DE68912468T2

DE68912468T2 - Mit einem Schraubengewinde versehenes Acetabularteil einer Hüftgelenksprothese.

Info

Publication number: DE68912468T2
Application number: DE68912468T
Authority: DE
Inventors: Philip Shelley
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: Smith and Nephew Inc
Priority date: 1988-08-17
Filing date: 1989-08-14
Publication date: 1994-07-28
Anticipated expiration: 2009-08-15
Also published as: JP2942571B2; GB8819588D0; EP0358345B1; CA1320796C; EP0358345A1; DE68912468D1; JPH02218361A; US4997447A; HK1007274A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hüftgelenkprothese und insbesondere den acetabularen Bestandteil einer Hüftgelenkprothese mit einem Schraubkopf zur Verankerung im Acetabulum.
Hüftgelenke ersetzende Prothesen sind allgemein bekannt. Ursprünglich konnte nur das Kugelende am Kopf des Oberschenkelknochens ersetzt werden, jedoch hat es sich seitdem als möglich erwiesen, beide Teile des Hüftgelenks zu ersetzen, d.h. die acetabulare Pfanne des Gelenks oder das Kugelende am Oberschenkelknochen.
Bekannte Acetabularpfannenimplantate, die das Pfannenteil eines künstlichen Hüftgelenks bilden, weisen eine metallische Pfannenschale, die im Acetabulum im Beckenknochen des Patienten befestigt wird, und eine Innenauskleidung aus Kunststoffmaterial auf, die eine kugelförmige Lagerfläche zur Aufnahme des Kugelteils des Gelenks bildet. Die metallische Pfannenschale kann mit einem Außengewinde versehen sein, um das Verankern im Beckenknochen zu erleichtern, oder sie kann durch andere Mittel wie Zement oder Schrauben befestigt sein.
Metallische Pfannenschalen mit einem Außenschraubgewinde sind weit verbreitet und sind zum Beispiel in US-A-3894297 und US-A-4662891, EP-A-179736 und EP-A-65482 sowie in WO-A- 87/05490 offenbart. EP-A-179736 offenbart die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1. Es ist jedoch oftmals schwierig, metallische Pfannenschalen mit selbstschneidenden Schraubgewinden vollständig einzusetzen, was zur Gewährleistung des Kontakts der gesamten Oberfläche der Außenseite der metallischen Pfanne mit der Oberfläche des Acetabulum erforderlich ist, um so eine maximale Kraftübertragung von der Prothese auf den Beckenknochen zu erzielen. Die Implantate neigen dazu sich zu verkanten und es ist erheblicher Kraftaufwand nötig, das Implantat in einer Richtung zu drehen, wodurch Knochenbrüche hervorgerufen werden können.
Die Schrift EP-A-0318679, die Teil des Standes der Technik gemäß Artikel 54(3) EPÜ ist, offenbart ein Acetabularimplantat einer Hüftgelenkprothese mit einer metallischen Pfannenschale, die ein selbstschneidendes Außengewinde aufweist, das sich um dem Umfang der Schale erstreckt, wobei das Gewinde durch mehrere Gewindeschneidnuten in mehrere Segmente unterteilt ist, wobei der Gewinderadius der Gewindesegmente vom vorderen Ende zum hinteren Ende eines Segments progressiv abnimmt.
Es wurde nunmehr eine selbstschneidende Gewindeausbildung für eine metallische Acetabularpfannenschale entwickelt, welche die Neigung des Implantats zum Verkanten während des Einsetzens verringert.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Acetabularimplantat einer Hüftgelenkprothese mit einer metallischen Pfannenschale, die ein sich um den Umfang der Schale erstreckendes selbstschneidendes Außengewinde aufweist, das durch Gewindeschneidnuten in mehrere Segmente unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewinderadius der Gewindesegmente vom vorderen zum hinteren Ende eines Segments progressiv abnimmt und diese in Paaren vorgesehen sind, die das Gewinde in miteinander abwechselnde lange und kurze Segmente unterteilen.
Es hat sich gezeigt, daß einer der Gründe für das Verkanten eins Implantats beim Einsetzen die Viskoelastizität des jeweiligen Knochens ist, der von den Schneidkanten der Gewindesegmente weggebogen wird und daher an dem hinteren Abschnitt der Gewindesegmente klemmt. Dieses Problem wird verringert, indem Gewindesegmente ausgebildet werden, deren Gewinderadius (gemessen von der Außenseite des Gewindesegments zur Längsachse der metallischen Pfannenschale) vom vorderen Ende zum hinteren Ende des Segments progressiv abnimmt. Die Verringerung beträgt vorzugsweise mindestens 3% der Tiefe des Gewindesegments, höchst vorzugsweise 10% und im allgemeinen nicht mehr als 30%. Diese Ausbildung gewährleistet ferner, daß das vordere Ende eines Gewindesegments dem Knochen eine scharfe Schneidfläche zuwendet, wodurch der Knochen eher geschnitten als weggebogen wird.
Vorzugsweise nimmt die Breite jedes Gewindesegments ebenfalls progressiv vom vorderen zum hinteren Ende ab, wodurch die Tendenz des Knochens zum Klemmen am hinteren Ende eines Gewindesegments weiter verringert ist.
Ein weiterer Grund für das Blockieren eines Implantats während des Einsetzens ist das ungeeignete Vorsehen von Gewindeschneidnuten. Der Zweck der Gewindeschneidnuten ist es, einen Raum für die von den Gewindesegmenten geschnittenen Knochenfragmente zu bilden. Es ist daher wichtig, daß das Gesamtvolumen der Gewindeschneidnuten wenigstens gleich dem Volumen des während des Gewindeschneidvorgangs erzeugten Knochenabraums ist, da ansonsten die Gewindeschneidnuten durch kompakten Knochenabraum blockiert werden und ein weiteres Einsetzen des Implantats verhindert wird. Das Gesamtvolumen der erfindungsgemäßen Gewindeschneidnuten ist vorzugsweise gleich oder größer als das Gesamtvolumen sämtlicher Gewindesegmente.
Es hat sich gezeigt, daß die jeweilige Ausbildung der Gewindeschneidnuten erhebliche Auswirkungen auf die Tendenz der Pfannenschale zum Blockieren während des Einsetzens haben kann. Breite Gewindeschneidnuten haben die Tendenz, das Eintreten großer Unregelnäßigkeiten des Knochens in die Nut zuzulassen, wodurch ein Blockieren des Implantats mit dem Risiko eines Knochenbruchs bei der Anwendung großer Kräfte verursacht werden kann. Das Vorhandensein mehrerer gleichmäßig beabstandeter schmaler Gewindeschneidnuten kann aufgrund der relativ kurzen Länge der Gewindesegmente ähnliche Probleme hervorrufen. Eine besonders effektive Ausbildung besteht darin, die Gewindeschneidnuten paarweise anzuordnen, wodurch das Gewinde in abwechselnde längere und kürzere Segmente unterteilt wird. Die längeren Gewindesegmente sind vorzugsweise wenigstens 50% und üblicherweise nicht mehr als 1800% länger als die kurzen Segmente, höchst vorzugsweise sind die langen Gewindesegmente 500% länger als die kurzen Segmente.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert, welche zeigen:
Fig. 1 - eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße metallische Pfannenschale;
Fig. 2 - eine Seitenansicht der metallischen Pfannenschale von Fig. 1; und
Fig. 3 - eine vergrößerte Darstellung des Bereichs A in Fig. 2.
Die metallische Pfannenschale 2 kann aus einem beliebigen geeigneten Metall, wie zum Beispiel Titan oder einer Legierung aus Titan und Aluminium und/oder Vanadium, hergestellt werden. Die Pfannenschale weist eine Wand 4 auf, die halbkugelförmig oder kegelstumpfförmig sein kann und eine Bohrung 6 begrenzt, in die im allgemeinen eine (nicht dargestellte) Kunststoffauskleidung eingesetzt ist, um die kugelige Lagerfläche für das Kugelteil des Hüftgelenks zu bilden.
Die Außenfläche der metallischen Pfannenschale ist mit einem selbstschneidenden Gewinde bestehend aus sich abwechselnden langen Gewindesegmenten 8 und kurzen Gewindesegmenten 10. Jedes Gewindesegment hat einen Gewinderadius, der vom vorderen Ende 12 zum hinteren Ende 14 eines Segments progressiv abnimmt. Daher gilt in der Zeichnung:
Ra > Rb > Rc > Rd
Die Länge 'B' der langen Segmente beträgt vorzugsweise zwischen 1,5A und 18A, wobei 'A' die Länge der kurzen Segmente ist.
Die Breite jedes Gewindesegments nimmt vorzugsweise von der vorderen zur hinteren Kante ab.
Die kurzen und die langen Gewindesegmente sind durch Gewindeschneidnuten 16 voneinander getrennt, wobei das Gesamtvolumen der Gewindeschneidnuten vorzugsweise das Gesamtvolumen der Gewindesegmente übersteigt. Die Gewindeschneidnuten 16 sind bezüglich der Achse der Pfannenschale in einem Winkel von 30º geneigt.
Die Ausbildung der zuvor beschriebenen Gewindesegmente erstreckt sich über den voll geformten Teil des Gewindes. Der Eingangs- und der Ausgangsbereich des Gewindes entsprechen nicht notwendigerweise dieser Ausbildung. Insbesondere bei einer halbkugelförmigen Pfannenschale kann das vordere Ende des Gewindes im Bereich des Pols der Halbkugel beginnen und die zuvor beschriebene Ausbildung ist nicht anwendbar, da der Gewinderadius im Eingangsbereich zunimmt.

Claims

1. Acetabularimplantat einer Hüftgelenkprothese mit einer metallischen Pfannenschale (2), die ein sich um den Umfang der Schale erstreckendes selbstschneidendes Außengewinde aufweist, das durch Gewindeschneidnuten (16) in mehrere Segmente (8, 10) unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewinderadius (Ra, Rb, Rc, Rd) der Gewindesegmente vom vorderen zum hinteren Ende eines Segments progressiv abnimmt und daß die Gewindeschneidnuten (16) in Paaren vorgesehen sind, die das Gewinde in miteinander abwechselnde lange (B) und kurze Segmente (10) unterteilen.

2. Acetabularimplantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewinderadius eines Segments vom vorderen zum hinteren Ende des Segments um wenigstens 3% und nicht mehr als 30% der Tiefe des Gewindesegments abnimmt.

3. Acetabularimplantat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abnahme ungefähr 10% beträgt.

4. Acetabularimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite eines Gewindesegments vom vorderen zum hinteren Ende des Segments progressiv abnimmt.

5. Acetabularimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamtvolumen der Gewindeschneidnuten mindestens gleich dem Gesamtvolumen der Gewindesegmente ist.

6. Acetabularimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die langen Gewindesegmente (8) zwischen 50 und 1800% länger sind als die kurzen Gewindesegmente (10).

7. Acetabularimplantat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die langen Gewindesegmente (8) 500% länger sind als die kurzen Gewindesegmente (10).