DE68918939T2

DE68918939T2 - Prothese für hüftgelenk.

Info

Publication number: DE68918939T2
Application number: DE68918939T
Authority: DE
Inventors: Bjoern Albrektsson; Lars Carlsson; Tord Rostlund; Stig Wennberg
Original assignee: Astra AB
Current assignee: AstraZeneca AB
Priority date: 1988-06-10
Filing date: 1989-06-12
Publication date: 1995-02-23
Anticipated expiration: 2009-06-13
Also published as: SE8802194D0; DE68918939D1; JPH03504932A; WO1989011837A1; EP0418301B1; ATE112953T1; EP0418301A1; SE8802194L; SE463072B

Description

TECHNISCHES FELD:

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hüftgelenkprothese zur permanenten Verankerung in dem menschlichen Hüftgelenk, bestehend aus einer ersten Gelenkeinheit, die zur Verankerung in dem Hals eines menschlichen Feinurs ausgebildet ist, und aus einer zweiten Gelenkeinheit, die zur Verankerung in der menschlichen Pelvis ausgebildet ist, wobei die erste Gelenkeinheit einen Gelenkkopf und eine Verankerungsanordnung zur Verankerung des Gelenkkopfes in dem Femur aufweist, und wobei die zweite Gelenkeinheit einen Sockel mit einer konkaven Gelenkfläche, die zur Lagerung an und zur Bewegung unter gleitendem Kontakt mit dem Gelenkkopf geformt und dimensioniert ist, und eine Verankerungsanordnung zur Verankerung des Sockels in einer Gelenkhöhle in der Pelvis besitzt, wobei die Verankerungsanordnung in dem Femur wenigstens ein hülsenföriniges Verankerungselement und wenigstens ein Festspannelement aufweist, das zur Schaffung einer vorspannbaren Verankerung des Gelenkkopfes mit dein in das hülsenförmige Verankerungselement eingeführten Festspannelement mittels Eingriff mit dem Verankerungselement mit dem Gelenkkopf verbunden ist, wobei das Festspannelement einen Kopf besitzt, zur axialen Einführung in das zugeordnete hülsenförmige Verankerungselement ausgebildet und mit dem Gelenkkopf verbunden ist. Eine derartige Hüftgelenkprothese ist aus dem Dokument DE-A-2 845 231 bekannt.

STAND DER TECHNIK:

Zur Zeit befinden sich auf dem Markt und in klinischem Einsatz eine Anzahl unterschiedlicher Hüftprothesenkonstruktionen, die das gemeinsame Merkmal haben, daß die Prothesenbestandteile in einem Verbindungsgewebe verankert sind. Dies trifft einerseits auf Prothesen zu, die zur Verankerung mittels Knochenzement bestimmt sind, und andererseits auf Prothesen, die zum Zementfreien Verankern durch Einschrauben in das Knochengewebe bestimmt sind oder durch Schaffen einer primären Befestigung mittels eines Formschlusses in anderer Weise, wobei gleichzeitig die Vorbedingungen für weitere Verfestigungen durch ein Einwachsen von Knochengewebe in die porösen Oberflächenstrukturen der zugeordneten Prothesenbestandteile geschaffen werden. Das zuletzt genannte Prinzip, das zunächst die Schaffung eines Formschlusses auf der Makroebene zwischen Knochen und Prothese und in zweiter Linie die Schaffung eines Formschlusses auf der Mikroebene durch Knocheneinwachsen vorsieht, hat zu einer ausgedehnten Vermarktung durch eine Anzahl unterschiedlicher Firmen geführt, die Abwandlungen desselben Grundthemas vorgelegt haben, obwohl Unregelmäßigkeiten in der Prothesenoberfläche durch unterschiedliche technische Verfahren erzeugt worden sind. Der Vorläufer auf diesem Gebiet ist die Lord-Prothese, von der sich herausgestellt hat, daß sie sehr zufriedenstellend an Knochengewebe fixiert werden kann, jedoch ohne direkten Kontakt zwischen dem Prothesenbestandteil und dem Knochengewebe, und vor allem ohne die notwendige physiologische Belastungswechselwirkung zwischen der Prothese und dem Knochengewebe. Das bedeutet, daß das Knochengewebe deshalb stellenweise verschwunden ist, weil es nicht dazu in der Lage war, eine physiologische Last zu übertragen. Dieser Nachteil ist bei den in den letzten Jahren hergestellten Prothesenbestandteilen abgebaut worden; es gibt jedoch noch keinen überzeugenden Nachweis, daß aktuelle Prothesenkonstruktionen für eine zementfreie Verankerung im Hüftgelenk den früheren Gelenkersätzen in Form zementierter Prothesen überlegen sind.
Die Grundkonstruktion, die unabhängig vom Verankerungsprinzip vorherrschend war, hat es vorgesehen, daß das Acetabulum durch einen Gelenksockel aus hochdichtem Polyethylen ersetzt worden ist, das in die Knochenbasis mit oder ohne Vorspannung einzementiert oder eingeschraubt worden ist, wobei gleichzeitig die Gelenkkugel durch eine Metallkugel ersetzt worden ist, die mit einem Schaft versehen ist, der sich in die Markhöhle des Hüftknochens hinuntererstreckt. Die Schaftlänge hat zwischen 10 und 30 cm variiert. Die Schäfte des zementfreien Prothesensystems hatten eine Oberflächenstruktur für ein Knocheneinwachsen entweder längs des gesamten oder längs eines Teils des Schaftes.
Es gab Abweichungen von der vor stehend genannten Grundkonstruktion, die eine Anzahl unterschiedlicher Hüftprothesen gekennzeichnet haben. Ein Beispiel dieser Abweichungen ist die Ring-Prothese, deren Acetabulum mit einem langen Schaft fest in die Pelvis hinaufgeschraubt worden ist. Eine weitere Ausnahme stellt die Doppelschalenprothese (Wagner und ICLH) dar, bei der die Gelenkkugel aus einer schaftlosen Kappe bestand, die den Femurhals bedeckt, der unter Verwendung dieser Art von Prothese weitestmöglich geschützt wurde. Die üblichen, mit einem Schaft versehenen Prothesen gemäß dem Charnley-, Müller- oder McKee-Ferrar-Typ, erforderten, daß der größere Teil des Femurhalses in Verbindung mit der chirurgischen Prothesenbehandlung entfernt wurde. Die Offenlegungsschrift DE-A-2 845 231 beschreibt eine Prothese, in Bezug auf welche angenommen wird, daß die Verankerung der Gelenkkugeleinheit durch ein direktes Knocheneinwachsen in poröse Oberflächenstrukturen gewonnen wird. Die bekannte Prothese hat eine nicht mit Gewinde versehene Verankerungshülse, die so kurz ist, daß der Hauptteil eines in die Gelenkkugeleinheit eingeschlossenen Schafts den Knochenkontakt herstellt, und das bedeutet, daß der Gelenkoberflächenersatz in einem einzigen Schritt durch einen gleichzeitigen Zusammenbau sowohl einer Verankerungsanordnung wie der Gelenkkugeleinheit bewirkt werden muß.

TECHNISCHES PROBLEM:

Aktuell ist festzustellen, daß es in Schweden in den vergangenen 20 Jahren möglich war, das Hüftgelenk mit guten Ergebnissen zu ersetzen, jedoch nicht ohne das Risiko von Komplikationen, die nach Einsetzen des Prothesensystems mit fortschreitender Zeit zunehmen. Bei Patienten mit degenerativen Erkrankungen oder Rheumatismus, sind die zu erwartenden Vorteile der Hüftprothesenchirurgie üblicherweise so groß, daß eine Operation unverzüglich trotz der offensichtlichen Komplikationsrisiken, wie beispielsweise einer Infektion und vor allem einer mechanischen Lockerung, empfohlen werden. Das Risiko einer mechanischen Lockerung wächst mit der Zeit nach der Operation und mit dem Ausmaß der Aktivität des Patienten. Der zuletzt genannte Risikofaktor hat die Indikation im wesentlichen auf Patienten beschränkt, die 60 Jahre und älter sind. In diesen Fällen wird ein geringeres Ausmaß an Aktivität und eine kürzere verbleibende Lebensspanne erwartet. In den Fällen jüngerer Patienten verhält sich die Prothesenchirurgie eher zurückhaltend aufgrund von Bedenken bezüglich der Zuverlässigkeit von heutzutage angebotenen Gelenkersätzen sowie Bedenken in erster Linie hinsichtlich der Verankerungsstabilität und in zweiter Linie hinsichtlich der Risiken, die mit der Reaktion des Körpers auf in der Prothese enthaltenem Fremdmaterial zusammenhängen. Selbstverständlich besteht ein beträchtlicher Bedarf unter Patienten, die jünger als 60 Jahre sind, an einer Hüftprothese, die eine bessere Verankerungsstabilität und Bioverträglichkeit gewährleistet.
Da in Schweden während der letzten 20 Jahre mit Zement verankerte Hüftprothesen und während der letzten 10 Jahre zementfrei verankerte Hüftprothesen zum Einsatz gelangt sind, konnte beobachtet werden, daß mechanisches Lockern mit der Zeit mit zunehmender Häufigkeit ungeachtet des angewandten Verankerungsverfahrens auftritt. Es war möglich, histologisch aufzuzeigen, daß nicht mehr als ein punktweiser Direktkontakt zwischen dem Knochengewebe und dem Prothesenbestandteil erreicht worden ist, der die Wahrscheinlichkeit nicht ausschließt, daß der Prothesenbestandteil in der Knochenbasis über die Prothese einkapselndes Fasergewebe sehr fest verankert worden ist. Vor dem Hintergrund dieser Erfahrung ist es interessant darauf hinzuweisen, daß ein schwedisches Verfahren zum skelettmäßigen Verankern von Zahnbrücken mit Zahnimplantaten existiert, bei dem die Verankerungsstabilität einerseits diejenige weit übertrifft, die früher nach dem Gelenkersatz durch die vorstehend genannten Verfahren erreicht worden ist, und andererseits wird die anfänglich erreichte Verankerungsstabilität nach der Skelettimplantation für über 20 Jahre aufrechterhalten. Diese einmalige Verankerungsstabilität eines Skelettimplantats hängt möglicherweise von der Schaffung eines direkten Kontakts ab, der frei ist von verbindendem Gewebe zwischen dem Knochengewebe und dem Implantat, der sogenannten Osseointegration. Die Vorbedingungen für diese Art einmaliger Verankerung bestehen in der Verwendung handelsüblichen reinen Titans als Metallbestandteil mit einmaliger Bioverträglichkeit und einmaliger Korrosionsfestigkeit in Kombination mit einer gesteuerten und atraumatischen Operationstechnik und dem Vermeiden einer direkten Belastung mittels des in einem zweistufigen Verfahren eingesetzten Implantats, bei welchem Verfahren in der ersten Stufe ein einfaches Verankerungselement implantiert wird, das ausschließlich mit einem belasteten Funktionselement in einer zweiten Operation verbunden wird.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Hüftgelenkprothese zu schaffen, die auf den Erfahrungen des vorstehend genannten schwedischen Verfahrens für Kieferimplantate beruht. Das Ziel besteht deshalb darin, eine osseointegrierte Hüftgelenkprothese zu schaffen, bei der der Metallbestandteil aus Titan besteht, und bei der ein Verankerungselement und ein Funktionselement in getrennten Operationsschritten mit einem belastungsfreien Intervall von zumindest 3 Monaten eingeführt werden. Durch die vorliegende Erfindung wird selbstverständlich in erster Linie angestrebt, die Bedingungen für eine zufriedenstellende Verankerungsstabilität zu schaffen, die es ermöglicht, die Indikationen für die Hüftgelenkprothesenchirurgie auf stärker aktive und jüngere Menschen auszudehnen, als dies bis heute der Fall war; ein weiteres Ziel besteht jedoch darin, die theoretischen Risiken zu vermindern, die mit dem Transport toxischer Metallionen aus dem Prothesenmaterial in das Körpergewebe verbunden sind. Obwohl die in Prothesensysteme für klinische Anwendungen heutzutage verwendeten Metallegierungen einen guten Kompromiß bieten hinsichtlich der Erfüllung von Erfordernissen betreffend die mechanische Widerstandsfähigkeit, die Abnützungsfestigkeit, die Korrosionsbeständigkeit und die Herstellungswirtschaftlichkeit, können theoretisch ernsthafte Einwendungen in Bezug auf ihre Bioverträglichkeitseigenschaften erhoben werden. Die Legierungsmaterialien, wie beispielsweise Chrom, Kobalt, Nickel, Aluminium und Vanadium, sind in dieser Hinsicht potentiell toxisch, obwohl es bislang nicht möglich war, den Schwellenwert für toxische und allergische Reaktionen dieser Metalle zu ermitteln. Beispielsweise ist bis heute auf der Welt lediglich von größenordnungsmäßig 10 Fällen berichtet worden, bei denen die Veranlassung bestanden hat, zu vermuten, daß eine Verbindung zwischen der Ausbildung von Krebs und der Verwendung von Prothesen aus Legierungen auf der Grundlage von Kobalt besteht; trotzdem besteht Besorgnis, daß diese Art oder andere Arten von Komplikationen parallel mit der zunehmenden Verwendung von Prothesensystemen für die großen Gelenke des Körpers deutlich ansteigen werden. Hinsichtlich kommerziell erhältlichen reinen Titans ist bislang kein Fall beschrieben worden, bei dem es möglich war, entweder eine Allergie oder irgendeine andere toxische Reaktion auf das in Rede stehende Metall zu berichten. Sowohl experimentelle Studien wie die klinische Erfahrung zeigen, daß kommerziell erhältliches reines Titan alternativen Implantatmetallen aus dem Gesichtspunkt der Bioverträglichkeit überlegen ist.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Hüftgelenkprothese herzustellen, durch die der chirurgische Fehler bei der Prothesenchirurgie herabgesetzt wird, d.h., das Wegschneiden intakten Knochengewebes in Verbindung mit der Operation kann unter Beibehaltung eines großen Teils des Femurhalses vermindert werden.

TECHNISCHE LÖSUNG:

Diese Ziele werden mittels einer erfindungsgemäßen Hüftgelenkprothese erreicht, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das hülsenförmige verankerungselement eine genutete Außenfläche besitzt und separat in einen Kanal, der durch den Femurhals tritt, implantierbar ist und sich im wesentlichen über dessen gesamte Länge zur Bildung einer Verankerung in dem Femur über die Außenfläche und zur Bildung einer Führung für das Festspannelement der ersten Gelenkeinheit sowie einer Achsenführung für ein Bearbeitungsinstrument erstreckt, das um eine Achse zur Gestaltung wenigstens einer Lagerfläche des Femurhalses, die sich rotationssymmetrisch um die Längsachse des Festspannelementes erstreckt, in die Form wenigstens einer korrespondierenden Lagerfläche des Gelenkkopfes drehbar ist, die sich rotationssyminetrisch um die Befestigung des Festspannelements in dem Gelenkkopf erstreckt.

BESCHREIBUNG DER FIGUREN:

Nachfolgend wird die Erfindung auf der Grundlage einer Anzahl beispielhafter Ausführungsformen sowie in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:
Figuren 1a und 1b geschnittene Explosionsansichten der in einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hüftgelenkprothese enthaltenen Bauteile,
Figur 2 eine perspektische Ansicht einer in der Prothese enthaltenen Gelenkkugeleinheit,
Figuren 3 bis 11 schematisch den Zusammensetzvorgang der Hüftgelenkprothese gemäß den Figuren 1a und 1b,
Figuren 12 bis 18 in einem vergrößerten Maßstab teilweise aufgebrochene perspektivische Ansichten des Zusammenbauvorgangs in größerem Detail,
Figur 19 ein Hüftgelenk, das mit der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hüftgelenkprothese versehen ist,
Figur 20 eine zweite Ausführungsform der Hüftgelenkprothese,
Figuren 21 bis 24 verschiedene Stufen der Implantation der Prothese gemäß Figur 20, und
Figuren 25 und 26 zwei weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Prothese.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN:

Die Konstruktion der ersten Ausführungsform der Hüftgelenkprothese geht am besten aus Fig. 1a, Fig. 2 und Fig. 16 hervor.
Die Prothese besteht aus zwei Haupteinheiten - einerseits aus einer Kugeleinheit 1, die dazu bestimmt ist, im Femurhals 2 eines Patienten verankert zu werden, und andererseits aus einer Sockeleinheit 3, die dazu bestimmt ist, in der Pelvis 4 des Patienten verankert zu werden - um die degenerierten oder beschädigten Gelenkoberflächen im Hüftgelenk eines Patienten zu ersetzen. Die Kugeleinheit 1 besteht aus einer Kugel 5 und einer Verankerungsanordnung mit einem Verankerungselement 6 und einer Schraubverbindung in Form eines Gewindestifts 7, der aus der Kugel 5 vorsteht und einer Gewindeschraubenhülse 8.
Die Kugel 5 besteht beispielsweise aus Titan und hat eine konvexe Gelenkoberfläche 9 in Gestalt einer Kugelteilfläche, im wesentlichen angenähert einer Halbkugel mit einer im wesentlichen zylindrischen Höhle 10, die in der Richtung weg von der Gelenkoberfläche 9 offen ist. Wie am deutlichsten aus Fig. 2 hervorgeht, ist die zylindrische Innenwand 11 der zylindrischen Höhle 10 mit Profilen, im dargestellten Beispiel in Gestalt von Rippen 12 ausgebildet, um einen sicheren Formschluß gegenüber dem Femurhals 13 und der Deformation seiner Oberfläche zu gewährleisten. Im dargestellten Beispiel erstrecken sich die Rippen in der axialen Richtung parallel zur Längsrichtung des Gewindestifts 7; sie können jedoch einen anderen Aufbau, beispielsweise Gewinde zum Eingriff mit dem Femurhals haben. Der Stift 7 erstreckt sich zentral und axial relativ zur zylindrischen Höhle 10 und bildet einen Teil eines Schafts 14, der sich zentral und axial erstreckt und von der Basis 15 der Höhle 10 vorsteht. Der gewindefreie Teil des Schafts 14 ist im wesentlichen zylindrisch und hat einen Durchmesser, der den Durchmesser des Gewindestifts 7 übertrifft, und seine Gestalt und Abmessungen sind an die Gestalt und die Abmessungen des Verankerungselements 6 derart angepaßt, daß der Schaft 14 in das Verankerungselement eingeführt werden kann.
Das Verankerungselement 6 bildet, wie am deutlichsten in Fig. 1a gezeigt, eine Femurhalsbefestigung in Form einer Hülse aus beispielsweise Titan mit einer genuteten, beispielsweise mit Gewinde versehenen Kontaktoberfläche gegenüber dem Knochen. Diese Hülse ist im wesentlichen zylindrisch und hat eine beispielsweise zylindrische Außenwand 16, die zur Verankerung in einem durch den Femurhals 13 gebohrten Kanal 17 bestimmt ist, und einen durchgehenden zylindrischen Kanal 18 mit einer zylindrischen Innenwand 19, die so dimensioniert ist, daß sie eine Führung für den Schaft 14 der Kugel 5 bildet. Das Verankerungselement 6 hat an seinem von der Kugel 5 beabstandeten Ende einen Flansch 20, der dazu bestimmt ist, sich gegen den Femur 2 in einem Bereich um das Außenende des Kanals 17 herum abzustützen. Die Außenwand 16 des Verankerungselements 6 kann mittels Längsrippen oder Gewinden zugunsten einer guten Verankerung in dem Femurhals profiliert sein.
Die Schraubenhülse 8 ist als im wesentlichen zylindrischer Körper mit einer zylindrischen Außenwand 21 aufgebaut, wobei die Gestalt und Abmessungen zur Einführung in den Kanal 18 des Verankerungselements 6 so ausgelegt sind, daß die Hülse 8 im Körper 6 mit guter Präzision positionsmäßig geführt ist. Die zylindrische Wand 21 der Schraubenhülse ist zweckmäßigerweise mit demselben Durchmesser versehen wie der Schaft 14. Die Schraubenhülse 8 hat ferner eine zentrale Bohrung 23, die an einem Ende 22 offen ist, und die ein Innengewinde hat, das so bemessen ist, daß es mit der Schraube 7 der Kugel 5 zusammenwirkt, um eine Schraubverbindung zu bilden. Die Schraubhülse 8 hat ferner einen Kopf 24, der eine Anschlagoberfläche 25 umfaßt, die einen Anschlag gegen eine Stützfläche 26 am Flansch 20 des Verankerungselements 6 bildet. Beim gezeigten Beispiel ist der Kopf als Sechskantschraube mit einer Sechskantausnehmung 27 zum Festspannen der Kugel 5 sowie zum Vorspannen derselben, wie nachfolgend im einzelnen näher beschrieben wird, mit einem Sechskantschraubenschlüssel ausgelegt. Selbstverständlich kann der Kopf beispielsweise mit einer polygonalen Außenform, mit Spiralnuten oder dergleichen ausgebildet werden.
Im gezeigten Beispiel ist die Sockeleinheit 3 als Doppelsockel mit einem lastabsorbierenden Grundsockel 28 aus einem dauerhaften, gewebeverträglichen Material, wie beispielsweise Titan, und einem Sockel aus einem Material aufgebaut, das in Bezug auf die Kugel 5 eine niedrige Reibung gewährleistet, beispielsweise aus einem abnutzungsfesten Polymerinaterial, wie beispielsweise aus hochdichtem Polyethylen. Der Sockel hat eine konkave und im wesentlichen halbkugelförmige Höhle 30, deren Form und Abmessungen an die Außenform und Abmessungen der Gelenkoberfläche 9 der Kugel 5 angepaßt sind. Die konkave Wand 31 des Sockels 29 bildet daher die Gelenkoberfläche der Sockeleinheit 3. Der Sockel 29 hat eine konvexe und im wesentlichen halbkugelförmige Paßoberfläche 31, die dazu bestimmt ist, in eine entsprechend geformte und dimensionierte und im wesentlichen halbkugelförmige konkave Lageroberfläche 32 in den Basissockel 28 eingeführt zu werden. Der Sockel 29 ist dazu bestimmt, mit dem Basissockel 28 mittels eines Formschlusses verbunden zu werden, der im in Fig. 14 gezeigten Beispiel aus einem Schnappverschluß in Form einer Umfangsnut 33 auf der Paßoberfläche 31 des Lagersockels besteht, welche Rippe 33 dazu bestimmt ist, in die entsprechende Nut 34 in der Lageroberfläche des Basissockels 28 einzuschnappen.
Die Sockeleinheit 3 (s. Fig. 16) umfaßt darüber hinaus eine Verankerungsanordnung 34 zum Verankern des Basissockels 28 in der Höhle 35 der Pelvis 4, die durch Vorformung an die Gestalt des Basissockels 28 angepaßt ist. Die Verankerungsanordnung umfaßt zumindest ein Verankerungselement 36 in Form einer Pelvis-Befestigung, beispielsweise aus Titan, mit einem Formschluß zur Zusammenwirkung mit einem zentralen Stift 37, der aus dem Basissockel 28 vorsteht. Wie nachfolgend im einzelnen beschrieben, wird das Verankerungselement 36 der Pelvis 4 in einer ersten Operation in einer Ausnehmung verankert, die in der Pelvis ausgebildet ist, und hat ein Außenprofil 38, das durch eine Deformation der Wände in dieser Ausnehmung einen Formschluß und ein Zusammenwachsen mit dem Knochengewebe sicherstellt. Dieses Profil kann im gezeigten Beispiel ein Schraubengewinde sein, oder es kann aus axial verlaufenden Nuten bestehen. An der Innenseite hat das Verankerungselement 38 eine Gewindebohrung 39, wodurch dieses Element die Form einer Hülse oder Buchse aufweist, in die der Basissockel 28 mittels eines verjüngten Stifts 37 eingeführt werden kann. Darüber hinaus hat die Verankerungsanordnung 34 im dargestellten Beispiel eine Anzahl von Verankerungsschrauben 40 (s. Fig. 1b) mit Senkköpfen, die dazu bestimmt sind, in die eingesenkten Löcher 41 im Basissockel 28 eingeführt zu werden. Die Verankerungsschrauben 40 sind dazu bestimmt, in den Bohrungen 42 verankert zu werden, die in der Höhle 35 der Pelvis 4 ausgebildet sind. Die Innenseite 43 des Basissockels 28 ist, ähnlich wie die anderen Hauptoberflächen der Sockeleinheit 3, im wesentlichen halbkugelförmig und bildet eine Paßoberfläche für eine lastabsorbierende Abstützung gegen die konkave Höhle 35 in der Pelvis.
Bevor die Kugel auf den Femurhals geschraubt wird und der zentrale Schaft 14 in die Femurhalsbefestigung 16 gleitet, wird ein Hohlbohrer 44 verwendet (s. Figuren 6 und 17), um die Abmessung des Femurhalses 13 so anzupassen, daß er einen Formschluß bietet, wenn die Kugel 5 mit ihrem Schneidprofil festgespannt oder aufgeschraubt wird. Auf diese Weise sind einerseits die Gewindezylinderwand der Kugel und der zentrale Schaft korrekt an die Außenkontur des Femurhalses angepaßt und andererseits ist zu seiner Befestigung der Hohlbohrer zur Formanpassung des Femurhalses mit einem zentralen Führungsstift 45 fest verbunden, der sich in die Befestigung erstreckt, die dadurch ein Führungslager bildet. Die Drehung des Hohlbohrers um den Führungsstift 45 herum erzeugt eine relativ zu der Längsachse des Verankerungselements rotationssymmetrische Lageroberf läche an dem Femurhals, dessen Gestalt an die zylindrische Innenwand 11 des Gelenkkopfes angepaßt ist. Beispielsweise sind drei Hohlbohrer mit unterschiedlichen Innendurchmessern, entsprechend drei unterschiedlich dimensionierten Gelenkkugeln für Femurhälse mit drei unterschiedlichen Dimensionen bestimmt.
Wenn die Titankugel fest auf den Femurhals geschraubt wird, gleitet der zentrale Schaft 14 sowohl mit seinem zylindrischen wie mit seinem mit Gewinde versehenen Teil in das Zentrum der Höhle der Femurhalsbefestigung, welche Höhle einen Raum sowohl für den Stift wie für die Verriegelungshülse mit Innengewinde bildet, die vom anderen Ende der Befestigung eingeführt wird. Diese Hülse ist mit einer Vorspannungsvorrichtung gegen die Befestigung derart versehen, daß dann, wenn sie gegen den Kugelstift geschraubt wird, die Kugel dazu veranlaßt, gegen den Femurhals zu drücken. Als Ergebnis der Anpassung ihrer Form an den Hals und als Ergebnis der Schraubverbindung des Kugelschaftes mit der Druckhülse erlangt die Kugel einerseits einen Formschluß und andererseits eine Vorspannung gegenüber ihrer Knochenbasis.
Bevor die Kugel durch die zweite Operation auf den Femurhals geschraubt worden ist, wird der Titansockel in dem Acetabulum einerseits durch den zentralen äußeren Stift 37 des Sockels befestigt, welcher Stift eine männliche Verbindung in dem weiblichen Sitz der Pelvisbefestigung bildet, und andererseits mittels Schraubverbindungen direkt an dem Knochengewebe über die Löcher 41 in dem Titansockel befestigt. Der Stift an dem Sockel hat in Richtung auf die Sockelbefestigung einen konischen Abschluß mit einem Gradienten von 1:15. Dadurch wird die Zugbeanspruchung an dem Sockel-Bein-Übergang kompensiert; die hauptsächliche Funktion des Stifts besteht jedoch darin, das Moment zu neutralisieren, das durch verschiedene Druckschrauben 40 auftritt, welches Risiko sowohl eine Zug- wie eine Scherbeanspruchung an der gegenüberliegenden Seite der Sockel- Bein-Verbindung erzeugt. Um die risikobehafteten Momente zu vermindern, ist es wünschenswert, den Kontaktdruck zwischen dem Metallsockel und dem Knochen durch Vorspannen mittels der Druckfederanordnung optimal zu erhöhen. Dies setzt jedoch voraus, daß die Kontur des Sockels derjenigen des Knochensitzes folgt, und dies wird durch eine Knochentransplantation zwischen dem Sockel und der Pelvis gefördert. Der Titansockel wird dadurch - in guter Anpassung durch die Knochentransplantation - an eine Knochenoberfläche einerseits mittels des zentralen konischen Stifts und andererseits mittels 3 bis 5 Druckschrauben angepaßt, die durch Löcher in dem Titansockel eingeführt werden. Daraufhin wird der Gelenksockel an den Basissockel über die Schnappbefestigung 33, 34 angepaßt. Der Gelenksockel, der beispielsweise aus einem hochdichten Polyethylen besteht, ist nunmehr an dem Acetabulum einerseits über ein osseointegriertes Verankerungselement in der Form einer Titanbefestigung und andererseits über den Basissockel mit seinen Druckschrauben befestigt.
Die beiden zum Einführen des Hüftgelenkersatzes erforderlichen Operationen sollten durch ein Intervall von zumindest 3 Monaten voneinander getrennt sein. Der erste chirurgische Eingriff kann über einen kleinen seitlichen Einschnitt durchgeführt werden, wie er beispielsweise beim Nageln eines Collum-Bruchs eingesetzt wird, und bei dieser Operation wird mit der Fluoroskopie und bei auf eine Seite gelegten patienten ein zentrales Loch in den Kopf des Collum eingebracht, und dieses Loch wird in die acetabulare Basis der Pelvis erweitert.
Dieser Vorgang wird wie beim Collumnageln präzise ausgeführt, beginnend mit einem Kirschner-Draht, um die ideale Stellung mit Hilfe der TV-Fluoroskopie zu finden, und daraufhin werden ein Rohrgewindeschneider verwendet, um durch den gesamten Kopf und die acetabulare Basis ein Loch mit einem Durchmesser von etwa 11 bis 12 mm einzubringen. Die Pelvisbefestigung, die sehr kurz ist, wird daraufhin mittels einer langen Einsetzvorrichtung durch das Loch in dem Collumkopf eingeführt, woraufhin die Femurhalsbefestigung durch das selbe Loch bis zu einem Niveau auf der Knorpel-Knochengrenze am Kopf eingeführt.
Die zweite Operation erfordert einen beträchtlich größeren Eingriff. Der Zugang muß von vorne in Bezug auf den Anteversionswinkel des Collum erfolgen, und der Einschnitt und die Technik sind in etwa dieselben, wie sie für die ICLH-Prothese eingesetzt werden. Wie bei der Einführung einer Doppelschale wird ein Hohlbohrer verwendet, um den Kopf des Collum zu schneiden, welcher Hohlbohrer vorstehend beschrieben ist und vorteilhafterweise handbetätigt wird. Wie vorstehend beschrieben, hat der Hohlbohrer einen zentralen Stift, der in die Femurhals befestigung eingeführt wird, und der Hohlbohrer wird so geführt, daß er den Knochen schneidet. Dies kann in mehreren Stufen durchgeführt werden, wenn der Knochen hart ist, und in diesem Fall wird eine Reihe von Hohlbohrern mit gradweise abnehmenden Durchmessern verwendet.
Sobald der Hüftgelenkoberflächenersatz durch die zweite Operation eingeführt worden ist, liegt eine Situation vor, bei der gut verankerte Gelenkoberflächenersätze mittels einer guten Kontaktanpassung und einer Vorspannung eine frühzeitige Bewegung oder Übung jedoch mit einer vorläufigen Belastungsverminderung zulassen.
Die Konstruktion der Hüftgelenkprothese gemäß der zweiten Ausführungsform geht am besten aus den Figuren 20 und 21 hervor. Wie bei der ersten Ausführungsform besteht die Hüftgelenkprothese aus zwei Gelenkeinheiten: einer ersten Gelenkeinheit 45, die in dem menschlichen Femurhals 13 verankert ist, und einer zweiten Gelenkeinheit 46, die in der menschlichen Pelvis 47 verankert ist. Die in dem Femur 2 verankerte Gelenkeinheit hat einen Gelenkkopf 48, der mittels einer Verankerungsanordnung 49 verankert ist, welche dasselbe Verankerungsprinzip verwendet wie bei der ersten Ausführungsform, die sich jedoch in anderen Belangen davon konstruktiv unterscheidet. Der Gelenkkopf 48 unterscheidet sich außerdem insoweit, als keine Höhle zur Aufnahme eines Formbereichs des menschlichen Femurhalses 13 vorgesehen ist; stattdessen hat er eine im wesentlichen ebene Lagerfläche 50 zur Lagerung an einer ebenen Lageroberfläche 51, die in dem menschlichen Knochengewebe durch einen Schneidvorgang (s. Fig. 24) hergestellt ist. Die Lageroberfläche 51 in dem Knochengewebe erstreckt sich vorzugsweise rechtwinklig zu den Längsachsen der ausgenommenen Kanäle 57. Die Verankerungsanordnung 49 bei der zweiten Ausführungsform hat nicht nur ein Verankerungselement und ein Festspannelement, sondern zumindest zwei dieser Elemente. Im dargestellten Beispiel sind auch drei hülsenförmige Verankerungselemente 52, 53, 54 und eine Anzahl von Festspannelementen 55, 56 entsprechend der Anzahl von Verankerungselementen vorhanden, d.h. in jedem Verankerungselement ist ein Festspannelement angeordnet. Die hülsenförmigen Verankerungselemente 52, 53, 54 werden jeweils in einen entsprechenden durchgehenden Kanal 57 in dem Femur eingeführt (s. Fig. 23) und haben eine im wesentlichen zylindrische Außenumfangsfläche 58, die mit Nuten versehen ist, die im dargestellten Beispiel quer zur Längsrichtung der Verankerungselemente verlaufen und die Gestalt von linearen Längsnuten haben, oder wie im dargestellten Beispiel, ein Gewinde bilden, d.h., in einer spiraligen Gestalt verlaufen. Die Außendurchmesser der Verankerungselemente und die Durchmesser der ausgenommenen Kanäle 57 sind derart einander angepaßt, daß die Verankerungselemente die Breite der Kanäle vollständig ausfüllen und mit den Rillen im Knochengewebe im Eingriff stehen. Die Verankerungselemente 52, 53, 54 weisen jedoch einen zum Gelenkkopf 48 gerichteten Bereich 59 auf, der keinen Knochenkontakt eingeht und zweckmäßigerweise eine glatte zylindrische Umfangsfläche hat. Darüber hinaus füllen die Verankerungselemente die gesamte Länge der ausgenommenen Kanäle 57 bis zur Lagerfläche 51 des Femurhalses. Die Verankerungselemente 52 bis 54 erstrecken sich bevorzugt rechtwinklig zur Lagerfläche 50 des Gelenkkopfs 48.
Fig. 21 zeigt die gegenseitigen Positionen und Ausdehnungen der Verankerungselemente. Sie zeigt außerdem, daß ein Verankerungselement 52 zweckmäßigerweise einen größeren Außen- und Innendurchmesser hat als die beiden anderen Verankerungselemente 53, 54, und daß die Verankerungselemente, von ihrem Ende aus betrachtet, eine gemeinsame Positionierung haben, in der ihre in Bezug aufeinander parallele Längsachsen in der Querebene dazu die Ecken eines gleichschenkeligen Dreiecks bilden, wobei das längere Verankerungselement 52 distal am Apex des gleichschenkligen Dreiecks angeordnet ist, während die beiden kürzeren Verankerungselemente proximal angeordnet sind und jeweils eine Ecke der Dreieckbasis bilden, die die kürzeste Seite des Dreiecks ist. Die Verankerungselemente 52 bis 54 bestehen geeigneterweise aus einem widerstandsfähigen und gewebeverträglichen Material, wie beispielsweise Titan, das die Osseointegration zwischen der Außenfläche 58 und dem Knochengewebe erlaubt.
Fig. 20 zeigt, daß der Gelenkkopf 48 eine Anzahl im wesentlichen zylindrischer Flansche 60 hat, die von der Lagerfläche 50 des Kopfs vorstehen, und deren Anzahl der Anzahl der Verankerungselemente entspricht. Die Flansche 60 erstrecken sich rotationssymmetrisch um die gemeinsamen Längsachsen der Verankerungselemente und der Festspannelemente in ihrem zusammengebauten Zustand. Die drei zylindrischen Flansche 60, 61, die von der Lagerfläche 50 des Gelenkkopfs 48 vorstehen, sind deshalb im gezeigten Beispiel als integrale Teile in der Lagerfläche des Gelenkkopfs ausgebildet. Die Flansche 60, 61 haben eine zylindrische Innenfläche 62 zum Führen und Abstützen gegen die Außenumfangsfläche 58 des dazugehörigen Verankerungselements, genauer gesagt, am verengten, glatten Bereich 59. Der Krümmungsradius dieser Lagerinnenf läche 62 ist an den Durchmesser der glatten Umfangsfläche des Verankerungslements derart angepaßt, daß zwischen den Flächen ein guter Sitz vorhanden ist. Jeder Flansch hat ferner eine äußere, im wesentlichen zylindrische oder beispielsweise konische Lagerfläche 63, die rotationssymmetrisch um das Verankerungs- und das Festspannelement ist, und die dazu dient, sich gegen eine ausgenommene Lagerfläche 64 im Femurhals abzustützen. Diese Lagerfläche 64 verläuft daher rotationssymmetrisch um den zugeordneten ausgenommenen Kanal 57 im Femurhals und bildet einen verbreiterten Teil desselben am Ende des Kanals in Richtung auf den Gelenkkopf 48. Das Verfahren zum Herstellen dieser Ausnehmung ist in Bezug auf Fig. 24 näher erläutert.
Der Gelenkkopf hat außerdem eine Ausnehmung 65 für jedes Festspannelement 55, welche Ausnehmung 56 entsprechend der Form des Endes 66 des Festspannelements geformt, und beispielsweise im wesentlichen zylindrisch und entweder im voraus mit Innengewinden oder zum Gewindeeingriff mit dem Endbereich des Festspannelements ausgebildet ist, welcher Endbereich vorzugsweise mit Gewinde ausgebildet ist. Eine andere Technik zum Festsetzen des Festspannelements im Gelenkkopf ist selbstverständlich möglich. Im dargestellten Beispiel sind drei Ausnehmungen 65 parallel zueinander angeordnet, um welche herum die drei vorstehenden Lagerflansche 60, 61 rotationssymmetrisch mit einer Symmetrieachse angeordnet sind, die mit der Symmetrieachse der Ausnehmungen 65 zusammenfällt. Die Ausnehmungen 65 sind vorzugsweise mit einer derartigen Tiefe ausgebildet, daß die Festspannelemente 55 den Boden der Ausnehmungen nicht erreichen, so daß vielmehr ein gewisser Freiraum für notwendige Toleranzen und außerdem zum Vorspannen des Gelenkkopfs 48 gegenüber der Lagerfläche 51 des Femurhalses vorhanden ist. Die lastaufnehmenden Oberflächen bestehen jedoch im wesentlichen aus den ringförmigen Endflächen 67 der Festspannelemente, gegen welche Endf lächen entsprechende Flächen 68 im Boden der Höhle 69 anliegen, die als Hohlzylinder ausgebildet ist, mit Ausnahme der Kraftabsorption, die in der Schraubverbindung zwischen dem Ende 66 des Festspannelements und der Ausnehmung 65 im Gelenkkopf 48 stattfindet. Der Gelenkkopf 48 ruht in drei Aufnahmestellungen, die eine dauerhafte Kraftabsorption in Bezug auf Zug-, Biege- und Torsionskräfte gewähren. In entsprechender Weise gibt es eine stufenartige Oberfläche am Übergang zwischen dem ausgenominenen Kanal 57 im Femurhals und seinem verbreiterten Bereich mit der Lagerfläche 64 des Knochengewebes. Diese stufenartige Oberfläche 70 entspricht der Endf läche 71 jedes Flansches 60, der nicht unbedingt bis zum Boden der Ausnehmung reichen muß; vielmehr kann aus Gründen der Toleranz und der Vorspannung ein Freiraum vorgesehen sein. Dadurch werden zwischen den beiden Flächen 70, 71 keine Kräfte übertragen.
Die Festspannelemente 55 sind als Schrauben ausgebildet, die jedoch lediglich in ihrem Bereich mit Gewinde versehen sein müssen, der außerhalb des hülsenförmigen Verankerungselements liegt. Der Hauptbereich 52 des Festspannelements verläuft in dem durchgehenden und zweckmäßigerweise zylindrischen Kanal 73, der durch die Hülsenform des Verankerungselements ausgebildet wird und eine vorzugsweise glatte Innenumfangswand 74 aufweist. Der zylindrische Bereich 72 des Festspannelements in dem Kanal ist zweckmäßigerweise glatt und für einen guten Sitz im Verankerungselement mit geringen Toleranzen derart bemessen, daß das Festspannelement während des Zusammenbaus in die Verankerungshülse unter ausreichender Führung in dieser eingeführt werden kann. Jedes Festspannelement hat darüber hinaus einen Kopf 75, der bevorzugt eine konische Ansenkung 76 in dem Ende des Verankerungselements hat, das vom Gelenkkopf 48 entfernt ist. Um das Festspannelement 55 drehen und in den Gelenkkopf 48 einschrauben zu können, ist eine Nut, beispielsweise für einen Sechskantschraubenschlüssel vorgesehen. Um die Formverbindung mit der Außenfläche des Beins zu verbessern, ist ein für sämtliche drei Verankerungselemente gemeinsamer Flansch 77 fest mit den Enden der Verankerungselemente verbunden, indem diese in Löcher im Flansch eingeschraubt sind. Die Form des Flansches 77 ist so gewählt, daß sie so gut wie möglich mit der Form des Femurs 2 übereinstimmt. Ein wichtiger Faktor für die Hauptteile der Verankerungsanordnung, nämlich für die Verankerungselemente und die Festspannelemente, ist, daß die Verankerungselemente eine derartige Länge aufweisen und so angeordnet sein sollten, daß ein direkter Kontakt zwischen dem Festspannelement und dem Knochengewebe vermieden wird, was eine Vorbedingung für die Implantation in zwei getrennten Operationen darstellt. Bei dem in Fig. 20 gezeigten Beispiel sind die Festspannelemente vollständig von einem direkten Kontakt mit dem Knochengewebe isoliert, und die Verankerung wird ausschließlich über die Verankerungselemente bewirkt.
Der Gelenkkopf 48 und die andere Gelenkeinheit 46, die eine Gelenksockeleinheit darstellt, können in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. Bei dem in Fig. 20 gezeigten Beispiel ist der Gelenkkopf 48 als eine vorzugsweise massive Teilkugel mit einer Kugeloberfläche 78 ausgebildet. Der Gelenkkopf 48 besteht beispielsweise aus einem widerstandsfähigen und gewebeverträglichen Material, wie beispielsweise Titan. Die Gelenksockeleinheit hat einen Sockel 79, der in gleicher Weise vorzugsweise aus Titan besteht und der mittels einer Verankerungsanordnung 80 in der Pelvis 47 beispielsweise mittels drei Verankerungselementen 81 verankert ist, die als hülsenförmige Elemente ausgebildet sind, die in ähnlicher Weise vorzugsweise aus Titan bestehen und in vorausgehend ausgebildete Kanäle im Hüftknochen eingeführt werden. Rillen in der Umfangsfläche 82 gewährleisten einen sicheren Eingriff und eine Osseointegration in dem Knochengewebe. Auch in diesem Fall sind die Verankerungselemente so ausgebildet, daß ein direkter Kontakt zwischen den Festspannelementen 83 in Form von Schrauben verhindert wird, die in die Verankerungselemente anläßlich einer späteren Operation eingeführt und in die mit Gewinde versehene Höhle 84 der Verankerungselemente eingeschraubt werden. Die Schrauben 83 haben Köpfe 85, die in Einsenkungen im Sockel 79 derart versenkt sind, daß sie nicht zur konkaven Oberfläche 87 des Sockels vorstehen, der beispielsweise mit einer Polymerverkleidung oder mit einem getrennten Sockelbereich versehen ist, der in dem Gelenksockel befestigt ist, um eine gute Abstützung gegenüber dem Gelenkkopf zu gewährleisten.
Die Implantation der in Fig. 20 gezeigten Hüftgelenkprothese wird in ähnlicher Weise durchgeführt wie das in Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschriebene Verfahren. Eine (nicht gezeigte) Bohrerführung wird unter TV-Fluoroskopie durch den oberen Bereich der Femurseite bis hinauf zum unteren Bereich des Femurhalses eingeführt und tritt in den Gelenkkopf in eine Richtung ein, die in Fig. 22 durch die strichpunktierte Linie 89 dargestellt ist. Der erste der vorstehend beschriebenen Kanäle wird in dem Femur 2 daraufhin durch Führen einer Bohrerführung ausgebildet. Daraufhin werden die beiden anderen Kanäle in einer Schneidrichtung ausgebildet, die durch die Pfeile 90, 91 dargestellt ist, d.h., parallel zur Richtung des ersten Kanals. Mit fortgesetzt angewendeter TV-Fluoroskopie wird die Hüfte in eine Stellung überführt, in der der erste gebohrte Kanal zentral nach oben in die Pelvis 47 weist. Durch den distalen Kanal, d.h., durch den ersten Kanal, wird ein Loch gebohrt und in das Acetabulum 92 mit Gewinde eingeschnitten, d.h., in die Pelvis. Eines der Verankerungselemente 81 für die Sockeleinheit 46 wird daraufhin in das Acetabulum eingeschraubt. In entsprechender Weise werden in das Acetabulum für andere Verankerungselemente durch geeignetes Einstellen und Fixieren des Gelenks Kanäle eingebracht.
Nachdem die durchgehenden Kanäle im Femurhals ausgebildet worden sind, werden die Kanäle mit Gewinde versehen, und die drei Verankerungselemente 52, 53, 54 werden in die zugeordneten Kanäle eingeführt. Daraufhin ist die erste Operation abgeschlossen und das Implantat kann sich setzen.
Die zweite Operation wird durch Öffnen und Frei legen des Hüftgelenks eingeleitet, woraufhin der Femurhals auf der Höhe der vorausgehend eingeführten Verankerungselemente 52, 53, 54, wie in Fig. 24 gezeigt, abgesägt wird. Dies führt zu der ebenen Lagerfläche 51 des Knochengewebes im Femurhals. Wie ferner in Fig. 24 gezeigt, wird ein Schneidinstrument 93 in Form eines sogenannten Hohlbohrers zum Schneiden des Knochengewebes verwendet, um die Ausnehmungen auszuformen, die dazu dienen, die kragenartigen Flansche 60 im Bereich der Enden 59 der Verankerungselemente aufzunehmen. Dieses Schneiden wird deshalb mit hoher Präzision ausgeführt, weil die implantierten Verankerungselemente 52, 53, 54, genauer gesagt, deren durchgehender zylindrischer Kanal 73, eine Achsenführung für das Schneidinstrument bildet. Letzteres ist zusätzlich zu einer Antriebswelle 94, die mit einem Antriebsmotor verbunden ist, mit einer nach vorne vorspringenden Verlängerung in Gestalt einer Führungsachse 95 ausgebildet, die zweckmäßigerweise zylindrisch ist und einen Durchmesser hat, der mit einer geeigneten Toleranz dem Innendurchmesser der Verankerungselemente entspricht. Das Schneidinstrument hat darüber hinaus eine kreisförmige Schneide 96, die rotationssymmetrisch zur Führungsachse 95 angeordnet ist, einen zylindrischen Schnitt erzeugt und derart dimensioniert ist, daß die Ausnehmung im Knochengewebe die kragenartigen Flansche 60 mit gutem Paßsitz aufnehmen. Im gezeigten Beispiel sind zwei unterschiedliche Abmessungen der Schneidinstrumente zur Anpassung an die beiden unterschiedlichen Abmessungen der Verankerungselemente und Flansche bestimmt. Das Schneidinstrument ist vorzugsweise so ausgelegt, daß eine erwünschte Tiefe erreicht worden ist, wenn das Instrument die Endflächen 67 der Verankerungselemente erreicht.
Die Sockeleinheit 46 wird daraufhin in ihren Verankerungselementen 81 mittels der Festspannelemente 83 befestigt. Es sollte gewährleistet sein, daß die Lagerfläche 51 des Femurhalses sorgfältig an die Endf lächen 67 der Verankerungselemente angepaßt sind, damit beispielsweise die Lagerfläche 51 geringfügig vor der Lagerfläche 67 angeordnet werden kann, so daß eine geeignete Vorspannung erreicht werden kann. Der Gelenkkopf 48 wird daraufhin an dem Femurhals mittels der Flansche 60 befestigt, die in ihre Ausnehmungen eingeführt werden, und mittels der Festspannelemente 55, die in die Verankerungselemente eingeführt werden, wobei ihre Enden in den Gelenkkopf eingeschraubt werden, bis die Endflächen 67 der Verankerungselemente die Flächen 68 des Gelenkkopfs erreichen. Diesbezüglich wird die ebene Lagerfläche 50 des Gelenkkopfs 48 vorteilhafterweise unter einer gewissen Vorspannung gegen die eben abgeschnittene Lagerfläche des Femurhals gedrückt. Das Hüftgelenk wird daraufhin zurückgesetzt und die Wunde wird geschlossen, wodurch die Operation beendet ist.
Fig. 25 zeigt ein Beispiel einer weiteren Ausführungsform, bei der der Gelenkkopf, der hier mit 97 bezeichnet ist, eine andere Form mit einer stärker ausgeprägten Kugel 98 und einem Halsbereich 99 hat. Im übrigen wird die Prothese in dem Femur auf dieselbe Weise wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform verankert. Darüber hinaus ist die hier mit 100 bezeichnete Sockeleinheit in zwei Bereiche aufgeteilt: In einen Basissockel 101, der in der anhand der zweiten Ausführungsform beschriebenen Weise verankert wird, und einen inneren Sockel 102, der aus einem abnutzungsbeständigen Material geringer Reibung bestehen kann. Der innere Sockel 102 ist im Basissockel beispielsweise mittels eines Schnappverschlusses, einem Schnappring oder dergleichen befestigt.
Die in Fig. 26 gezeigte Ausführungsform hat einen mit 104 bezeichneten Gelenkkopf mit vollständig anderem Aufbau. Der Gelenkkopf ist als Kugellager 105 ausgebildet, das um eine Achse 106 herum angebracht ist, die in dem Gelenkkopf ausgebildet ist, der dadurch eine Drehung eines äußeren Lagerteils 107 um die Achse herum erlaubt, und ein Gleitlager an seinem Außenumfang 108 in Form eines kugelförmigen Bereichs ist an die Gelenkf läche des Gelenksockels 109 angepaßt. In diesem Fall ist der Gelenksockel mit einem ringförmigen Element 110 versehen, das dem Sockel eine kugelförmige, eine Halbkugel übertreffende Oberfläche verleiht, wodurch der Gelenkkopf in Form eines Kugellagers 105 nicht aus der Gelenkverbindung mit der Sockeleinheit entfernt werden kann.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten beispielhaften Ausführungsformen beschränkt, sondern kann vielmehr im Rahmen der beiliegenden Patentansprüche abgewandelt werden. Beispielsweise kann die vorspannbare Verankerungsanordnung für den Gelenkkopf im einzelnen einen anderen Aufbau haben. Beispielsweise kann der Stift 14 eine Länge aufweisen, die im wesentlichen der Länge des Verankerungselements 6 derart entspricht, daß die Schraube 7 im zusammengebauten Zustand geringfügig aus dem Flansch 20 des Verankerungselements vorsteht und anstatt mit der Schraubhülse 8 mit einer Mutter vorgespannt wird. In diesem Fall kann die Mutter bevorzugt eine Senkung aufweisen oder eingekapselt sein. Alternativ hierzu kann die Schraube 7 durch eine Hülse ersetzt sein, die den Stift 14 bildet und eine Bohrung mit einem Innengewinde hat, in welchem Fall die Schraubenhülse 8 durch eine Schraube ersetzt ist.
Die Sockeleinheit kann einen von der gezeigten Einheit vollständig abweichenden Aufbau haben.
Der Gelenkkopf und seine sich gegen das Knochengewebe abstützenden Flächen können ebenfalls in unterschiedlicher Weise aufgebaut sein. Eine nicht ebene Lagerfläche zwischen dem Gelenkkopf und dem Femurhals kann in einer Ausführungsform mit drei Verankerungselementen vorgesehen sein. Selbst dann, wenn die Verankerungsanordnung vorspannbar ist, ist es nicht per se notwendig, die Vorspannoption für jede Anwendung einzusetzen. Der Ausdruck "genutete Außenfläche" umfaßt auch "mit Gewinde versehene Außenfläche". Bei der Ausführungsform mit drei Verankerungselementen ist es nicht notwendig, die Konfiguration mit dem gleichschenkligen Dreieck zu wählen. Vielmehr kann ein Dreieck mit unterschiedlichen Seiten gewählt werden.

Claims

1. Hüftgelenkprothese zur permanenten Verankerung in dem menschlichen Hüftgelenk, bestehend aus einer ersten Gelenkeinheit (1; 45), die zur Verankerung in dem Hals eines menschlichen Femurs (2) ausgebildet ist, und aus einer zweiten Gelenkeinheit (3; 46), die zur Verankerung in der menschlichen Pelvis (4; 47) ausgebildet ist, wobei die erste Gelenkeinheit einen Gelenkkopf (5; 48; 97; 104) und eine Verankerungsanordnung (6, 7, 8; 49) zur Verankerung des Gelenkkopfes in dem Femur aufweist und wobei die zweite Gelenkeinheit einen Sockel (28; 79; 102; 109) mit einer konkaven Gelenkfläche (31; 87; 110), die zur Lagerung an und zur Bewegung unter gleitendem Kontakt mit dem Gelenkkopf geformt und dimensioniert ist, und eine Verankerungsanordnung (34; 80) zur Verankerung des Sockels in einer Gelenkhöhle (35) in der Pelvis besitzt, wobei die Verankerungsanordnung in dem Femur wenigstens ein hülsenförmiges Verankerungselement (6; 52, 53, 54) und wenigstens ein Festspannelement (7, 8; 14,; 55) aufweist, das zur Schaffung einer vorspannbaren Verankerung des Gelenkkopfes mit dem in das hülsenförmige Verankerungselement eingeführten Festspannelement mittels Eingriff mit dem Verankerungselement mit dem Gelenkkopf verbunden ist, wobei das Festspannelement einen Kopf (24; 75) besitzt zur axialen Einführung in das zugeordnete hülsenförmige Verankerungselement ausgebildet und mit dem Gelenkkopf verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das hülsenförmige Verankerungselement (6; 52, 53, 54) eine genutete Außenfläche (16; 58) besitzt und separat in einen Kanal (17), der durch den Femurhals (13) tritt, implantierbar ist und sich im wesentlichen über dessen gesamte Länge zur Bildung einer Verankerung in dem Femur über die Außenfläche und zur Bildung einer Führung für das Festspannelement (7, 8; 14; 55) der ersten Gelenkeinheit (1; 45) sowie einer Achsenführung für ein Bearbeitungsinstrument erstreckt, das um eine Achse (45; 95) zur Gestaltung wenigstens einer Lagerfläche (11; 64) des Femurhalses, die sich rotationssymmetrisch um die Längsachse des Festspannelementes erstreckt, in die Form wenigstens einer korrespondierenden Lagerfläche des Gelenkkopfes (5; 48; 97; 104) drehbar ist, die sich rotationssymmetrisch um die Befestigung des Festspannelements in dem Ge1enkkopf erstreckt.

2. Hüftgelenkprothese nach Anspruch 1, bei der der Gelenkkopf (5) aus einer Kugel (5) mit einer konvexen Gelenkfläche (9) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (5) einen Hohlraum (10), der zur Anordnung auf dem Ende des menschlichen Femurhalses (13) ausgebildet ist, welcher in den Hohlraum passend gestaltet ist, und einen Schaft (14) besitzt, der sich im wesentlichen zentrisch von dem Hohlraum erstreckt, daß die Verankerungsanordnung (6, 7, 8) für die Kugel ein einzelnes hülsenförmiges Verankerungselement (6) und ein mit dem Schaft verbundenes Anschlußteil in Form einer Vorspanneinrichtung (8) zur Schaffung eines Vorspannens der Kugel mit dem in das hülsenförmige Verankerungselement eingeführten Schaft durch Eingriff mit dem Verankerungselement besitzt.

3. Hüftgelenkprothese nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung eine Vorspannhülse (8) besitzt, die in das hülsenförmige Verankerungselement (6) einführbar ist und mit dem Schaft (14) der Kugel (5) mittels des Anschlußstückes verbunden ist, das eine Schraubverbindung bildet.

4. Hüftgelenkprothese nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubverbindung aus einem Gewindeabschnitt (7) in dem Schaft (14) der Kugel (5) und einem Gewindeabschnitt (23) in der Vorspannhülse (8) besteht, wobei die Gewindeabschnitte für einen Gewindeeingriff miteinander in variierbaren, relativen Stellungen vorgesehen sind, wodurch die Kugel gegen den Femurhals (13) vorspannbar ist.

5. Hüftgelenkprothese nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verankerungselement (6) für die Kugel (5) einen Flansch (20) besitzt, der sich dann, wenn sich die Prothese im zusammengebauten Zustand befindet, an dem von der Kugel entfernten Ende befindet, und daß die Vorspannhülse (8) einen Kopf (24) besitzt, der für das Anliegen gegen den Flansch ausgebildet ist.

6. Hüftgelenkprothese nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das hülsenförmige Verankerungselement (6) einen kontinuierlichen Kanal (18) besitzt, der die Achsenführung für das Bearbeitungsinstrument bildet, welches zur Gestaltung des Femurhalses (13) in die Form des Hohlraums (10) der Kugel (5) vorgesehen ist.

7. Hüftgelenkprothese nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (10) der Kugel (5) im wesentlichen zylindrisch und in der Zylinderfläche profiliert ist.

8. Hüftgelenkprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungsanordnung (49) aus wenigstens zwei hülsenförmigen Verankerungselementen (52-54), die im wesentlichen parallel zueinander und jeweis in einem Kanal in dem Femurhals (13) angeordnet sind, und aus wenigstens zwei Festspannelementen (55) besteht, die sich in jedem der Verankerungselemente erstrecken.

9. Hüftgelenkprothese nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungselemente und die Festspannelemente (55) dreifach vorhanden und jeweils in einer Längsachse angeordnet sind, die exzentrisch den Gelenkkopf (48) durchschneidet und die in einer Ebene rechtwinklig zu den Längsachsen die Ecken eines Dreiecks bilden.

10. Hüftgelenkprothese nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verankerungselement (52) und das zugeordnete Festspannelement (55) einen größeren Durchmesser als die anderen Verankerungselemente (53, 54) und deren zugeordnetes Festspannelement (55) besitzt.

11. Hüftgelenkprothese nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Dreieck gleichschenklig ist, wobei das Verankerungselement (52) mit größerem Durchmesser an der Spitze des Dreiecks liegt.

12. Hüftgelenkprothese nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkkopf (48) einerseits eine im wesentlichen ebene Lagerfläche (50), die auf den Femurhals (13) gerichtet ist und für das Anliegen an einer ebenen Lagerfläche (51) des Femurhalses, die durch Bearbeitung gebildet ist, und andererseits eine Zahl von Flanschen (60, 61) in entsprechender Zahl zu den Verankerungselementen (52-55) aufweist, wobei die Flansche (60, 61) von der Lagerfläche des Gelenkkopfes vorstehen und derart ausgebildet sind, daß sie einen Endabschnitt der Verankerungs elernente umgeben und mit deren Außenseite die rotationssymmetrische Lagerfläche (70) des Gelenkkopfes zur Lagerung an der rotationssymmetrischen Lagerfläche (71) bilden, die an dem Femurhals mittels des Bearbeitungsin strumentes (93) geformt ist.

13. Hüftgelenkprothese nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (60, 61) eine Anschlagfläche (68) besitzen, die zur Anlage gegen die Endfläche (67) des Verankerungselements (52-55) und zur Übertragung von Kräften ausgebildet ist, die auf den Gelenkkopf (48) wirken.

14. Hüftgelenkprothese nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Festspannelement (55) aus einer Schraube (55) mit einem Kopf (75) besteht, der für die Anlage gegen das Ende (76) des Verankerungselements (52, 53, 54) im Abstand von dem Gelenkkopf (48) und mit einem Gewindeabschnitt (66) für einen Gewindeeingriff mit dem Gelenkkopf in einer Ausnehmung (65) desselben ausgebildet ist.

15. Hüftgelenkprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungsanordnung (34) für den Gelenksockel (28) hülsenförmige Verankerungselemente (36) besitzt, die separat in der Pelvis implantiert sind und in die eine Zahl von Schrauben (40), die durch Löcher (41) in dem Sockel eingeführt sind, einschraubbar sind.

16. Hüftgelenkprothese nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenksockel (3) einerseits aus einem lastabsorbierenden Grundsockel (28), der mit den Löchern (41) versehen ist, und andererseits aus einem Gelenksockel (29) besteht, der in dem Grundsockel durch Formschluß (33, 34) befestigt ist.