DE8215245U1

DE8215245U1 - Schaft für eine kragenlose Hüftgelenkprothese

Info

Publication number: DE8215245U1
Application number: DE8215245U
Authority: DE
Original assignee: Mecron Medizinische Produkte GmbH
Current assignee: Mecron Medizinische Produkte GmbH
Priority date: 1982-05-21
Publication date: 1983-11-10

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Schaft der im Oberbegriff des Anspruch 1 angegebenen Art.

Ein derartiger Schaft für eine kragenlose Hüftgelenkpro-· these ist in den Femur einsetzbar und wird dort zementlos verankert.

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Da sich in der Vergangenheit bei der Verwendung von Knochenzement gewisse Nachteile gezeigt haben, ist man bemüht/ Endoprothesen möglichst ohne Verwendung von Knochenzement zu befestigen. Dabei treten jedoch ebenfalls eine Reihe von Schwierigkeiten auf, da beispielsweise, wenn der Femurteil, welcher zur Aufnahme des Geienkkopfes dient, einen "Kragen" aufweist, die Krafteinleitung in den Knochen ausschließlich im Bereich des überkragenden Teils stattfindet. Da unter Belastung die bei diesen Verhältnissen in einem eng begrenzten Bereich auftretenden Kräfte relativ groß sind, kann es aufgrund der resultierenden "Wackelbewegungen" im Mikrobereich zur Knochenresorption kommen. Ähnliche Nachteile treten bei mit Knochen verschraubbaren Prothesen auf.

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Weiterhin sind kragenlose Prothesen bekannt geworden, welche eine Verjüngung besitzen und sich im ausgebohrten Markraum des Femurs verkeilen. Eine derartige Prothese ist beispielsweise in der EP-A2-0 027 159 beschrieben. Bei diesen Prothesen besteht der Nacnteil, daß die durch die Verjüngung des Prothesenschaftes im distalen Teil be-

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dingte Keilwirkung sehr groß ist, so daß die Knochenbeanspruchung in radialer Richtung unter Last erheblich ist und insbesondere beim ostoporotischen Knochen die Gefahr der Rißbildung besieht.
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Wegen des komplizierten Verlaufs der sich aufweitenden Bereiche im äußersten proximalen Bereich des Schaftes ist es nur sehr schwer - und bei genauer Maßhaltigkeit - möglich, die Anpassung an den Markraum so zu gestalten, daß sich beim Einbringen des Schaftes eine definierte Kraftverteilung einstellt. Wenn die Prothese ausschließlich in diesem Bereich trägt, kommt es wiederum zu einer mehr oder weniger punktuellen Belastung und den entsprechenden nachteiligen Eigenschaften für die Knochensubstanz.

Aus der EP-Al-Q 044 915 ist ein Schaftteil einer kragenlosen Huftendoprothese bekanntgeworden, welche einen elliptischen Querschnitt aufweist, wobei die Verkeilung im Bereich der dem Adambogen folgenden Abbiegung oder Krümmung des Prothesenschafts erfolgt, so daß bei Belastung der Prothese vergleichsweise kleine Biegemomente wirksam werden und übermäßige Beanspruchung des Knochengewebes ausgeschlossen sein soll. Auch bei dieser Prothese besteht aber der Nachteil, daß die Anpassung des Markraums an die relativ komplizierte Formgestaltung nur schwer durchführbar ist. Im übrigen muß die Knochenöffnung großflächig ausgebildet sein, damit die Prothese einsetzbar ist, weil insbesondere der Bereich starker Krümmung mit elliptischem Querschnitt eine größere öffnung erfordert als es dem der Gelenkkugel nahen Endquerschnitt der Prothese entspricht.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schaft für eine Hüftgelenkprothese der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß einerseits die Krafteinleitung über einen ausgedehnten Bereich ohne punktuelle Belastung erfolgen kann - andererseits aber zu große radiale Spannungen im Femurbereich vermieden sind. Der Schaft soll außerdem durch eine relativ kleine Knochenöffnung einsetzbar sein.

Diese Aufgabe ist durch einen Schaft.mit dem im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß der Markkanal im Bereich des Trochanter minor, in den die zusätzliche einseitig vorgesehene Erhebung des erfindungsgemäßen Schafts eingreift, eine Krafteinleitung ermöglicht, die einen festen Sitz der Prothese bei begrenzten durch Keilwirkung verursachten Kräften sicherstellt. Gleichzeitig ist eine Drehsicherung gewährleistet und damit eine Auslockerung infolge von quer zur Mittelachse gerichteten Kräften verhindert. Die Einleitung von Belastungskräften erfolgt vorwiegend in einem Bereich unterhalb der zum Einlassen in den Trochanter minor bestimmten Erhebung, der eine vergrößerte Verjüngung aufweist, während die Aufgabe des weiteren distalen Schaftbereichs bevorzugt in der Überleitung von quer zur Prothesenlängsachse gerichteten Kräften besteht. Bezugspunkt für die sich hierbei ergebenden Momente ist ebenfalls derjenige Teil der Erhebung, welcher im kleinen Trochanter Platz findet.

Die Vergrößerung des Querschnitts im Bereich der maximalen Krümmung der Prothese dient bevorzugt zur Aufnahme einer

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Bohrung zur Fixierung, da hier ein vergrößerter Materialquerschnitt des Schaftes zur Verfügung steht. Bei einer alternativen Ausbildung des Schaftes kann sich dieses Loch auch - gegebenenfalls zusätzlich - im Bereich des distalen Endes befinden. Der erfindungsgemäSe Schaft besteht vorzugsweise aus einer Titanlegierung ider aber aus mit Kohlenstoff asern verstärktem Kunststoff.

Der erfindungsgemäße Prothesenschaft unterscheidet sich | damit grundsätzlich auch beispielsweise von einer aus der DE-PS 20 59 381 bekannten Prothese, bei der eine Bohrung an einem Ansatz des Kragens vorgesehen ist. Hier befindet sich der Ansatz auf dem "Rücken" des Bereichs verhältnismäßig starker Krümmung oder der Abbiegung. Eine Verankerung im Trochanter minor ist ausgeschlossen.

Das Einsetzen der Prothese ist dadurch erleichtert, daß der Querschnitt im Bereich der einseitigen Erhebung bei physiologischer Gestaltung dem Querschnitt kurz unterhalb des zur Aufnahme der Gelenkkugel dienenden Endes angepaßt ist. Der verrundete Querschnitt ist in diesem Bereich beidseitig abgeflacht, ovoid, ellipsenförmig oder oval.

Das Einsetzen läßt sich bei einer entsprechenden Gestaltung der Öffnung im proximalen Knochenende ohne weiteres dadurch erreichen, daß das Schaftende beim Einsetzen zunächst um einen Winkel von im wesentlichen 90° verdreht geführt wird, bis der Bereich der einseitigen Erhebung die äußere Knochenöffnung passiert hat. Mit dem Erreichen des Bereichs des Trochanter minor im Markkanal wird der Schaft um 90° zurückgedreht, so daß auch der Schaftbereich mit

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größtem Querschnitts an dem der Gelenkkugel nahen Ende -iie öffnung passieren kann. Durch die vergrößerte Steigung der Verjüngung zum Bereich der einseitigen Erhebung hin ist ein sicherer Sitz der Prothese gewährleistet, welche nach Art einer Bajonettkupplung in dieser Position verriegelt ist. Da der Schaft bei anatomischer Gestaltung als Linksoder Rechtsprothese verhältnismäßig kurz ausgebildet sein kain, treten beim Einbringen keine Probleme auf und die Führung in die geeignete Winkelposition erfolgt gleichsam "von selbst", da nur in der jeweils korrekten Winkelposition ein weiteres Einführen ermöglicht ist.

Gemäß bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung weist die

Prothese zusätzlich eine geringe Krümmung in einer zu der

Ebene größerer Krümmung senkrechten Ebene auf, wobei der

oder die Mittelpunkte der Krümmungsradien sich auf der der

einseitigen Erhebung gegenüber angeordneten Seite des Schaftes befinden.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 die erfindungsgemäße Prothese aus axialer Richtung gesehen,

Figur 2 dieselbe Prothese von posterior her betrachtet und

Figuren 3 und 4 Querschnitte durch die erfindungsgemäße Prothese in zwei verschiedenen Schnittebenen gemäß Figur 2.

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Die nachfolgende Beschreibung soll unter gleichzeitiger Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 erfolgen, wobei jeweils auf die mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehenen Elemente verwiesen wird.

Der in den Markkanal des Femurs 1 eingesetzte Prothesenschaft 2 weist in seiner Ebene maximaler Krümmung (Darstellungsebene gemäß Figur 2 ist die AP-Ebene) einen Verlauf auf, bei dem die Krümmung vom proximalen zum distalen Ende hin abnimmt. Das proximale Ende trägt einen Ansatz 3, welcher zur Aufnahme einer (gestrichelt dargestellten) Gelenkkugel 4 dient.

Der Querschnitt des Prothesenschafts ist über seine gesamte Länge im wesentlichen verrundet, wobei das proximale Ende kurz unterhalb des Ansatzes 3 eine Kontur aufweist, wie sie in Figur 3 dargestellt ist.

Diese Kontur ist als oval oder ellipsenförmig anzusprechen. Zu seinem distalen Ende hin verringert sich dieser Querschnitt kontinuierlich, wobei - abgesehen von der noch zu beschreibenden einseitigen Erhebung - die abgeflachte Querschnittform im wesentlichen beibehalten wird. Die Querschnittsachse mit kleinerer Abmessung steht dabei senkrecht zur (AP-)Ebene in der auch die Hauptkrümmung des Prothecenschafts verläuft.

Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, weist der Schaft noch eine weitere Krümmung mit größerem Radius auf, deren Mittelpunkt sich im wesentlichen senkrecht über der Ebene befindet, in dem die größere Krümmung verläuft - sie dient

zur Anpassung an die besonderen Gegebenheiten des linken

und rechten Femur. I

V Die Prothese kann sowohl aus körperverträglichen Metall- |

legierungen als auch aus entsprechenden kohlenstoffaser-

verstärkten Kunststoffen bestehen, wobei die Werkstoffauswahl derart erfolgt, daß eine ausreichende Festigkeit

gewährleistet ist. ι

Die erfindungsgemäße Prothese ist mit einer einseitigen '■> Erhebung 5 versehen, welche in ihrer Kontur dem Markraum f im Bereich des Trochanter minor folgt.

Der Querschnitt in diesem Bereich ist in Figur 4 dargestellt, wobei ersichtlich ist, daß eine Annäherung an die Kontur des Querschnitts im Bereich der Linie III-III in Figur 2 gegeben ist, so daß dieser Querschnittsbereich gemäß Figur 4 ohne Schwierigkeiten eine öffnung passieren kann, welche den Querschnitt gemäß Figur 3 durchläßt. Es ist dabei lediglich eine Drehung um die Längsachse um einen vorgegebenen Winkel notwendig. Da die Kontur des Schaftes verrundet ohne Stufen ausgebildet ist, ergibt sich eine nahezu selbstätige Führung beim Einbringen in den Markraum.

Der Bereich des verstärkten Materialquerschnitts 5 dient « ZLT Aufnahme einer Bohrung 6, mittels der der Schaft durch eine Schraube in der gewählten Position fixierbar ist. Diese Fixierung bildet eine zusätzliche Sicherung, da durch die den Trochanter minor ausfüllenden Formung der Prothese deren stabiler Sitz sichergestellt ist.

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Eine entsprechende Bohrung kann alternativ oder simultan auch im Bereich des distalen Schaftendes vorgesehen sein, was durch die gestrichelte Bohrung 6¹ angedeutet ist, wel- j ehe optional mit einem Maschinengewinde versehen sein kann. Diese Bohrung verläuft bevorzugt in der Richtung lateral-medial, da diese Richtung durch das bei der Implantation benutzte Zielgerät leicht zu erreichen ist.

Die in den Figuren 1 bis 4 wiedergegebene Prothese ist für die Anwendung links gedacht. Sie kann wegen der Erhebung |i im Bereich des Trochanter minor ohnehin unsymmetrischen und damit unterschiedlichen Gestaltung für links und rechts durch die in Figur 1 wiedergegebene in der LM-Ebene verlaufende Krümmung mit großem Radius den anatomischen Voraussetzungen im linken oder rechten Femur zusätzlich angepaßt werden, so daß ein optimaler Sitz gewährleistet ist.

* Der Bereich maximaler Krafteinleitung bei der erfindungs- ' gemäßen Prothese liegt im sich vom distalen Ende zur einseitigen Erhebung 5 hin erweiternden Oberflächenbereich. Der sich ergebende Keilwinkel ist dabei so bemessen, daß die radial gerichteten Kräfte begrenzt sind. Der Aufsitz J der Prothese und damit die Einleitung von vertikalen Belastungskräften ist über einen so großen Bereich verteilt, daß Knochenresorption verursachende Mikrobewegungen ausgeschlossen sind. Die Markraumöffnung braucht nicht auf aufwendige Weise einer komplizierten Formgebung angepaßt zu werden, da die erfindungsgemäße Prothese von den vorgefundenen physiologischen Voraussetzungen Gebrauch macht. Die im Knochen vorzusehende öffnung zum Einsetzen der Prothese ist daher relativ klein.

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Die Länge des Prothesenhalses kann - entsprechend den individuellen Voraussetzungen - bei der Herstellung variiert werden. Der erfindungsgemäße Prothesenhals bietet zudem den Vorteil, daß die herkömmlichen Hilfsmittel bei der Implantation, wie Raspeln, Einschlag- und Zielgerät, uneingeschränkt weiterverwendet werden können.

Claims

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Dipl.-Ing. Henning Christiansen
Patentanwalt

zugelassener Vertreter vor dem europäischen Patentamt

Unter den Elohen 1OSa □ lOOO Berlin -45 Telefon Ο3Ο-Θ31 40 SO

MECRON 18. Mai 198 2

medizinische Produkte GmbH

D-IOOO Berlin
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\ Schaft für eine kragenlose Hüftgelenkprothese

Ansprüche

1. Schaft für eine kragenlose Hüftgelenkprothese, der in der Nähe seines zur Aufnahme der Gelenkkugel bestimmten Endes eine Richtungsänderung durch Abbiegung oder Krümmung aufweist, wobei der verrundete Schaftquerschnitt senkrecht zu der Ebene, in der die Abbiegung oder Krümmung verläuft (AP-Ebene), eine verringerte Querabmessung aufweist,

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dadurch gekennzeichnet,

daß im Bereich der Krümmung oder Abbiegung eine aus der Ebene einseitig herausragende Erhebung (5) vorgesehen ist, welche in Richtung des Prothesenschaftes (2) jeweils in die Bereiche übergeht, deren Querabmessung verringert bleibt.

2, Schaft nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (2), ausgehend von seinem zur Aufnahme der Gelenkkugel (4) dienenden Ende, eine Verjüngung aufweist, wobei die Querschnittskontur im Bereich der Erhebung demjenigen Bereich maximalen Quer-Schnitts angepaßt ist, der sich unmittelbar bei dem die Gelenkkugel aufnehmenden oder die Gelenkkugel bildenden Ende befindet.

3. Schaft nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung maximaler Erstreckung der Querschnittskontur (Figur 4) im Bereich der Erhebung (5) und die Richtung maximaler Erstreckung in denjenigem Bereich maximalen Querschnitts (Figur 3), der sich unmittelbar bei dem die Gelenkkugel aufnehmenden oder die Gelenkkugel bildenden Ende befindet, in axialer Richtung der Prothese gesehen, einen Winkel bilden.

4. Schaft nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Quer-

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Schnittskontur (Figur 4) im Bereich der Erhebung (5) die Fläche des Bereichs maximalen Querschnitts (Figur 3), der sich unmittelbar bei dem Gelenkkugel aufnehmenden oder die Gelenkkugel bildenden Ende befindet, bei deckungsyleicher Anordnung nicht überragt.

5. Schaft nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine in Längsrichtung des Schaftes (2) auf der Oberfläche über den Bereich der Erhebung verlaufende Linie von einem Bereich, der mit der Mittelachse einen kleinen Winkel, entsprechend der normalen Verjüngung bildet, in einen Bereich übergeht, der mit der Mitcelachse einen vergrößerten Winkel bildet, wobei der ühergang kontinuierlich erfolgt.

6. Schaft nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebung

(5) eine Durchbohrung (6) aufweist, welche im wesentlichen senkrecht zur Mittelachse gerichtet ist und parallel zur Ebene, in der die Abbiegung oder Krümmung verläuft, den Bereich der Erhebung schneidet.

7. Schaft nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe vom Anschluß für die Gelenkkugel entfernten Endes eine quer zur Längsachse der Prothese verlaufende Bohrung (6¹) vorgesehen ist.

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8. Schaft nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (6) in der Ebene der Abbiegung oder Krümmung verläuft und im wesentlichen senkrecht zur Mittelachse des Schafts gerichtet ist.

9. Schaft nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet Ji daß die Bohrung (6) ein Maschinengewinde aufweist.

10. Schaft nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (2) eine weitere, aber geringer ausgebildete Krümmung um einen Punkt als Mittelpunkt aufweist, welcher sich an der der einseitigen Erhebung (5) gegenüberliegenden Seite befindet. I

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