DE8421805U1

DE8421805U1 - Self-adhesive, cementless implantable hip stem implant

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Publication number: DE8421805U1
Application number: DE19848421805
Authority: DE
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Current assignee: Individual
Priority date: 1984-07-21
Filing date: 1984-07-21
Publication date: 1985-08-14

Description

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Selbsthaftendes, zementlos implantierbares Hüftschaft-implantatSelf-adhesive, cementless implantable Hip stem implant

Beim Totalersatz erkrankter Hüftgelenke werden bekanntermaßen nach der auch heute üblichen Implantattechnik die Implantatteile, nämlich die künstiche Hüftgelenkpfanne und das Oberschenkelschaft-Implantat mittels eines erhärtenden Polymerisats, eines sogenannten Knochenzementes, mit dem Knochen verbunden.With total replacement of diseased hip joints are known according to the implant technology that is still common today, the implant parts, namely the artificial acetabulum and the femoral shaft implant by means of a hardening Polymer, a so-called bone cement, attached to the bone.

Das Zementieren des Implantates stößt in der nedizinisehen Fachliteratur und in der Praxis auf zunehmende Kritik, da sich gezeigt hat, daß im Laufe der Zeit eine Lockerung der Verbindung zwischen Knochenzement und Knochen einzutreten pflegt, was zu einer Auslockerung des prothetischen Implantates führt. Dies hatte in der alloplastischen Gelenkchirurgie zur Folge, daß man zunehmend bestrebt ist, auf die Zementierung des Implantates im Knochen zu verzichten.The cementing of the implant bumps into the medical point of view Technical literature and in practice to increasing criticism, since it has been shown that over time a relaxation of the Connection between bone cement and bone tends to occur, which leads to loosening of the prosthetic implant leads. In alloplastic joint surgery, this has meant that there is an increasing effort to target the Refrain from cementing the implant in the bone.

Es ist auch bereits bekannt, zementlos implantierbare Hüftschaft-lmplantate zu verwenden, die eine Oberflächenprofilierung besitzen, damit der Knochen an dem Implantat anwächst und in der Oberflächenprofilierung verankert wird, und/oder die formschlüssig in der Markhöhle des Knochens sitzen.It is also previously known, cementlessly implantable hip stem implants to use that have a surface profiling so that the bone grows on the implant and is anchored in the surface profile, and / or in a form-fitting manner in the medullary cavity of the bone sit.

Die Oberflächenprofilierung, die ein bindegewebsfreies Anwachsen des Knochens an das Implantat fördern soll, kann unterschiedlich gestaltet sein. Entweder handelt es sich dabei um ein regelmäßiges wabenartiges Muster oder um eine unregelmäßige Oberflächenprofilierung, eine sogenannte madreborische Profilierung. Diese Oberflächenprofilierung erstreckt sich bei den bekannten Huftschaft-lmplantaten über die gesamte Schaftteillänge, doch kann der Knochen nur im spongiösen oberen Knochenlager anwachsen. Die Formschlüssigkeit bekommt man bei den bekannten Implantaten durch einen vergrößerten Stielquerschnitt, welcher sich an dem mehrThe surface profiling, which is intended to promote connective tissue-free growth of the bone to the implant, can be designed differently. Either it is a regular honeycomb-like pattern or one irregular surface profiling, a so-called madreboric Profiling. This surface profiling extends in the known femoral stem implants over the entire length of the shaft part, but the bone can only grow in the cancellous upper bone bed. The form fit you get with the known implants by an enlarged stem cross-section, which is on the more

ϊ oder minder runden Innenquerschnitt des Schaftmantels des Oberschenkelknochens orientiert, weswegen die Prothesenstiele für Formschlüssigkeit mehr oder minder rund sind, wobei sich der runde Querschnitt über die gesamte Stiellänge der Schaftprothese erstreckt.ϊ or less round inner cross-section of the shaft jacket of the Thigh bone, which is why the prosthesis stems are more or less round for form-fitting, whereby the round cross-section extends over the entire length of the stem the stem prosthesis extends.

Runde Prothesenquerschnitte, die im runden Knochenquerschnitt der Markhöhle liegen, haben den Nachteil, daß sie nicht drehstabil sind, so daß nach und nach eine Lockerung des Schaftimplantates resultiert, insbesondere durch bestimmte häufige und regelmäßig wiederkehrende Belastungssituationen, wie Hinsetzen, Aufstehen aus der Sitzpcsition oder Kniebeugen im Stand. Im oberen Implantatbereich erzeugt der formschlüssige, meistens runde Querschnitt hohe Umfangsspannungen, denen der Knochenmantel erfahrungsgemäß nicht gewachsen ist. Dies führt häufig bei Einlassung der Prothese während der Operation zu Umfangsspannungsbrüchen des Knochens. Schließlich orientiert sich die Formschlüssigkeit bekannter Hüftschaft-Implantate für zementloses Implantieren am Innendurchmesser der Knochenmarkhöhle nur im Transversalquerschnitt und berücksichtigt nicht, daß der Oberschenkelknochen in sagittaler Richtung eine " vordere Krümmung aufweist, infolge derer eine echte Formschlüssigkeit nicht realisierbar ist.Round prosthesis cross-sections, which are in the round bone cross-section of the medullary cavity, have the disadvantage that they are not rotationally stable, so that gradually a loosening of the shaft implant results, in particular by certain Frequent and regularly recurring stressful situations, such as sitting down, getting up from the sitting position or squats while standing. In the upper area of the implant, the form-fitting, mostly round cross-section creates high Circumferential stresses that experience has shown that the bone jacket cannot cope with. This often results in admission the prosthesis to hoop stress fractures during the operation of the bone. Finally, the positive fit of known hip stem implants is based on cementless Implantation on the inner diameter of the bone marrow cavity only in the transverse cross-section and does not take into account that the femur has a "front curvature" in the sagittal direction, as a result of which a real positive fit is not feasible.

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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestand somit darin, ein Hüftschaft-Implantat zu bekommen, das zementlos implantiert werden kann und die Nachteile bekannter Hüftschaft-Implantate dieses Typs vermeidet, d.h. insbesondere einen festen Sitz ohne spätere Auslockerung gewährleistet.The object on which the invention is based was thus to obtain a hip stem implant that would be cementless can be implanted and the disadvantages of known hip stem implants avoids this type, i.e. in particular ensures a tight fit without loosening later.

j Das erfindungsgemäße Hüftschaft-Implantat für zementlosesj The hip stem implant according to the invention for cementless

Implantieren, das aus einem Kopfteil und einem Halsteil aus Stahl sowie einem Schaftteil mit profilierter Oberfläche besteht, wobei das Schaftteil wenigstens im oberen Bereich ebenfalls aus Stahl besteht, ist dadurch gekennzeichnet, daß nur der dem Halsteil zugewandte obere Bereich des Schaftteils eine Oberflächenprofilierung und einen inImplant that consists of a head part and a neck part consists of steel and a shaft part with a profiled surface, the shaft part at least in the upper Area also consists of steel, is characterized in that only the upper area facing the neck part of the shaft part a surface profile and an in

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Transversalrichtung unrunden länglich gestreckten Querschnitt besitzt, daß der vom Halsteil abgewandte untere Bereich des Schaftteils nicht oberflächenprofiliert ist, einen runden Querschnitt aufweist und durch vom freien Ende ausgehende Längsschlitze in mehrere voneinander beabstandete Rippen unterteil ist und daß zwischen dem Halsteil i.und dem Schaftteil ein Kragen ausgebildet ist.The transverse direction has a non-circular elongated cross-section that the lower one facing away from the neck part The area of the shaft part is not surface profiled, has a round cross-section and through longitudinal slots extending from the free end into several spaced apart Ribs is lower part and that a collar is formed between the neck part i and the shaft part.

Die Oberflächenprofilierung befindet sich also bei den erfindungsgemäßen Hüftschaft-Implantaten nur in dem Bereich, wo spongiöser Knochen vorhanden ist, welcher ein Anwachsen des Knochens und eine Verankerung in der Oberf lächenprof j.-lierung ermöglicht. In seinem unteren Teil ist das Schaftteil dagegen so ausgebildet, daß es optimale Formschiüssigkeit unabhängig von der individuellen Knochenausbildung gestattet. The surface profiling is therefore found in the inventive Hip stem implants only in the area where cancellous bone is present, which is growing of the bone and an anchorage in the surface profile enables. In its lower part, on the other hand, the shaft part is designed in such a way that it has optimum form-fit permitted regardless of the individual bone formation.

Die Oberflächenprofilierung im oberen Bereich des Schaftteils kann unterschiedlich sein und bekannte oder neue Profilformen haben. Zweckmäßig wählt man eine sogenannte madreborasche, d.h. eine unregelmäßig-körnige Oberflächenprofilierung. The surface profile in the upper area of the shaft part can be different and have known or new profile shapes. A so-called one is expediently chosen madreborasche, i.e. an irregular, grainy surface profile.

Zur Vermeidung von Umfangsspannungsbrüchen des Knochens sowie zur Gewährleistung einer Drehstabilität ist der obere Bereich des Schaftteils nicht von rundem Querschnitt, sondern von unrundem, länglich gestrecktem Querschnitt, der sich in transversaler Richtung erstreckt. Zweckmäßig ist in diesem Bereich der Querschnitt im wesentlichen rechteckig oder elliptisch bzw. von einer Übergangsform zwischen diesen beiden Grundformen.To avoid hoop stress fractures of the bone as well To ensure torsional stability, the upper area of the shaft part is not of a round cross-section, but rather of a non-circular, elongated cross-section, which extends in the transverse direction. Is expedient in this area the cross-section is essentially rectangular or elliptical or of a transition shape between these two basic forms.

Für eine zusätzliche DrehStabilität ist es bevorzugt, daß der Schaftteil an seinem oberen Ende einen seitlichen medialen, d.h. an der konvexen Seite der Prothese angeordneten Vorsprung besitzt, der beim Implantieren des Hüft-. schaft-Implantates in den Oberschenkelknochen in eine vorher hierfür hergestellte. Ausnehmung de.- jKnochenmantels ein-For additional rotational stability it is preferred that the shaft part at its upper end has a lateral medial, i.e. arranged on the convex side of the prosthesis Has a head start when implanting the hip. shank implant in the thigh bone in a previously produced for this purpose. Recess of the bone mantle

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gelegt wird und als eine An schlagsperre dient. Zweckmäßig erstreckt sich dieser seitliche Vorsprung ebenfalls in Transversalrichtung, d.h. in der Richtung der Längsachse des länglich gestreckten Querschnitts dieses Bereiches des Schaftteils.is placed and serves as a stop lock. Appropriate this lateral projection also extends in the transverse direction, i.e. in the direction of the longitudinal axis the elongated cross-section of this area of the shaft part.

Der zwischen dem Schaftteil und dem Halsteil angeordnete Kragen dient als Auflage auf den von vom Hüftkopf und -hals befreiten Oberschenkelknochen, um ein Einsinken der Prothese im Markraum zu vermeiden. Hierfür ist es zweckmäßig, den Kragen als breite Auflage auszubilden.The one arranged between the shaft part and the neck part The collar serves as a support on the femur, which has been freed from the femoral head and neck, to prevent the prosthesis from sinking in to be avoided in the medullary canal. For this purpose, it is useful to design the collar as a wide support.

Der geschlitzte untere Bereich des Schaftteils, der rundenThe slotted lower area of the shaft part, the round one

Querschnitt besitzt, dient zur Erzeugung der Formschlüssig- |Has cross-section, is used to generate the form-fit |

keit ausschließlich im kortikalen unteren Schaftbereich, ? ness lower only in the cortical stem portion?

wo kein Anwachsen des Knochens erfolgt. Da der Oberschenkel- > knochen eine ventrale Krümmung aufweist, ist es zweckmäßig,where there is no ingrowth of the bone. Since the thigh-> bones have a ventral curvature, it is advisable to

daß auch der kortikale, d.h. untere Schaftbereich eine ven- % that the cortical, i.e. lower shaft area also has a ven- %

trale Krümmung besitzt, die sich dem Oberschenkelknochen $ has a central curvature that extends to the femur $

anpaßt, I adapts, I.

Dieser untere Bereich des Schaftteils kann aus Metall, ;; zweckmäßig aus Stahl, oder einem Kunststoff, vorzugsweise ΐ Polyethylen, bestehen. H This lower area of the shaft part can be made of metal ;; expediently made of steel or a plastic, preferably ΐ polyethylene. H

I Die vom freien Ende aus sich erstreckenden Längsschlitze 1: unterteilen das freie Ende des Schaftteils in mehrere, min- \_: destens zwei, besser vier oder sechs Rippen, die aufgrund -I der Schlitzbreite einen Abstand voneinander haben. Wenn der Werkstoff in diesem Bereich elastischen Charakter mit Rückstellvermögen hat, beispielsweise wenn er aus Stahl i besteht, lassen sich die Rippen am freien Ende des Schaftteils zusammenbiegen, infolge ihres Rückstellvermögens werden sie aber so weit wie möglich wieder nach außen gedrückt, so daß sie unter Druck an der Innenwand der Knochenmarkhöh-Ie anliegen. Hieraus ergibt sich eine optimale Formschlüssigkeit, verbunden mit Kraftschlüssigkeit, da sich infolge der Elastizität das untere Schaftteilende den individuellenThe I extending from from the free end longitudinal slots 1: divide the free end of the shaft part into several min- _\: least two, preferably four or six ribs having a distance from each other due -I the slit width. If the material in this area has an elastic character with resilience, for example if it is made of steel i, the ribs at the free end of the shaft part can be bent together, but due to their resilience they are pushed outwards again as far as possible so that they under Apply pressure to the inner wall of the bone marrow height. This results in an optimal form fit, combined with a force fit, because the elasticity of the lower end of the shaft part becomes the individual

Verhältnissen anpaßt. Im Falle, daß der untere Bereich aus' einem plastisch verformbaren Material, wie Polyethylen, besteht, ergibt sich eine plastische Formschlüssigkeit. Je nach Körpergröße, Geschlecht usw. sind die Querschnittsgrößen des Oberschenkelknochens und der Markhöhle sehr unterschiedlich. Durch die Elastizität des freien Endes des Schaftteils werden diese individuellen Unterschiede weitgehend ausgeglichen.Adapts to circumstances. In the event that the lower part of ' a plastically deformable material, such as polyethylene, results in a plastic form fit. Depending on your height, gender, etc., the cross-sectional sizes of the femur and the medullary cavity are very large different. These individual differences become due to the elasticity of the free end of the shaft part largely balanced.

Für extreme Unterschiede im Knochenguerschnxtt muß man selbstverständlich dennoch unterschiedlich dimensionierte Implantate vorhalten. Der Innendurchmesser des Oberschenkelknochens kann beispielsweise zwischen 8 und 18 mm variieren .For extreme differences in bones you have to of course, keep differently dimensioned implants available. The inside diameter of the thigh bone can vary, for example, between 8 and 18 mm .

Um nun eine allzu große Lagerhaltung vollständiger Hüftschaft- Implantate zu vermeiden und die schnelle Auswahl während der Operation zu ermöglichen, kann der obere Bereich des Schaftteils von dem unteren Bereich getrennt hergestellt werden. Der obere Teil der Gesamtprothese braucht dann nur in einer Einheitsgröße hergestellt und vorgehalten zu werden, während nur der untere mit dem oberen lösbar zu verbindende Teil in variierenden Größen gefertigt und bevorratet werden muß.In order to avoid excessively large stocks of complete hip stem implants and quick selection To enable during the operation, the upper area of the shaft part can be separated from the lower area getting produced. The upper part of the entire prosthesis then only needs to be manufactured in one unit size and to be held, while only the lower part to be detachably connected to the upper part is manufactured in varying sizes and must be stored.

Zweckmäßig ist es, die beiden Einzelteile des Schaftteils durch eine Schraubverbindung mit einer Einheitsgröße miteinander zu verbinden. Während der Operation, bei der sich die Notwendigkeit für die Abmessung des unteren Teils ergibt,können die beiden Teile dann leicht miteinander verschraubt werden.It is useful to connect the two individual parts of the shaft part to one another by means of a screw connection with a unit size connect to. During the operation where the need to dimension the lower part arises, you can the two parts are then easily screwed together.

• Hüftschaft-Implantate mit den erfindungsgemäßen Merkmalen können so vergleichsweise einfach implantiert werden, besitzen optimale dauerhafte Festigkeit, ohne sich nachträglich auszulockern und erlauben eine sofortige Vollbelastung des künstlichen Hüftgelenkes.• Hip shaft implants with the features according to the invention can thus be implanted comparatively easily, have optimal permanent strength, without having to change afterwards loosening and allow an immediate full load of the artificial hip joint.

Durch die Zeichnung wird die Erfindung weiter erläutert. In dieser bedeutenThe invention is further illustrated by the drawing. In this mean

Fig. 1 einen senkrechten Transversalschnitt durch eiii in den Oberschenkelknochen eingefügtes Hüftschaft-Fig. 1 is a vertical transverse section through eiii hip stem inserted into the thigh bone

Implantat nach der Erfindung undImplant according to the invention and

Fig. 2 einen-waagrechten Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.2 shows a horizontal section along the line II-II in Fig. 1.

Das nach der Entfernung des Hüftgelenkes in den Oberschenkelknochen eingesetzte Hüftschaft-Implantat nach der Erfindung, wie es in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, besteht aus einem Kopfteil 1, einem Halsteil 2, einem Kragen 3, einem oberen Schaftteil 4 und einem unteren Schaftteil 5, Das untere Schaftteil 5 ist mit Hilfe einer Schraubverbindung 8 mit dem oberen Schaftteil 4 verbunden.That after the removal of the hip joint in the thigh bone inserted hip shaft implant according to the invention, as shown in FIGS. 1 and 2, consists from a head part 1, a neck part 2, a collar 3, an upper shaft part 4 and a lower shaft part 5, The lower shaft part 5 is connected to the upper shaft part 4 with the aid of a screw connection 8.

Das obere Schaftteil 4 aus Stahl besitzt eine Oberflächenprofilierung 13, vorzugsweise in der Form einer unregelmäßigen Körnung, eine sogenannte madreborische Oberflächenprofilierung. Der obere Schaftteil 4 ist nicht formf schlüssig und liegt in dem spongiösen Knochenbereich 6. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, hat das obere Schaftteil 4 länglich gestreckten Querschnitt etwa in der Form eines Rechteckes mit abgerundeten Ecken. Am oberen Ende unterhalb des Kragens 3 besitzt das Schaftteil 4 einen seitlichen Vorsprung 12, der in einer hierfür hergestellten Ausnehmung des oberen Endes Ή des Oberschenkelknochens liegt und so als Anschlagsperre dient, um eine zusätzliche Drehstabilität zu bekommen.The upper shaft part 4 made of steel has a surface profile 13, preferably in the form of an irregular grain, a so-called Madreboric surface profiling. The upper shaft part 4 is not positively locked and lies in the cancellous bone area 6. As shown in Fig. 2, the upper shaft part 4 has an elongated cross section approximately in the shape of a Rectangle with rounded corners. At the upper end below the collar 3, the shaft part 4 has a lateral one Projection 12, which is in a recess made for this purpose of the upper end Ή of the thigh bone and thus serves as a stop lock to get additional rotational stability.

Das formschlüssige untere nicht profilierte, d.h. glatte Schaftteil 5 von rundem Querschnitt, das hier beispielsweise auch aus Stahl besteht, besitzt von seinem freien Ende ausgehende Längsschlitze 9, die Rippen 10 ergeben, welche einen Abstand voneinander haben. Infolge dieser Abstände und des Rückstellvermögens des Werkstoffes desThe form-fitting lower non-profiled, i.e. smooth Shank part 5 of round cross-section, which here also consists of steel, for example, has its free End of outgoing longitudinal slots 9, which result in ribs 10 which are spaced from one another. As a result of this Distances and the resilience of the material of the

unteren Schaftteils 5 sind die Rippen zueinander drückbar, pressen sich aber aufgrund ihres Rückstellvermögens fest gegen die Innenwandung des kortikalen Schaftbereiches '7 und ergeben so gute Form- und Kraftschlüssigkeit. Das Implantat nach der Erfindung besteht aus hierfür bekannten Materialien, wie Stahl.lower shaft part 5, the ribs can be pressed against each other, but press on due to their resilience against the inner wall of the cortical shaft area '7 and thus result in good positive and non-positive locking. The implant according to the invention consists of this known Materials such as steel.

Claims

/Expectations

Hip stem implant for cementless implantation that consists of a head part and a neck part made of steel and a shaft part with a profiled surface, with the shaft part also made of steel at least in the upper area, characterized

that only that

The upper region (4) of the shaft part facing the neck part has a surface profile (13) and one in the transverse direction has a non-circular, elongated cross-section that the lower region (5) of the shaft part facing away from the neck part is not surface-profiled, has a round cross-section and is provided with longitudinal slots (9) extending from the free end

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is divided into a plurality of spaced apart ribs (10) and that between the neck part (2) and the Shaft part a collar (3) is formed.

2. hip stem implant according to claim 1, characterized in that that the longitudinally slotted lower area (5) made of metal or a plastic, preferably polyethylene, consists,.

3. Hip stem implant according to claim 1 or 2 _r, characterized in that the longitudinally slotted lower region (5) is formed by a separate part which is releasably connectable to the remaining upper part (4) of the shaft part.

15th

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4. hip stem implant according to one of claims 1 to 3, characterized in that the two separate parts (4, 5) of the shaft part are secured by a screw connection (8) are releasably connectable to one another.

5. hip stem implant according to one of claims 1 to 4, characterized in that the longitudinally slotted area (5) of the shaft part has a round cross-section with a smooth surface.

6. hip stem implant according to one of claims 1 to 5, characterized in that the with surface profiling (13) provided upper region (4) of the shaft part essentially rectangular or elliptical cross-section owns.

7. hip stem implant according to one of claims 1 to 6, characterized in that the surface profiling (13) of the upper part of the shaft (4) madreborisch (uni'even-granular) is.

8. hip stem implant according to one of claims 1 to 7, characterized in that at the upper end of the shaft

• · · ι ι• · · ι ι

• tat ■• did ■

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1 part a stop lock (12) in the form of a medial

Is arranged projection.

9. hip shaft implant according to one of claims 1 to 8, 5 characterized in that the collar (3) has a width

Auflagefläche bildet.Forms contact surface.