DE4442204A1 - Modulare Gelenkprothese - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine modulare Gelenkprothese der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Gelenkprothesen werden in unterschiedlichsten Formen und Größen insbesondere als Hüftgelenkprothesen hergestellt, um eine gute Anpassung an die anatomischen Bedingungen des jeweiligen Patienten zu schaffen.

Durch mehrteilige Ausführung mit kraftschlüssiger Verbin­ dung der entsprechenden Einzelteile im proximalen Bereich kann die Anpassung optimal erfolgen. Dabei ist gleichzei­ tig ein Positionierung des Gelenkkopfes unabhängig vom Schaftdurchmesser möglich.

Aus der EP-B1 0 243 298 ist ein Bausatz für eine Schaft­ prothese bekannt, der ein mit einer Gelenkkugel versehba­ res Kopfteil, ein im Knochen verankerbares Endteil und ein zwischen beiden positionierbares Zwischenteil enthält. Alle Teile weisen konische Bohrungen bzw. dazu passende zapfen auf, wodurch die Prothese durch Herstellen koni­ scher Steckverbindungen zusammengesetzt werden kann. Kopf- und Zwischenteil weisen jeweils eine axiale Durchgangs­ bohrung auf.

Beim zusammenfügen der Einzelteile sind die entsprechenden Bohrungen axial in Richtung des Schaftes ausgerichtet. Die Einzelteile der Prothese werden unter Verwendung eines ei­ ne Kraft in axialer Richtung übertragenden Zugankers zu­ sammengefügt, welcher sowohl das Kopfteil als auch nach­ folgende Schaftteile durchdringt und in die Gewindebohrung des Endteils einschraubar ist. Dadurch werden das Kopf­ teil, oder das Zwischenteil und das Endteil fest zusammen­ gezogen, so daß eine Lockerung der einzelnen Prothesentei­ le durch die mechanische Belastung bei Benutzung nicht zu befürchten ist.

Die vorstehend beschriebene Lösung weist den Nachteil auf, daß bei der vorbekannten Hüftgelenkprothese aufgrund der Gestaltung des Kopfteils bzw. der zweiteiligen Ausbildung des Schaftteils unter Verwendung eines zusätzlichen Zwi­ schenteils ein universelles, d. h. eine für die Mehrzahl der zu erwartenden Krankheitsfälle einsetzbare Ausführung nicht erzielbar ist.

Ausgehend von den Mängeln des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine modularer Hüftge­ lenkprothese der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welche durch die Ausbildung seiner Einzelteile die Mög­ lichkeit zur Herstellung einer universell verwendbaren Prothese bietet.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, daß durch die zweiteilige Ausbildung einer Hüftgelenkprothese günstige Bedingungen für einen universellen Einsatz vorhanden sind, wenn die sich ergebende Bauform unabhängig von der Art der Montage an die Form einer heutigen Standard-Prothese ange­ paßt ist. Dies wurde mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen unabhängig von der Ausrichtung des Schaftendes in Bezug auf den Kopfteil erreicht. Hierbei ist insbesondere dafür gesorgt, daß die Steckverbindung für die Verbindung der Schaftteile in einem Bereich gelegen ist, der - bei Anpas­ sung an den geräumten Markraum für dessen Aufnahme keine Ausbuchtungen oder Erweiterungen benötigt. Mit den erfin­ dungsgemäßen Maßnahmen läßt sich eine Schaftprothese er­ zeugen, die bei üblichen Abmessungen (und insbesondere un­ ter präziser Anpassung an den geräumten Knocheninnenraum) eine patientenindividuelle Gestaltung ermöglicht. Dies läßt sich bei einer Mindestzahl von vorrätig zu haltenden Baugruppen und damit kostengünstig erzielen.

Dies ist auch gleichzeitig eine Voraussetzung dafür, daß aus einer rechtsseitig implantierbaren Prothese lediglich durch eine 180°-Schwenkbewegung des Prothesenkopfteils um die Längsachse der Steckverbindung eine links-seitig im­ plantierbare Hüftgelenkprothese hergestellt werden kann, wobei auch alle Zwischenstellungen möglich sind. Dadurch, daß sich der Schaftbereich unterhalb der Verbindungsstelle konisch erweitert, ist auch hier bereits für eine sichere Krafteinleitung in den Knochen gesorgt, so daß der Verbin­ dungsbereich entlastet ist.

Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen lassen sich auch extrem lange Prothesen in unterschiedlichen Variationen zusammenfügen, wobei durch die Möglichkeit der optimalen Formeinstellung durch Rotation im Verbindungsbereich der optimale Sitz einer jeden Prothesenzusammenstellung in anatomisch korrekter Form sichergestellt ist. Mit den Mit­ teln der Erfindung läßt sich mit einer Bausatzprothese im Ergebnis nahezu die individuelle Paßgenauigkeit einer patientenindividuell gefertigten Prothese erzielen.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin­ dung ist die für eine zementfreie Implantation vorgesehene Hüftgelenkprothese aus einem Kopfteil und einem Schaftteil zusammensetzbar. Dabei ist am proximalen Ende des Schaft­ teils ein konischer Zapfen und am distalen Ende des Kopf­ teils eine Ausnehmung mit entsprechenden Abmaßen vorge­ sehen, welche nach erfolgter Montage der Gelenkprothese eine Steckverbindung bilden. Das Kopfteil ist in eine Ba­ sis und einen zum Tragen der Gelenkkugel vorgesehenen An­ schlußzapfen gegliedert. Das Querschnittsprofil der Basis des Kopfteils ist im wesentlichen elliptisch ausgebildet, wobei die große Halbachse der Querschnitts-Ellipse nach distal kontinuierlich abnimmt.

An der dorsalen bzw. frontalen Seitenfläche des Kopfteils jeweils eine Profilierung aus sich axial erstreckenden, verrundete Außenkanten aufweisende Rippen vorgesehen ist. Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine große Oberfläche geschaffen, die eine Fixation der Prothese durch Ein­ wachsen von Knochenmaterial begünstigt.

Die Basis des Kopfteils weist bevorzugt ein bei Ansicht von dorsal bzw. frontal ein sich in proximaler Richtung erweiterndes Längsschnittprofil auf, das an seiner latera­ len Seite durch zwei, einen stumpfen Winkel einschließende Geraden und an seiner medialen Seite durch ein konkaves Bogenstück begrenzt ist. Dabei setzt sich die distal befindliche Gerade des Geradenpaares und das Bogenstück jeweils in einer Geraden fort, welche das sich nach distal konisch verjüngende Längsschnittsprofil eines sich unterhalb des Einsteckkonus befindlichen proximalen Absch­ nitts des Schaftteils begrenzen.

Die Geraden des Geradenpaares des Kopfteil-Profils weisen eine unterschiedliche Länge und jeweils eine Neigung in Richtung der Mittelachse des Kopfteils auf, wobei sich die kürzere Gerade am distalen Ende des Kopfteils befindet.

Nach einer günstigen Weiterbildung der Erfindung ist ein Längenverhältnis der Geraden in einem Bereich von sechs bis zehn vorgesehen.

Das proximale Ende des Schaftteils ist als gerader, sich nach distal verjüngender Kegelstumpf ausgebildet, welcher an seinem distalen Ende in einen im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Schaftabschnitt absatzfrei übergeht. Der Durchmesser der proximalen Kreisfläche des Kegelstumpfes entspricht der Länge der großen Halbachse des elliptischen Gesamt-Querschnittsfläche am distalen Ende des Kopfteils. Er ist jedoch größer als die Länge der kleinen Halbachse der vorgenannten Querschnittsfläche. Der sich dadurch ergebende geringe Überstand des Schaftteils an der Trennstelle schafft bei implantierter Hüftge­ lenkprothese eine zusätzliche Verankerung des Schaftteils, welche in günstiger Weise einer Schaftlockerung entgegen­ wirkt, wenn ein medizinisch erforderlicher Austausch des Kopfteils durchgeführt werden soll.

Als Höhe des Kegelstumpfes ist ein Wert von einem Viertel bis einem Fünftel der wirksamen Schaftlänge günstig.

Entsprechend einer anderen Weiterbildung der Erfindung weist der zylindrische Abschnitt des Schaftteils eine Pro­ filierung in Form von sich axial erstreckenden Rippen auf, deren periphere Kanten verrundet ausgebildet sind. Die Rippen sind gleichmäßig am Schaftumfang verteilt. Der zylindrisch ausgebildete Abschnitt des Schaftteils weist eine nach frontal gerichtete, gleichmäßige Krümmung auf und schafft somit in vorteilhafter Weise Voraussetzungen für die Anpassung der Prothese an die Anatomie des Oberschenkelknochens.

Entsprechend einer anderen vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung weist das Schaftteil eine in Richtung der Schaftachse verlaufende Längsbohrung auf. Diese Längs­ bohrung läuft an ihrem distalen Ende in mindestens eine seitlich Öffnung in der Schaftwandung aus. Die seitliche Öffnung ist in Form eines Langloches ausgebildet. Sie dient einerseits dem Druckausgleich beim Einsetzen der Hüftgelenkprothese und ermöglicht andererseits in günstiger Weise den Austritt medizinischer Wirkstoffe, welche durch Plazieren eines Wirkstoffspenders am distalen Ende des Längsbohrung des Schaftteils einbringbar sind. Der mittlere Durchmesser der Längsbohrung weist deshalb einen Wert auf, welcher die Positionierung des Wirkstoffspenders in der Nähe der Wandungsöffnungen im distalen Bereich des Schaftteils ermöglicht.

Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist zwi­ schen dem distalen Ende der Längsbohrung des Schaftteils und dem distalen Schaftende eine sich quer zur Schaftachse erstreckende Durchgangsbohrung zur Aufnahme weiterer Fixierungsmittel vorgesehen. Der Durchmesser der Quer­ bohrung ist derart gewählt, daß die Möglichkeit des Ein­ setzens eines Küntscher-Nagels besteht. Der Einsatz von Fixierungsmitteln am distalen Schaftende der Hüftge­ lenkprothese erhöht die Verdrehsicherheit und die axiale Belastbarkeit der Prothese.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung als Darstellung eines Teillängsschnittes in Ansicht von dorsal bzw. frontal,

Fig. 2 die Darstellung der in Fig. 1 gezeigten Aus­ führungsform der Erfindung in Ansicht von lateral,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung längs der Linie A . . . A gemäß Fig. 1 sowie

Fig. 4 einen weiteren Schnitt längs der Linie B . . . B gemäß Fig. 1.

In den Fig. 1 und 2 ist die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung als Teillängsschnitt mit Ansicht von dorsal/frontal bzw. in Seitenansicht von lateral dargestellt. Die Hüftgelenkprothese 1 besteht aus einem Schaftteil 2 und einem Kopfteil 3, welche einem Bausatz für modulare Hüftgelenkprothesen entnommen sind, in dem im wesentlichen gleichartig ausgebildete Kopf- bzw. Schaft­ teile in verschiedene Baugrößen vorgesehen sind. Die jeweils gewählten Einzelelemente 2, 3 sind vorzugsweise durch zusammenstecken ihrer, entsprechende konische Zapfen oder Ausnehmung aufweisenden proximalen oder distalen Enden miteinander verbindbar. Die erforderliche Stabilität der Steckverbindung wird durch - vorzugsweise als Zuganker ausgebildete - Mittel (nicht dargestellt) gesichert. Das jeweilige Schaftteil 2 ist als Hohlschaft ausgebildet, wobei die sich axial erstreckende Längsbohrung 5 an ihrem proximalen Endabschnitt als Gewindebohrung 5.1 ausgebildet ist. Der (nicht dargestellte) Zuganker wird durch einen auf gleicher Achse wie die Längsbohrung 5 im Schaftteil 2 liegenden zylindrischen Kanal 4 im Kopfteil 3 geführt und in die Gewindebohrung 5.1 des Schaftteil 2 eingeschraubt.

Die Basis 15 des Kopfteils 3 weist bei Ansicht von dorsal bzw. frontal ein sich in proximaler Richtung erweiterndes Längsschnittprofil auf, das an seiner lateralen Seite durch zwei, einen stumpfen Winkel einschließende Geraden 13, 14 und an seiner medialen Seite durch ein konkaves Bogenstück 12 begrenzt ist. Dabei setzt sich die distal befindliche Gerade 13 des Geradenpaares 13, 14 und das Bogenstück 12 jeweils in einer Geraden 10, 11 fort, welche das sich nach distal konisch verjüngende Querschnitts­ profil eines sich unterhalb des Einsteckkonus befindlichen proximalen, kegelstumpfförmigen Abschnitts 2.1 des Schaft­ teils 2 begrenzen.

Es ist ersichtlich, daß im Verbindungsbereich der Seite­ nansicht die Seitenlinien ohne wesentliche Steigungsän­ derung vom Schaftteil in den Kopfteil übergehen. Dies gilt im wesentlichen auch für die Ansicht der Schmalseite der Prothese, wie sie weiter unten beschrieben ist. Auf diese Weise zunächst einmal - bei gekrümmtem Schaftteil - ohne Verringerung der Kontinuität der Formkontur wahlweise eine links- oder eine rechtsseitige Prothese erzeugt werden. Da aber auch Zwischenstellungen ohne Schwierigkeiten bei ebenfalls gleichzeitiger Beibehaltung des optimierten Kon­ turverlaufs eingestellt werden können, ist der Prothesen­ sitz sehr präzise an die individuellen Gegebenheiten anpaßbar. Dies gilt auch für lange Schäfte, die als Knochennagelersatz in unterschiedlichen Längen zur Ver­ fügung stehen. Damit ist mit einer minimalen Anzahl von Grundelementen die Versorgung einer Höchstzahl von durchaus unterschiedlich gelagerten Fällen versorgbar.

Die Geraden 13, 14 weisen eine unterschiedliche Länge und jeweils eine Neigung in Richtung der Mittelachse des Kopf­ teils 3 auf, wobei sich die kürzere Gerade 13 am distalen Ende des Kopfteils 3 befindet. Für das Längenverhältnis der Geraden 13, 14 ist ein Wert im Bereich von sechs bis zehn vorgesehen.

Das proximale Ende des Schaftteils 2 ist als gerader, sich nach distal verjüngender Kegelstumpf 2.1 ausgebildet, welcher an seinem distalen Ende in einen im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten, eine kontinuierliche Krümmung nach frontal aufweisenden Schaftabschnitt absatzfrei übergeht. Eine derartige Formgebung am proximalen Schaft­ ende sichert in vorteilhafter Weise einen festen Sitz des Schaftteils im Markraum des Oberschenkelknochens. Für das Höhenmaß des Kegelstumpfes 2.1 ist ein Viertel bis ein Fünftel der wirksamen Länge (d. h. des in den Markraum einzubringenden Schaftabschnitts) des Schaftteils 2 günstig. Der Durchmesser der proximalen Kreisfläche des Kegelstumpfes 2.1 entspricht der Länge der großen Halbachse des elliptischen Gesamt-Querschnittsfläche am distalen Ende des Kopfteils 3. Er ist jedoch größer als die Länge der kleinen Halbachse der vorgenannten Quersch­ nittsfläche. Der sich dadurch ergebende geringe Überstand 17 des Schaftteils 2 an der Trennstelle 18 schafft bei implantierter Hüftgelenkprothese 1 eine zusätzliche Verankerung des Schaftteils 2, welche in günstiger Weise einer Schaftlockerung entgegenwirkt, wenn ein medizinisch erforderlicher Austausch des Kopfteils 3 durchgeführt wer­ den soll.

Die Öffnung 6 in der Wandung des Schaftteils 2 bildet das distale Ende der Längsbohrung (vergleiche Position 5 gemäß Fig. 1) des Schaftes der Hüftgelenkprothese 1. Sie ist als Langloch ausgebildet und dient einerseits dem Austritt von Wirkstoffen eines am Ende der Längsbohrung posi­ tionierten (nicht dargestellten) Wirkstoffspenders sowie andererseits dem Druckausgleich, wenn die Hüftgelenkpro­ these 1 mit ihrem Schaftteil 2 in den vorbereiteten Markraum eines Oberschenkelknochens eingebracht wird.

Die mit 7 bezeichnete Durchgangsbohrung am distalen Ende des Prothesenschaftes erstreckt sich quer zur Achse des Schaftteils 2. Diese Bohrung ist zur Aufnahme eines Fixa­ tionsmittels, beispielsweise eines Verriegelungs-Nagels, vorgesehen und in ihrem Durchmesser auf die möglichen Nagelabmessungen abgestimmt. Die Verwendung zusätzlicher Fixationsmittel erhöht in vorteilhafter Weise die Verdrehsicherheit und die axiale Belastbarkeit einer implantierten Prothese.

Es ist ersichtlich, daß gemäß der Erfindung auch extreme Schaftlängen, für Anwendungsfälle, in denen bisher Nägel angewendet werden mußten, als Schaftprothesen vorgesehen sein können.

In den Fig. 3 und 4 ist jeweils ein Querschnittsprofil des Kopfteils 3 (Schnitt längs der Linie A . . . A gemäß Fig. 1) und ein Querschnittsprofil des Schaftteils 2 (Schnitt länge der Linie B . . . B gemäß Fig. 1) schematisch dar­ gestellt. Die sich in axialer Richtung erstreckenden Rip­ pen 8, 9 an den Breitseiten des Kopfteils 3 bzw. an der Peripherie des Schaftteils 2 sind peripher durch Kreis­ bögen begrenzt. Die Durchgangsbohrung in dem elliptischen Querschnittsprofils des Kopfteils 3 ist mit 4, die zentrale Längsbohrung des Schaftteils 2 mit 5 bezeichnet.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbei­ spiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.

Claims (16)

1. Modulare Hüftgelenkprothese, welche aus einem mit ei­ nem Anschluß für eine Gelenkkugel bestehenden Kopfteil und einem Schaftteil zusammenfügbar ist, wobei der Schaftteil mit dem Kopfteil mittels einer Steckverbindung mit diesem verbindbar ist und Mittel zur Arretierung der Steckverbin­ dung vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steckverbindung im Bereich des Adamschen Bogens vorgesehen ist, und
daß die Kontur von Kopf- und Schaftteil im Verbindungsbe­ reich im Längsschnitt unabhängig von der jeweiligen rela­ tiven Ausrichtung der beiden Teile eine mit Ausnahme eines Spalts im unmittelbaren Anschlußbereich ohne wesentliche Richtungsänderung aneinander anschließt.

2. Hüftgelenkprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaftteil sich im Anschlußbereich zu Kopfteil hin kegelstumpfartig erwei­ tert.

3. Hüftgelenkprothese nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß daß die Neigung des sich kegelstumpfartig erweiternden Bereichs durch die Nei­ gung der Kontur des Kopfteils im Anschlußbereich fortge­ setzt wird.

4. Hüftgelenkprothese nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfteil (3) ein sich in proximaler Richtung erwei­ terndes Längsschnittprofil (Ansicht von dorsal/frontal) aufweist, das an seiner lateralen Seite durch zwei, einen stumpfen Winkel einschließende Geraden (13, 14) und an seiner medialen Seite durch einen konkaven Bogenbereich (12) begrenzt ist, wobei die distal befindliche Gerade (13) des Geradenpaares und das Bogenstück (12) sich je­ weils in einer Geraden (10, 11) fortsetzen, welche das sich nach distal konisch verjüngende Längsschnittsprofil eines sich unterhalb des Einsteckkonus befindlichen proxi­ malen Abschnitts (2.1) des Schaftteils (2) begrenzen.

5. Modulare Hüftgelenkprothese nach einem der vorange­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Basis (15) des Kopfteils (3) in allen Ebenen ein im wesentlichen elliptisches Querschnittsprofil aufweist.

6. Modulare Hüftgelenkprothese nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die große Halbachse der Querschnitts-Ellipse nach distal kon­ tinuierlich abnimmt.

7. Modulare Hüftgelenkprothese nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das proxi­ male Ende des Schaftteils (2) unterhalb des Einsteckkonus als Kegelstumpf (2.1) ausgebildet ist, welcher sich nach distal bis auf das Durchmesser-Endmaß des Schaftes ver­ jüngt.

8. Modulare Hüftgelenkprothese nach Anspruch 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Höhe des Kegelstumpfes (2.1) einem Viertel bis einem Fünftel der wirksamen Schaftlänge entspricht.

9. Modulare Hüftgelenkprothese nach Anspruch 8, da­ durch gekennzeichnet, daß der sich an das distale Ende des Kegelstumpfes (2.1) anschließende Abschnitt des Schaftteils (2) eine gleichmäßige Krümmung nach frontal aufweist.

10. Modulare Hüftgelenkprothese nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das Schaft­ teil (2) eine in Richtung der Schaftachse verlaufende Längsbohrung (5) aufweist.

11. Modulare Hüftgelenkprothese nach Anspruch 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Längs­ bohrung (5) an ihrem distalen Ende in mindestens eine seitlich Öffnung (6) in der Schaftwandung ausläuft.

12. Modulare Hüftgelenkprothese nach Anspruch 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die seitliche Öffnung (6) die Form eines Langloches aufweist.

13. Modulare Hüftgelenkprothese nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem distalen Ende der Längsbohrung (5) und dem distalen Ende des Schaftteils (2) eine Querbohrung (7) zur Aufnahme eines zusätzlichen Fixierungsmittels vorgesehen ist.

14. Modulare Hüftgelenkprothese nach einem der vorange­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß an den Breitseiten der Basis (15) des Kopfteils (2) eine Profilierung aus sich axial erstrecken­ den, verrundete Außenkanten aufweisende Rippen (8) vorge­ sehen ist.

15. Modulare Hüftgelenkprothese nach einem der vorange­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß das Schaftteil (2) in seinem gekrümmt ausgebildeten Abschnitt eine Längsprofilierung aus verrun­ dete Kanten aufweisenden Rippen (9) aufweist.

16. Modulare Hüftgelenkprothese nach Anspruch 15, da­ durch gekennzeichnet, daß die Rippen (9) gleichmäßig am Schaftumfang verteilt angeordnet sind.