auf die Belastungsachse 21 zu bringen, wodurch nachträglich das Bestreben ent­ steht, die Risiken der Luxation oder Verrenkung zu ver­ ringern.

Der Antifriktions-Einsatz 12 weist eine Nut 22 auf, die vorgesehen ist, damit ein metallischer Faden zu dem Zweck eingesetzt wird, um diesen Einsatz 12 strahlensichtbar ("radiovisibile") zu machen. Der Antifriktions-Einsatz 12 kann darüber hinaus auch noch die Funktion haben, Schläge oder Stöße aufzunehmen und zu absorbieren.

In gleicher Weise kann die Gelenkanordnung 11 eine Schicht aufweisen, die geeignet ist, Schläge oder Stöße aufzu­ nehmen und zu dämpfen, von der Art, wie sie in der ita­ lienischen Patentschrift 12 12 485 beschrieben ist.

Claims (8)

1. Hüftgelenkanordnung mit einem selbsteinstellenden, mit dem Oberschenkelkopf verbundenen Einsatz, die in ko­ ordiniertem Zusammenwirken miteinander eine künstliche Gelenkaufnahme (11) und eine Oberschenkelverankerung (13) mit dem Oberschenkelkopf aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberschenkelkopf aus einem kugelförmigen Anti­ friktions-Einsatz (12) mit einer inneren kugelförmigen Aufnahme (25) und aus einem mit der inneren kugelförmigen Aufnahme (25) zusammenwirkenden kugelförmigen Kopf (14) besteht.

2. Hüftgelenkanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Antifriktions-Einsatz (12) eine als Endanschlag oder Wegbegrenzungsanschlag dienende Zunge (17) aufweist.

3. Hüftgelenkanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antifriktions-Einsatz (12) strahlensichtbare ("radiovisibile") Mittel aufweist.

4. Hüftgelenkanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die innere kugelförmige Auf­ nahme (25) sich bis jenseits der durch das Rotations­ zentrum (19) hindurchgehenden Ebene erstreckt.

5. Hüftgelenkanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Teil der inneren kugelförmigen Aufnahme, der sich bis jenseits der durch das Rotationszentrum (19) hindurchgehenden Ebene er­ streckt, Schlitze (24) aufweist, die der Erhöhung der Elastizität dienen.

6. Hüftgelenkanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotationszentrum (19) des Antifriktions-Einsatzes (12) von dem Rotationszentrum (20) des kugelförmigen Kopfes (14) getrennt ist.

7. Hüftgelenkanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die innere kugelförmige Auf­ nahme (25) eine im wesentlichen am Umfang entlanglaufende Aushöhlung (26) aufweist.

8. Hüftgelenkanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Anti­ friktions-Einsatzes (12) proportional zu den Knochen­ abmessungen ist.