DE69200772T2

DE69200772T2 - Ausdehnbare Hüftgelenkspfanne.

Info

Publication number: DE69200772T2
Application number: DE69200772T
Authority: DE
Inventors: Francis Henri Breard; Pierre Sejourne
Original assignee: Science et Medecine SEM SAS
Current assignee: Science et Medecine SEM SAS
Priority date: 1991-02-06
Filing date: 1992-01-10
Publication date: 1995-07-13
Anticipated expiration: 2012-01-11
Also published as: EP0498685B1; FR2672205B1; ATE114954T1; DE69200772D1; EP0498685A1; FR2672205A1

Description

Die Erfindung betrifft eine etwa halbkugelförmige Gelenkpfannenkuppel, die in ihrer Wand ausgeschnittene, radiale, ausfaltbare Zungen hat, die sich an der Spitze der Kuppel im wesentlichen längs einer Parallelen zu dieser verbinden und die auf ihrer äußeren Oberfläche Unebenheiten zur Verankerung der Kuppel in der Wand der Gelenkpfanne tragen.
Derartige, derzeit als expandierbare Kuppeln oder Kuppeln mit Expansion bezeichnete Kuppeln bilden den äußeren Aufsatz von Gelenkpfannen-Endoprothesen, die es ermöglichen, sie in die Wand der Gelenkpfanne ohne Verwendung eines chirurgischen Zements zu implantieren. Man beseitigt so die Gefahren der späteren Ablösung.
Die verschiedenen Arten von expandierbaren Kuppeln, die bisher bekannt sind (siehe z.B. EP-A- 242 633) sind jedoch weit davon entfernt, zufriedenzustellen. In erster Linie stellt man fest, daß die Endoprothesen, die mit diesen Kuppeln umhüllt sind, während der Verankerung mit dem Boden des Hohlraums der Gelenkpfanne nicht in ständigem Kontakt bleiben und daher nach der gesamten Verankerung Ursache für einen relativ ausgeprägten Passungsfehler sind. Außerdem liegt beim anfänglichen Einsetzen die Kuppel, die zurückgezogene Zungen hat, nur mit ihrer Spitze gegen den Boden der Gelenkpfanne an und kann daher in deren Hohlraum nicht richtig orientiert und zentriert werden, was schließlich Luxationen hervorrufen kann.
Schließlich ermöglichen die derzeitigen Endoprothesen, die mit expandierbaren Kuppeln versehen sind, keine geeignete anatomische Rekonstruktion der Gelenkpfanne, was sich meistens durch funktionelle Störungen in der gesamten Gelenkprothese, insbesondere im Falle einer Hüftprothese, auswirkt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und eine Gelenkprothese der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die sich dadurch auszeichnet, daß die Unebenheiten der Zungen aus Verankerungszähnen bestehen, deren innere Flanke zur Spitze der Kuppel gerichtet und auf der Oberfläche der Zunge als Hinterschneidung ausgebildet ist, die sie trägt.
Aufgrund dieser Hinterschneidung, die einer leichten Neigung ihrer inneren Flanke bezüglich der radialen Richtung entspricht, haben die Verankerungszähne beim Eindringen in den Knochen unter der Wirkung des Auseinanderfaltens der Zungen das Bestreben, die Endoprothese gegen den Boden der Gelenkpfanne derart angelegt zu halten, daß der bisher auftretende Anpassungsfehler in einem erheblichen Maße, d.h. vollkommen beseitigt werden kann.
Um daher eine Anpassung, die die Hüftgelenk-Endoprothese im wesenltichen in ihre anatomische Position bringt, sicherzustellen, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Verankerungszähne, die auf mehrere Parallelen der Kuppel aufgeteilt sind, an derselben Parallele einen praktisch identischen Hinterschneidungswinkel aufweisen und daß dieser Winkel, der in der entsprechenden Schnittebene jedes Zahnes, die über den Meridian der Kuppel führt, zwischen der Geraden, die die innere Flanke des Zahns begrenzt und der Tangente an der Oberfläche der Zunge am Schnittpunkt dieser Geraden mit der genannten Fläche festgelegt ist, von einer Parallelen zur anderen nach und nach und in Richtung des freien Randes der Zunge kleiner wird. In der Praxis kann der so definierte Winkel der Hinterschneidung der Verankerungszähne etwa zwischen 80º und 60º bei Standardkuppeln schwanken.
Die optimale anatomische Position wird daher bei einer bevorzugten Ausführungsform der Kuppel gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Winkel, der die Hinterschneidung jedes Verankerungszahns festlegt, in seiner meridialen Schnittebene durch Berührung der innere Flanke des Zahnes mit einem gedachten Kreis, dessen Mittelpunkt sich ziemlich genau auf der Parallelen befindet, an deren Längsseite die Zunge mit der Kuppelspitze verbunden ist, erhalten wird. In diesem Falle gleicht sich, wenn die Verankerungszähne in die Wand der Gelenkpfanne eindringen, ihre innere Flanke einer Bahn an, die vollkommen mit derjenigen konzentrisch ist, der die Zunge beim Auseinanderfalten folgt, und es wird keinerlei Verschiebung zum Unterteil der Endoprothese hervorgerufen, die so in engem Kontakt mit dem Boden der Gelenkpfanne bleibt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Kuppelwand Abschnitte aufweist, die, ausgehend von der Kuppelspitze, jeweils zwischen zwei Zungen entlanglaufen und über die Zungen hinaus miteinander verbunden sind, wobei die Wandelemente das Unterteil der Kuppel darstellen, das vorzugsweise aus einem durchgehenden Ring besteht, mit dem alle Abschnitte verbunden sind.
Die Zungen werden so im Inneren eines starren Käfigs gehalten, der es ohne Schwierigkeit ermöglicht, die Kuppel in der Gelenkpfanne während deren vorheriger, vor der Verankerung erfolgender Positionierung richtig zu orientieren und zu zentrieren, um so die späteren Luxationsgefahren zu vermeiden.
Es werden nun Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine Aufsicht einer Kuppel gem. einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine Seitenansicht, wobei eine Hälfte ein Querschnitt längs der Linie II-II der Fig. 1 ist;
Fig. 3 einen Teilschnitt der Kuppel, aus dem das Hauptmerkmal der Erfindung hervorgeht, und
Fig. 4 einen Schnitt einer Gelenkpfannen-Endoprothese, die mit der Kuppel der Fig. 1 und 2 versehen ist, eingesetzt in die Hüftgelenkpfanne.
Die in den Fig. 1 und 2 beispielsweise gezeigte Gelenkpfannenkuppel wird üblicherweise aus einer formbeständigen Titanlegierung in Form einer Halbkugel hergestellt. Ausgehend von einer Parallelen P, die die Spitze 2 in Form einer Kugelkalotte der Kuppel 1 nicht weit entfernt von ihrem Pol S begrenzt, sind in der relativ dünnen Wand letzterer mehrere radiale Zungen 4 ausgeschnitten. Diese Zungen 4, hier in einer Anzahl von fünf, haben gleiche Formung und gleiche Abmessungen und können von ihrem kurzen Verbindungssegment 5 mit der Spitze 2 der Kuppel aus leicht auseinandergefaltet werden, die, wie die Fig. 2 und 3 zeigen, über die Parallele P greifen und durch eine Rille 10 begrenzt ist, die auf der Innenseite der Kuppel ausgebildet ist. Die Außenseite der Zungen 4 ist außerdem mit Unebenheiten 6 zur Verankerung der Pfanne 1 in der Knochenwand der Gelenkpfanne versehen, die sie aufnehmen soll.
Bei dem gezeigten Beispiel sind die Unebenheiten 6 der Zungen 4 in Form von dreieckigen Zähnen ausgebildet, und jede Zunge 4 hat, wie Fig. 1 zeigt, vier Reihen mit drei Zähnen 6, die abstandsgleich auf Parallelen der Kuppel ausgebildet und auf der Hälfte nahe ihrem freien Rand 7 gruppiert sind. Jeder Zahn 6 ist außerdem symmetrisch bezüglich einer meridionalen Ebene der Kuppel wie der Schnittebene der Fig. 3, die hier drei Zähnen gemeinsam ist, angeordnet.
Fig. 3, in der ersichtlich ist, daß die Zähne 6 spitz zulaufen und an der Spitze ihres Endes 8 abgeschrägt sind, zeigt außerdem, daß die innere Flanke 9, die zur Spitze der Kuppel 1 gerichtet ist, als Hinterschneidung ausgebildet ist, d.h., daß sie zur Oberfläche der Zunge 4 leicht geneigt ist. Diese Hinterschneidung wird, gesehen in der meridialen Symmetrieebene jedes Verankerungszahns 6, genauer durch den Winkel α 1, α 2, oder α 3 begrenzt, der zwischen der Geraden D1, D2 oder D3, die die innere Flanke 9 des Zahns begrenzt, und der Tangente T1, T2 oder T3 an der Oberfläche der Zunge 4 am Schnittpunkt A1, A2 oder A3 der Geraden D1, D2 oder D3 mit letzterer gebildet ist.
Außerdem ist ersichtlich, daß der Winkel α 1, α 2, oder α 3 mit der Länge des Meridianbogens leicht abnimmt, der sich zwischen dem Punkt A1, A2 oder A3, der zuvor definiert wurde, und der Parallelen P der Kuppel erstreckt, um die sich die Zunge 4 außeinanderfalten kann, und in optimaler Weise wird diese Abnahme durch Berührung am Punkt A1, A2 oder A3 der inneren Flanke 9 jedes Zahns 6 mit einem imaginären Kreis C1, C2 oder C3 erreicht, der in der meridionalen Symmetrieebene des Zahns 6 von einem Zentrum X aus gezogen wird, der auf der Parallelen P auf halber Breite des Verbindungssegments 5 der Zunge 4 liegt.
Speziell haben die so definierten Winkel α 1, α 2, α 3 Werte von etwa 73º für den ersten, 69º für den zweiten und 65º für den dritten.
Zurückkehrend zur Fig. 1 ist außerdem ersichtlich, daß die Zungen 4 seitlich durch jeweils ein Paar Schlitze 11, 12 begrenzt sind, die jeweils in einer Ebene im wesentlichen parallel zur Meridianebene M der Kuppel 1 und leicht versetzt bezüglich dieser ausgebildet sind, wobei sich dieses Schlitze bis nahe zur Äquatorialebene E der Kuppel fortsetzen, wo sie sich mit einem dritten Schlitz 13 vereinigen, der im wesentlichen längs einer Parallelen ausgebildet ist.
Daher wechseln die Zungen 4 am Umfang der Kuppel 1 mit Abschnitten der kugelförmigen Umhüllung wie 14, die einerseits aus dem Material der Kalotte letzterer und andererseits aus einem gemeinsamen kreisförmigen Ring 15 stammen, der oberhalb der freien Ränder 7 der Zungen die Basis der Kuppel bildet.
Es ist auch ersichtlich, daß die Böden 11a, 12a der meridionalen Schlitze 11, 12 als kreisförmige, erweiterte Ausschnitte an jedem Ende der Verbindungssegmente 5 der Zungen 4 ausgebildet sind.
Die gerade beschriebene Kuppel 1 bildet das äußere Element einer Gelenkpfannen-Endoprothese der Hüfte, deren Innenkörper 17 sie umhüllt, der aus einem selbstschmierenden Material hergestellt und mit einem kugelförmigen Hohlraum 20 zur Aufnahme des Kopfes 21 einer Oberschenkelprothese 22 versehen ist, wie in Fig. 4 dargestellt ist, die die Endoprothese in die natürliche Gelenkpfanne C des Beckens eingesetzt zeigt, die zuvor auf die Außenabmessungen der Kuppel bearbeitet wurde.
Beim ersten Einsetzen der Kuppel 1, das in üblicher Weise durchgeführt wird, bilden die Abschnitte 14 letzterer mit der Kalotte 2 und dem Ring 15 für die Zungen 4 einen starren Käfig, der es ohne Schwierigkeit ermöglicht, in der Gelenkpfanne C die Kuppel 1 zu orientieren und richtig zu zentrieren, deren Zungen 4 zuvor leicht in das Innere dieses Käfigs zurückgezogen wurden, wie in unterbrochenen Linien die Fig. 2 und 3 zeigen.
Schließlich greifen unter der Wirkung des kurzen Auseinanderfaltens der Zungen 4 um die Parallele P, das durch Einführen des Innenkörpers 17 der Endoprothese in die Kuppel erreicht wird, die Verankerungszähne 6 in die Knochenwand der Gelenkpfanne C, und ihre innere Flanke 9 dringt dort längs einer Kreisbogenbahn C1, C2, C3 ein, die auf die Parallele P zentriert ist, um die sich die Zungen entfalten. Daher erzeugt das Eindringen der Zähne 6 in die Wand der Gelenkpfanne keine Verschiebung zum unteren Teil der Endoprothese, und diese bleibt somit gegen den Boden der Gelenkpfanne und vollkommen eingebettet in den Hohlraum dieser angelegt.

Claims

1. Allgemein halbkugelförmige Gelenkpfannenkuppel (1), die radial auseinanderfaltbare, aus ihrer Wand ausgeschnittene Zungen (4) aufweist, die an der Kuppelspitze (2) verbunden sind, im wesentlichen entlang einer Parallele zu der Kuppel, und an ihrer Außenseite Unebenheiten (6) aufweisen, die zur Verankerung der Kuppel in der Pfannenwand dienen, dadurch gekennzeichnet , daß diese Unebenheiten aus Verankerungszähnen (6) bestehen, deren innere Flanke (9), die zur Kuppelspitze (2) zeigt, als Hinterschneidung an der Oberfläche der die Zähne tragenden Zungen (4) ausgebildet ist.

2. Kuppel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungszähne (6), die auf mehrere Parallelen der Kuppel (1) aufgeteilt sind, an derselben Parallele einen praktisch identischen Hinterschneidungswinkel aufweisen und daß dieser Winkel ( α 1, α 2, α 3), der in der entsprechenden Schnittebene jedes Zahnes, die über den Meridian der Kuppel führt, zwischen der Geraden (D1, D2 D3), die die Innenseite (9) des Zahns begrenzt und der Tangente (T1, T2, T3) an der Oberfläche der Zunge (4) am Schnittpunkt (A1, A2 A3) dieser Geraden mit der genannten Fläche festgelegt ist, von einer Parallelen zur anderen nach und nach und in Richtung des freien Randes (7) der Zunge (4) kleiner wird.

3. Kuppel nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Hinterschneidungswinkel ( α 1, α 2, α 3) der Verankerungszähne (6) etwa zwischen 80º und 60º variiert.

4. Kuppel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß daß der Winkel ( α 1, α 2, α 3), der die Hinterschneidung jedes Verankerungszahns (6) festlegt, in seiner meridionalen Schnittebene durch Berührung der inneren Flanke (9) des Zahnes mit einem gedachten Kreis (C1, C2, C3), dessen Mittelpunkt sich ziemlich genau auf der Parallelen (P) befindet, an deren Längsseite die Zunge (4) mit der Kuppelspitze (2) verbunden ist, erhalten wird.

5. Kuppel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kuppelwand (3) Abschnitte (14) aufweist, die ausgehend von der Kuppelspitze (2), jeweils zwischen zwei Zungen (4) entlanglaufen und über die Zungen hinaus miteinander verbunden sind, wobei die Wandelemente (15) das Unterteil der Kuppel darstellen.

6. Kuppel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Unterteil aus einem durchgehenden Ring (15) besteht, mit dem alle Abschnitte (14) verbunden sind.