DE7613445U

DE7613445U - Prosthesis to replace a joint

Info

Publication number: DE7613445U
Application number: DE19767613445
Authority: DE
Original assignee: Ceraver SA
Current assignee: Ceraver SA
Priority date: 1975-05-05
Filing date: 1976-04-28
Publication date: 1976-10-14

Description

Die Neuerung bezieht sich auf eine Prothese zum Ersatz für ein Gelenk, die aus einem kugelförmigen und einem pfannenförmigen Teil besteht, wobei das kugelförmige Teil mit Hilfe eines Schaftes aus Metall im Knochen verankerbar islv und beide Teile wenigstens im Bereich der gegenseitigen Berührungsflächen aus hartem Aluminiumoxyd bestehen.The innovation relates to a prosthesis to replace a joint, which consists of a spherical and a There is a cup-shaped part, the spherical part being anchored in the bone with the aid of a metal shaft and both parts consist of hard aluminum oxide at least in the area of the mutual contact surfaces.

Bei der in der DT-PS 2 134 316 beschriebenen Prothese ist das kugelförmige Teil mit einem Sackloch versehen, in das ein Ende des Stabs eingesetzt und anschließend verklebt wird.In the prosthesis described in DT-PS 2 134 316, the spherical part is provided with a blind hole into which one end of the rod is inserted and then glued.

Das Verkleben gewährleistet jedoch keine über einen langen Zeitraum hinweg konstant gute mechanische Verbindung zwischen Kopf und Stab und führt darvber hinaus in die Prothese organische Fremstoffe ein, die vdm Organismus nicht immer ver-However, gluing does not guarantee a consistently good mechanical connection over a long period of time between head and rod and also introduces organic foreign substances into the prosthesis which are not always

⁷ θ 13 4 4 5 14.10.76 ⁷ θ 13 4 4 5 10/14/76

tragen werden.will wear.

Die Neuerung zielt darauf ab, die oben angeführten JJachteile zu beheben und eine Prothese zu schaffen, die eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit der Verbindung zwischen Kopf und Schaft des Oberschenkelteils aufweist, ohne daß organische Klebstoffe verwendet werden, und die darüber hinaus einen Schaft enthält, der in physikalischen und mechanischen Eigenschaften denen des Knochens näherkommt als die üblicherweise verwendeten Metalle oder Legierungen.The innovation aims to eliminate the disadvantages listed above and to create a prosthesis that is one excellent mechanical strength of the connection between the head and shaft of the thigh part without organic adhesives are used, and which in addition contains a shaft that works in physical and mechanical Properties comes closer to those of the bone than the commonly used metals or alloys.

Die Neuerung ist bei der eingangs definierten Prothese dadurch gekennzeichnet, daß das kugelförmige Teil vollkommen aus harter Tonerde besteht und mit einem Schaft aus Titan oder einer Titanlegierung verbunden ist, und daß das kugelförmige Teil schaftseitig mit einem Sackloch versehen ist, auf dessen Umfang durch Löten ein Einsatz aus Titan oder eineTTitanlegie-The innovation in the prosthesis defined at the beginning is characterized in that the spherical part is completely consists of hard alumina and is connected to a shaft made of titanium or a titanium alloy, and that the spherical Part is provided with a blind hole on the shaft side, on the circumference of which an insert made of titanium or a titanium alloy

-π—a_ -a a^-u-^- -π — a_ -a a ^ -u - ^ -

eingesetzt ist.is used.

Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Preferred embodiments are in the subclaims marked.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren 1 bis 4 Ausführungsbeispiele für neuerungsgemäße Oberschenkelknochenteile von Hüftgelenkprothesen näher beschrieben.In the following, with reference to the accompanying FIGS. 1 to 4, exemplary embodiments of the invention are presented Femur parts of hip joint prostheses described in more detail.

Fig. 1 zeigt, ein Oberschenkelteil, bei dem der Schaft im Einsatz des Prothesenkopfes mit Hilfe eines "Morse"-Kegels befestigt ist.Fig. 1 shows a thigh part in which the shaft is attached with the aid of a "Morse" cone when the prosthetic head is in use.

Fig. 2a stellt ein weiteres neuerungsgemäßes Oberschenkelteil dar, bei dem der Schaft im Einsatz des Prothesenkopfes mit Hilfe eines Keils und eines Seegerings befestigt ist.2a shows a further thigh part according to the invention, in which the shaft is in use of the prosthetic head is attached with the help of a wedge and a circlip.

7613445 14.10.767613445 10/14/76

Fig. 2b zeigt einen Schnitt entlang der Achse A-A aus Fig. 2a.Fig. 2b shows a section along the axis A-A from Fig. 2a.

Fig. 3 zeigt ein weiteres neuerungsgemäßes Oberschenkelteil, in dem der Schaft im Einsatz des Prothesenkopfes mit Hilfe eines Gewindes und eines Seegerringes befestigt ist.3 shows a further thigh part according to the invention, in which the shaft is in use of the prosthetic head is attached with the help of a thread and a circlip.

Fig. 4a zeigt ein weiteres neuerungsgemäßes Oberschenkelteil, bei dem der Schaft im Einsatz des Prothesenkopfes eine Zylinderform mit kreisförmigem Querschnitt aufweist und mit Hilfe eines Stiftes blockiert ist.4a shows a further thigh part according to the invention, in which the shaft is in use of the prosthetic head has a cylindrical shape with a circular cross-section and is blocked by means of a pin.

Fig. 4b zeigt einen Schnitt entlang der Achse B-B aus Fig. 4a.Fig. 4b shows a section along the axis B-B from Fig. 4a.

In der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung besteht das Oberschenkelknochenteil aas einem Kopf 1 in Form einer abgeschnittenen Kugel aus gesintertem Aluminiumoxyd, das geglättet und geschlämmt ist, und aus einem Oberschenkelknochenschaft ano Tifan ncler einer Titanleaieruna. beispielsweise der Legierung TA6V, mit 6% Aluminium und 4% Vanadium, deren Wärmeausdehnungskoeffizient nur unwesentlich von dem des hochreinen Aluminiumoxyds des Gelenkkopfes verschieden ist.In the device shown in Fig. 1, the femur part consists of a head 1 in the form of a cut off Ball made of sintered aluminum oxide, which has been smoothed and grouted, and made from a shaft of a femur ano Tifan ncler a Titanleaieruna. for example the alloy TA6V, with 6% aluminum and 4% vanadium, their coefficient of thermal expansion differs only slightly from that of the high-purity aluminum oxide of the joint head.

Die mechanischen Eigenschaften (Bruchbelastung, Elastizitätsgrenze, Bruchdehnung, Ermüdungsgrenze) liegen erheblich über denen der bisher für die Herstellung derartiger Stäbe verwendeten Metallegierungen, beispielsweise über denen von rostfreiem Stahl mit 18% Chrom, 8% Nickel und 2% Molybdän, oder denen der Stellitlegierung aus Kobalt, Chrom und Molybdän mit 27-30% Chrom und 5-7% Molybdän. Insbesondere liegt ihre Ermü-The mechanical properties (breaking load, elastic limit, Elongation at break, fatigue limit) are considerably higher than those used to date for the production of such rods Metal alloys, for example over those of stainless steel with 18% chromium, 8% nickel and 2% molybdenum, or those of the stellite alloy made of cobalt, chromium and molybdenum with 27-30% chromium and 5-7% molybdenum. In particular, their exhaustion

S 8S 8

dungsgrenze bei etwa 64.10 Zyklen gegenüber 25.10 Zyklen fürlimit at about 64.10 cycles versus 25.10 cycles for

g rostfreien Stahl 18-8 mit. 2% Molybdän und 33.10 Zyklen für die erwähnte Stellitlegierung. Ihre Korrosionsbeständigkeit18-8 g stainless steel with. 2% molybdenum and 33.10 cycles for the aforementioned stellite alloy. Your Corrosion Resistance

7«;7 «;

813445 R10.76813445 R10.76

ist gut und kann eventuell noch durch Aufspritzen von Aluminiumoxydpulver in einer Plasmaflamme verbessert werden.is good and can possibly be done by spraying on aluminum oxide powder can be improved in a plasma flame.

Der öberschenkelschaft 2 wird mit dem Kopf 1 über einen Kragen 3 verbunden. Der Kopf 1 weist ein kegelstumpfförmigos Sackloch auf, auf dessen Wandung ein Einsatz 4 aus derselben Titanlegierung angelötet ist, aus der auch der Schaft besteht. Hierzu wird zwischen der Wandung aus Aluminiumoxyd und dem Einsatz ein Silberlot aufgetragen und dann werden die beiden Teile mit dem Silberlot in einen Vakuumofen eingeführt, mit dem hohe Temperaturen und ein Vakuum von weniger als 10 Millibar erzeugt werden. Das im Silber kaum lösliche Titan
wird mit dem Aluminiumoxyd in Berührung gebracht und gelangt an die Zwischenfläche zwischen der Keramik und dem Lot, indem es mit dem Silber die benetzende Legierung bildet, die die Verbindung zwischen Aluminiumoxyd und Titan herstellt.The thigh shaft 2 is connected to the head 1 via a collar 3. The head 1 has a truncated conical blind hole, on the wall of which an insert 4 made of the same titanium alloy is soldered as that of the shaft. For this purpose, a silver solder is applied between the wall made of aluminum oxide and the insert and then the two parts with the silver solder are introduced into a vacuum furnace, which generates high temperatures and a vacuum of less than 10 millibars. Titanium, which is hardly soluble in silver
is brought into contact with the aluminum oxide and reaches the interface between the ceramic and the solder, in that it forms the wetting alloy with the silver, which creates the bond between aluminum oxide and titanium.

Anschließend wird auf dem das Sackloch umgebenden ebenen Bereich der Oberfläche des Kopfes eine Scheibe 5 aus Silber oder auch aus einem anderen Edelmetall wie beispielsweise Gold angeordnet, durch die geometrische Fehler dieser ebenen Fläche und der entsprechenden ebenen Gegenfläche der Kragenoberseite, insbesondere Planfehler, ausgeglichen werden. Anschließend wird das kegelstumpfförmxge Ende 6 des Schafts im Sackloch durch Einklemmen befestigt, da der Spitzenwirikel am Ende des Schafts etwas größer als der Spitzenwirikel im
Innern des Einsatzes ist.A disk 5 made of silver or another precious metal such as gold is then placed on the flat area of the surface of the head surrounding the blind hole, by means of which geometrical errors of this flat surface and the corresponding flat opposite surface of the collar top, in particular plane errors, are compensated for. The frustoconical end 6 of the shaft is then fastened in the blind hole by clamping, since the point whoricle at the end of the shaft is somewhat larger than the point whoricle in the
Inside the insert is.

In der in Fig. 2a gezeigten Vorrichtung weist der Kopf 1 dagegen ein zylindrisches Sackloch auf, auf dessen
Wandung ein Einsatz 4 aus derselben Legierung, aus der auchIn the device shown in Fig. 2a, however, the head 1 has a cylindrical blind hole on whose
Wall an insert 4 made of the same alloy from which also

der Schaft besteht, mit Hilfe des bereits oben beschriebenen ^the shaft consists, with the help of the ^ already described above

Verfahrens befestigt ist. JProcedure is attached. J

Anschließend wird hier ebenfalls eine Silberscheibe 5 _; ^j!Then a silver disk 5 is also here _; ^j !

auf der das Sackloch umgebenden ebenen Fläche des Kopfes ange- V ordnet. .,'on the flat surface surrounding the blind hole of the head assigns reasonable V. ., '

Das Ende 6 des Schaftes ist zylinderförmig ausgebildet und besitzt eine Nut 7 zur Aufnahme eines Seegerringes 8 sowie eine Vertiefung 9 (der dieser Vertiefung benachbarte Bereich ist schraffiert eingezeichnet) zur Aufnahme eines Keils 10 mit halbrundem Profil.The end 6 of the shaft is cylindrical and has a groove 7 for receiving a Seeger ring 8 and a recess 9 (the one adjacent to this recess Area is shown hatched) for receiving a wedge 10 with a semicircular profile.

Fig. 2b zeigt eine Ansicht von unten der unteren ebenen Fläche des Kopfes. Diese Fläche 11 weist eine rechteckige Vertiefung 12 auf, deren Tiefe so beschaffen ist, daß der Keil 10 eingeführt werden kann.Figure 2b shows a bottom plan view of the lower planar surface of the head. This surface 11 has a rectangular shape Well 12, the depth of which is such that the wedge 10 can be inserted.

Die Befestigung des Schafts am Kopf geschieht in der Weise, daß der Keil 10 in die Vertiefung 9 am Schaftende eingeführt wird, so daß der Keil mit dem Schaftende in das Sackloch eindringt, bis der Seegerring vor einer im Einsatz vorhandenen Nut zu liegen kommt, in die er eingesetzt wird.The shaft is fastened to the head in such a way that the wedge 10 is inserted into the recess 9 at the end of the shaft so that the wedge with the shaft end penetrates the blind hole until the circlip is in front of an existing one in use Comes to lie groove in which it is used.

In diesem Augenblick trifft die Stirnfläche 13 des Schaftendes praktisch auf den Boden des Sacklochs auf. Daraufhin blockiert der Keil das Schaftende gegen Rotation, während der Seegerring das Ende gegen Translation sichert.At this moment, the end face 13 of the end of the shaft practically hits the bottom of the blind hole. Thereupon the wedge locks the shaft end against rotation, while the circlip locks the end against translation.

Fig. 3 zeigt eine Befestigung mit Hilfe von Verschraubung und Seegerring. Am zylindrischen Ende 6 des Schaftes ist ein Gewinde eingeschnitten, dem ein im Einsatz 4 vorhandenes Gegengewinde entspricht. Die Befestigung des Schafts am Kopf geschieht dadurch, daß sein Ende in den Einsatz eingeschraubtFig. 3 shows a fastening with the aid of a screw connection and Seeger ring. At the cylindrical end 6 of the shaft is cut a thread to which a mating thread provided in the insert 4 corresponds. The attachment of the shaft to the head happens because its end is screwed into the insert

7B13445 1A.10.767B13445 1A.10.76

wird, bis der Seegerring 8, der in einer Nut 7 angeordnet ist, in eine entsprechende im Einsatz vorhandene Nut eingreift, wobei die ebene Stirnseite 13 des Schaftendes praktisch auf Iuntil the Seeger ring 8, which is arranged in a groove 7, engages in a corresponding groove in use, the flat end face 13 of the shaft end practically on I.

den Boden des Sacklochs aufstößt.pushes open the bottom of the blind hole.

Fig. 4 zeigt eine Befestigung mit Hilfe eines kreuzförmigen Stempels am Schaftende und eines Stifts. Das Schaftende weist im Querschnitt eine Kreuzform auf, die zu einer entsprechenden Kreuzform des Hohlraums des Einsatzes, wie er in Fig. 4b zu sehen ist, komplementär ist. Der Prothesenkopf und der Einsatz weisen eine Querbohrung 14 auf. Das Schaftende wird in den Einsatz so tief hineingesteckt, daß es auf den Boden des Sacklocheinsatzes aufstößt. Dann wird in die Querbohrung 14 ein Stift 15 gesteckt. Somit ist der Schaft durch die Kreuzform des Schaftendes gegen Rotation und durch den Stift gegen eine Translation geschützt.Fig. 4 shows a fastening with the aid of a cross-shaped punch at the end of the shaft and a pin. The end of the shaft has a cross-shape in cross-section which leads to a corresponding cross-shape of the cavity of the insert, as he does can be seen in Fig. 4b, is complementary. The prosthesis head and the insert have a transverse bore 14. The end of the shaft is inserted so deep into the insert that it hits the bottom of the blind hole insert. Then it is in the cross hole 14 a pin 15 is inserted. Thus, the shaft is against rotation by the cross shape of the shaft end and by the Pen protected against translation.

Es können auch in das Schaftende Stifte eingesetzt werden, auf die eine Federkraft einwirkt und die in Sacklöcher im Innern des Einsatzes und des Kopfes eingreifen.Pins can also be inserted into the end of the shaft, on which a spring force acts and which are inserted into blind holes engage inside the insert and head.

SchutzansgrücheClaims for protection

7813445 H.10.767813445 H.10.76

Claims

PROTECTION CLAIMS

1 - prosthesis to replace a joint, consisting of a spherical and a cup-shaped part, whereby the spherical part can be anchored in the bone with the aid of a metal shaft and both parts at least in the area the mutual contact surfaces consist of hard aluminum oxide, characterized in that the spherical part (1) consists entirely of hard alumina and has a shaft (2) made of titanium or a titanium alloy is connected, and that the spherical part is connected on the shaft side with a blind hole, on the circumference an insert (4) made of titanium or its titanium alloy is attached by soldering, into which the end (6) of the shaft is frictionally engaged is used.

2 - prosthesis according to claim 1, characterized in that that the spherical part made of alumina has a flat surface on the shaft side and that the insert (4) has a has a flat butt edge that is flush with the flat surface.

3 - prosthesis according to claim 2, characterized in that that between the flat surface of the spherical part (1) made of aluminum oxide or the abutting edge of the insert (4) on the one hand and a flat abutting edge of the shaft on the other hand a disc (5) made of a noble metal is arranged.

761344b and 10.76

4 - Prosthesis according to one of claims 1 to 3, characterized in that the end of the Shank is designed as a Morse taper.

5 - Prosthesis according to one of Claims 1 to 3, characterized in that a wedge (10) lies in a recess in the shaft end, and a Seeger ring (9) in a groove on the shaft end and in a corresponding groove in the Blind hole of the insert lies.

6 - Prosthesis according to one of claims 1 to 3, characterized in that a thread on Shaft end is provided, which is in use in a counter winch (4) is screwed in.

7 - Prosthesis according to claim 6, characterized in that that, in addition, a circlip in a groove at the end of the shaft and in a corresponding groove in the blind hole of the Insert is arranged.

8 - Prosthesis according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the shaft end is cylindrical with a cross-section that has protrusions, and that the blind hole of the spherical part is adapted to this cross-section, a pin (15) penetrating the two parts in a cross-sectional plane and fixing them against one another (FIG. 4)

9 - Prosthesis according to claim 8, characterized in that that the shaft end (6) and the corresponding cavity are formed in a cross shape in use.

χ χ

7R13445 14.10.767R13445 10/14/76