DE60106848T2 - Gelenkpfanne für Hüftprothese - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Cupula für eine Gelenkpfanne, die für eine Hüftprothese vorgesehen ist.
  • Eine solche Cupula ist dazu bestimmt, einen kugelförmigen Kopf eines femoralen Schafts aufzunehmen, der eine Prothese bildet, die mit der Cupula zusammenwirkt, welche in einem geschädigten Gelenkhohlraum untergebracht ist.
  • Bevor der Kugelkopf des femoralen Schafts eingesetzt wird, der auch ein humeraler Schaft sein kann, wird in die Cupula ein Einsatz aus biokompatiblem Kunststoff, beispielsweise Polyethylen, eingesetzt.
  • Es ist eine Cupula diesen Typs bekannt, die mit einer bestimmten Anzahl von Gewindelöchern durchsetzt ist, die anfänglich durch Verschlußkappen verschlossen sind und bei Bedarf geöffnet werden, um von Fixationsschrauben in der menschlichen Kondyle durchdrungen zu werden, bevor der innere Einsatz aus Kunststoffmaterial in Position gebracht wird.
  • Dieser bekannte Cupulatyp weist eine große Anzahl von Nachteilen auf, die sich im wesentlichen aus der Anwesenheit der Löcher ergeben, welche für optionale Schrauben vorgesehen sind, wodurch im Gebrauch in diesen Löchern ein Kriechen des Einsatzes aus Polyethylen verursacht wird. Ferner führt die für eine Gelenkpfanne vorgesehene Cupula, die im allgemeinen aus Metall hergestellt ist, zu einer Verformung des Sitzes des Einsatzes, und daher mit der Zeit zur Deformation der Gelenkprothese.
  • Ferner entweichen die Mikropartikel, welche sich durch die Befestigung des Einsatzes auf der Cupula ergeben, durch die Löcher oder durch die Zwischenräume, wenn diese in den Gewindeverschlußkappen aufgenommen werden, aufgrund der Höhe der Gewinde, an denen die Dicke der Cupula zwangsläufig gering ist, um eine bestimmte Dicke des Einsatzes zu gestatten.
  • Dies führt dazu, daß die Abdichtung bei diesem bekannten Cupulatyp sehr unzuverlässig ist.
  • Um das Problem mit der Dichtigkeit zu überwinden, wurde beispielsweise in der Druckschrift EP-A-0 900 552 vorgeschlagen, die äußere Oberfläche der Cupula mit Hydroxylapatit zu bedecken, da bekannt ist, daß dieses Material das Knochenwachstum anregt.
  • Jedoch haben Versuche gezeigt, daß mit diesem Material keine Dichtheit erreicht wird, da es sich um ein poröses Material handelt, das eine gewisse Absorptionseigenschaft aufweist, wie diese Versuche gezeigt haben.
  • Die vorliegende Erfindung hat daher zum Ziel, diese Nachteile zu überwinden und betrifft zu diesem Zweck eine Cupula für eine Gelenkpfanne, die für das Aufnehmen eines kugelförmigen Kopfs bzw. Kugelkopfs eines femoralen oder humeralen Schafts vorgesehen ist, der mit einer bestimmten Anzahl von Gewindelöchern durchsetzt ist, welche anfänglich durch Verschlüsse bzw. Verschlußkappen und durch in der menschlichen Kondyle vorgesehene Fixationsschrauben verschlossen sind, bevor ein innerer Einsatz oder Insert aus Kunststoffmaterial eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sie an ihrer Außenseite eine poröse Titanschicht aufnimmt, um die Abdichtung der Cupula insbesondere in der Höhe der nicht verwendeten Löcher zu gewährleisten, welche durch ihre jeweiligen Verschlußkappen verschlossen bleiben.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ferner auch die Merkmale, die sich aus der folgenden Beschreibung ergeben, die isoliert oder in allen ihren möglichen technischen Kombinationen zu berücksichtigen sind.
  • Diese Beschreibung soll beispielhaft und nicht einschränkend sein und das Verständnis erleichtern, wie die Erfindung realisiert werden kann, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird. Die Zeichnungen zeigen:
  • 1 ist eine Innenansicht der erfindungsgemäßen Cupula für eine Gelenkpfanne.
  • 2 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie II/II der 1.
  • 3 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie III/III der 1.
  • 4 ist eine Detailansicht der 1.
  • Die für eine Gelenkpfanne vorgesehene Cupula 1, welche in allen Figuren dargestellt ist, ist für das Aufnehmen eines Kugelkopfes bzw. eines kugelförmigen Kopfs eines femoralen oder humeralen Schafts (nicht dargestellt) vorgesehen, der mit einer bestimmten Anzahl von Gewindelöchern 2 durchsetzt ist, welche anfänglich durch Verschlußkappen bzw. Verschlüsse 3 verschlossen sind und nach Bedarf geöffnet werden, um von in der menschlichen Kondyle vorgesehene Fixationsschrauben durchdrungen zu werden, bevor ein innerer Einsatz aus Kunststoffmaterial (nicht dargestellt) eingesetzt wird.
  • Gemäß der Erfindung nimmt die Cupula auf ihrer äußeren Oberfläche 4 eine poröse Titanschicht auf um die Dichtigkeit der Cupula insbesondere in der Höhe der nicht verwendeten Gewindelöcher 2 zu gewährleisten, welche durch ihre jeweiligen Verschlußkappen 3 verschlossen bleiben.
  • Vorzugsweise erfüllt die nicht verbundene, poröse Titanschicht die Norm ISO 5832-3 und weist eine Stärke zwischen 5 und 150 μm auf.
  • Es handelt sich tatsächlich um eine Titanschicht T40, die in den Versuchen besonders gute Ergebnisse ergab.
  • Gemäß eines weiteren Merkmals stellt die poröse Titanschicht eine Unterschicht einer Hydroxylapatit-Schicht dar, die danach auf diese aufgebracht wird, um das Nachwachsen des Knochens zu fördern.
  • Es handelt sich um Hydroxylapatit, das in den Versuchen gleichermaßen hervorragende Resultate ergeben hat.
  • Die Hydroxylapatit-Schicht weist eine Stärke zwischen 20 und 200 μm.
  • Die chemische Zusammensetzung der Hydroxylapatit-Schicht ist: Ca5(PO4)3OH > 97%.
  • Das Aufbringen der porösen Titanschicht und danach der Hydroxylapatit-Schicht wird durch Aufbringen mit Hilfe eines atmosphärischen Plasmabrenners durchgeführt.
  • Gemäß eines weiteren Merkmals der Erfindung werden vor dem Aufbringen des Titans und dann der Hydroxylapatit-Schicht auf die Außenfläche 4 der Cupula 1 die Außenseiten der Verschlußkappen 3, welche in den Gewindelöcher 2 münden, sowie deren in der Innenfläche 5 der Cupula 1 mündende Köpfe gleichzeitig mit diesen Innen- und Außenflächen in einer Weise ausgerichtet, daß die Außenseiten der Gewinde der Verschlußkappen 3 und ihre Köpfe mit der Innenfläche 5 und der Außenfläche 4 der Cupula 1 zusammenfallen, wodurch die vollständige Dichtheit auf der Höhe der Außenseiten der Verschlußkappen 3 gewährleistet ist und das Kriechen von Kunststoffmaterial, das den inneren Einsatz bildet, verhindert wird.
  • Tatsächlich werden die Erhebungen der Verschlußkappen durch die Bewegung der inneren und äußeren Halbkugeln abgeschliffen, wenn diese einmal in die Cupula 1 eingeschraubt sind.
  • Gemäß eines weiteren Merkmals der Erfindung sind auf der halbkugelförmigen Außenfläche 4 der für eine Gelenkpfanne vorgesehenen Cupula eine Vielzahl von Schneidrippen 6 vorgesehen, die Meridianabschnitte bilden, welche symmetrisch in einem äußeren Bereich in der Nähe ihres äquatorialen Abschnitts E in einer Weise angeordnet sind, welche die primäre Stabilität beim Drehen und Kippen der Cupula gewährleistet.
  • Die primäre Stabilität beim Drehen und Kippen ist durch zwölf Schneidrippen gewährleistet, die an dem äquatorialen Abschnitt E vorgesehen sind.
  • Andere Profile, beispielsweise auseinanderlaufende Spitzen oder Zapfen, stehen sich bei einer kraftgeführten Stauchung stets gegenüber.
  • Lediglich die in der axialen Kompressionsrichtung angeordneten Rippen können wirksam sein, wenn eine Cupula beim Implantieren einem Justierungsdruck ausgesetzt wird.
  • Diese haben langfristig auf die Positionierung immer eine Vorzugsrichtungs-Wirkung.
  • Wenn die primäre Stabilisierung nicht befriedigend ist, ermöglichen die drei Löcher 2 eine Verwendung der komplementären Fixationsschraube (nicht dargestellt).
  • Die Knochenverankerung wird auf der äußeren Kontaktoberfläche der Cupula und auf den Rippen erzeugt. Die Hydroxylapatit-Schicht hat den Zweck, das Nachwachsen des Knochens zu beschleunigen. Die Rippen sind der Ausgangspunkt einer starken Knochenausbildung. Dieses Nachwachsen des Knochens wurde im allgemein bekannten histologischen Studien beschrieben.
  • Die Cupula wurde mit einer minimalen Metallschicht von 3 mm erstellt, um eine maximale Stärke für den Einsatz aus Polyethylen freizuhalten. Die Bewegung zwischen dem Einsatz und der Cupula wurde minimiert, so daß diese in Kontakt sind. Auch die Anzahl der Löcher 3, die für die Schrauben vorgesehen sind, ist begrenzt, um das Kriechen des Einsatzes langfristig zu reduzieren.

Claims (7)

  1. Cupula für eine Gelenkpfanne, die für das Aufnehmen eines Kugelkopfs eines femoralen oder humeralen Schafts vorgesehen ist, der mit einer bestimmten Anzahl von Gewindelöchern (2) durchsetzt ist, welche anfänglich durch Verschlußkappen (3) und durch in der menschlichen Kondyle vorgesehene Fixationsschrauben verschlossen sind, bevor ein innerer Einsatz aus Kunststoffmaterial eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sie an ihrer Außenseite (4) eine poröse Titanschicht aufnimmt, um die Abdichtung der Cupula insbesondere in der Höhe der nicht verwendeten Löcher (2) zu gewährleisten, welche durch ihre jeweiligen Verschlußkappen (3) verschlossen bleiben, wobei die poröse Titanschicht eine Unterschicht einer Hydroxylapatit-Schicht darstellt, die danach auf dieser aufgebracht ist, um das Nachwachsen des Knochens zu fördern.
  2. Cupula für eine Gelenkpfanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht verbundene, poröse Titanschicht, deren Stärke zwischen 5 und 150 m beträgt, die Norm ISO 5832-3 erfüllt.
  3. Cupula für eine Gelenkpfanne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydroxylapatit-Schicht eine Stärke zwischen 20 und 200 μm aufweist.
  4. Cupula für eine Gelenkpfanne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die chemische Zusammensetzung der Hydroxylapatit-Schicht wie folgt ist: Ca5(PO4)3OH > 97%.
  5. Cupula für eine Gelenkpfanne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf ihrer äußeren halbkugelförmige Oberfläche (4) eine Vielzahl von Schneidrippen (6) vorgesehen sind, die Meridianabschnitte bilden, welche symmetrisch in einem äußeren Bereich in der Nähe ihres äquatorialen Abschnitts E in ei ner Weise angeordnet sind, die die primäre Stabilität beim Drehen und Kippen der Cupula (1) gewährleistet.
  6. Herstellungsverfahren einer Cupula für eine Gelenkpfanne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der porösen Titanschicht und danach der Hydroxylapatit-Schicht durch Aufbringen mit Hilfe eines atmosphärischen Plasmabrenners durchgeführt wird.
  7. Herstellungsverfahren einer Cupula für eine Gelenkpfanne nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufbringen des Titans und dann der Hydroxylapatitschicht auf die Außenfläche (4) der Cupula (1) die Außenseiten der Verschlußkappen (3), welche in die Gewindelöcher (2) einmünden, sowie deren in der Innenfläche (5) der Cupula (1) mündende Köpfe gleichzeitig mit diesen Innen- und Außenflächen in einer Weise ausgerichtet werden, daß die Außenseiten der Gewinde der Verschlußkappen (3) und ihre Köpfe mit der Innen- (5) und der Außenfläche (4) der Cupula (1) zusammenfallen, wodurch die vollständige Dichtheit auf der Höhe der Außenseiten der Verschlußkappen (3) gewährleistet ist und das Kriechen von Kunststoffmaterial, das den inneren Einsatz bildet, verhindert wird.
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