DE8705921U1

DE8705921U1 - Schaftprothese

Info

Publication number: DE8705921U1
Application number: DE8705921U
Authority: DE
Original assignee: Mecron Medizinische Produkte GmbH
Current assignee: Mecron Medizinische Produkte GmbH
Priority date: 1987-04-21
Filing date: 1987-04-21
Publication date: 1988-05-19

Description

B e ..g_..c. h_y. e &Lgr; -_..b U &eegr; g

Die Erfindung betrifft eine Schaftprothese zur Verankerung im Markkanal eines Knochens, insbesondere zur zementfreien Implantation.

Aus der EP-A-O 182 176 ist eine femorale Hüftgelenkendoprothese mit einem zur zementfreien Verankerung im Femur vorgesehenen Schaft bekannt, bei der die dorsale und ventrale Seite des Schaftkernes mit mehreren vorspringenden iiängsrippen versehen ist, die der medialen Seite der Endoprothese eine Breitfläche zukehren und eine Vielzahl von zum Rippenrücken hin im wesentlichen geschlossenen Durchbrechungen aufweisen. In seinem unteren oder distalen Bereich ist der Prothesenschaft zur besseren Verbindung mit dem Knochen mit Noppen versehen. Diese bekannte, in dem Markkanal eines Femur einzusetzende Endoprothese ermöglicht aufgrund ihrer Oberflächenprofilierung ein Eindringen der vorstehenden Teile in das Knochengewebe bzw. ein Einwachsen neugebildeten Gewebes in die Vertiefungen zwischen den Längsrippen und Noppen und damit eine feste Verankerung des Prothesenschaftes im Gewebe sowie eine verbesserte Kraftübertragung von der Endoprothese zum Kno-

25 chen.

Kommt es aufgrund unterschiedlicher Elastizitätseigenschaften des Knochens und der Endoprothese zu Bewegungen zwischen der Endoprothese und dem Knochen, so ist eine Lockerung der Endoprothese mit der Folge von Knochenbeschädigungen zu befürchten, die nur im Rahmen einer erneu-

	*	•	*	I I	I	1 t I t	I i	1(1'	6
	i	««·		• t • t I k t	I 1 I <	I	i 4 I I I I I t I	i I
			* » ·	• t			I I	I


* #
« * i t
&igr; ·

ME37*G3

Blatt 5

ten Operation chirurgisch behandelt werden können.
gründ der in das Knochengewebe eingedrungenen Rippen Und Noppen bzw. des in die Lücken zwischen den Profilen eingedrungenen Knochengewebes ist bei einem Herausziehen des Prothesenschaftes aus dem Markkanal mit einer irreparabe·· len Beschädigung des Knochengewebes zu rechnen, so daß ein erneutes Einwachsen einer Endoprothese erheblich erschwert bzw. unmöglich wird.

Eine aus der DE-A-29 33 237 bekannte Gelenkprothese weist einen in den Markkanal eines Knochens einzusetzenden Schaft auf, der aus einem Faserverbundwerkstoff mit einem hochbiegesteifen Kern, einem den Kern umgebenden elastischen Mantel und einer den Mantel umgebenden Außenhülle besteht. Durch die sich vom proximalen Ende des Schaftes zum distalen Ende des Schaftes hin verringernde Querschnittsform des Schaftes und die Anordnung unterschiedlicher Faserarten werden bei der bekannten Gelenprothese die Festigkeitswerte der verschiedenen Schaftzonen den im Hinblick auf die Belastung und Eigenschaften des umgebenden Knochengewebes zu fordernden Eigenschaften weitgehend angepaßt. In dieser Ausführungsform ist die bekannte Gelenkprothese jedoch nicht gegen ein Verdrehen innerhalb des Markkanals des Knochens gesichert. In einer anderen Ausführungsform besteht der Schaft der bekannten Gelenkprothese ausschließlich aus Metal mit von oben nach unten kontinuierlich abnehmendem Querschnitt und weist einen Hohlraum auf, wobei die den Hohlraum umschließende Wand mit Löchern versehen ist, so daß der Schaft vom Knochengewebe um- und durchwachsen werden kann. Damit ist zwar eine verbesserte Drehfestigkeit gegeben, jedoch treten die

III · · < < · · 44 ·

• < 4 t «4 ·«««*«« it

« · · 4 444 4«·

111 !·> < IM ld 4 <« <

ME37*G3 Blatt 6

gleichen Probleme bei einer erneut notwendig werdendem Operation auf, Wie sie im Zusammenhang mit der vorstehenden Endoprothese aufgeführt wurden.

Aus der EP-A-O 058 745 ist eine Gelenkendoprothese hekannt, die einen blattartigen, geraden Schaft aufweist, der zur Erhonung der Haftfähigkeit im Knochen euer im Knochenzementbett an seinen Blatts^aiten mit Rillen versehen ist, die parallel zur Längsmittelachse verlaufen. Bei dieser bekannten Gelenkendoprothese kommt es bei einer erneut notwendigen Operation beim Herausziehen aufgrund fehlender Hinterschneidungen in der Profilierung des Schaftes zwar nicnt zu einer Zerstörung von Knochengewebe, jedoch ist die Drehfestigkeit der bekannten Endoprothese nach der Implantation wegen der geringen Profilierung des Schaftes mangelhaft.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaftprothese zur Verankerung im Markkanal eines Knochens zu schaffen, die Mikrobewegungen und damit ein Lockern der Prothese im Markkanal vermeidet, bei der die Elastizftätseigenschaften des Schaftes lokal der Elastizität des Knochens angepaßt sind, die bereits in kurzer Zeit nach erfolgter Implantation über eine hohe Drehfestigkeit verfügt, eine verbesserte Führung des Schaftes im Markkanai des Knochens besitzt und die im Falle einer notwendigen erneuten Operation ohne wesentliche Beschädigungen des Knochengewebes aus dem Markkanal des Knochens entfernbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bereich des proximalen Endabschnitts des Schaftes und im

I * * I

ME37.G3 Blatt 7

Bereich des distalen Endabschnitts des Schaftes jeweils eine im wesentlichen parallel zur Längsachse des Schaftes verlaufende Einkerbung vorgesehen ist.

Die erfindungsgeraäße Lösung stellt eine hohe Verdrehsicherheit des Schaftes im Markkanal des Knochens sicher, vermeidet Mikrobewegungen des Schaftes gegenüber dem Knochen und damit ein Lockern der Prothese im Markkanal, ermöglicht eine optimale Anpassung der Elastizitätseigenschäften des Schaftes lokal an die Elastizität des Knochens und gewährleistet, daß die Schaftprothese im Falle einer erneut notwendigen Operation ohne wesentliche Beschädigung des Knochengewebes aus dem Markkanal des Knochens entfernbar ist. In Verbindung mit einem Anfüllen der Einkerbungen nach der Implantation mit Knochenspäne wird das Anwachsen der Schaftprothese erleichtert und zusätzlich die Drehfestigkeit der Schaftprothese erhöht. Querschnitt und Größe der Einkerbungen können so bemessen werden, daß in Abhängigkeit von dem verwendeten Prothesenmaterial und der Beschaffenheit des die Prothese aufnehmenden Knochens die Elastizitätseigenschaften des Schaftes an die Elastizität der Knochenumgebung angeglichen werden können. Durcli die am distalen Endabschnitt des Schaftes vorgesehene Einkerbung wird die Führung der Schaftprothese im Markkanal deutlich verbessert und durch Einwachsen des Knochengewebe die Verdrehsicherh· it der Schaftprothese weiter erhöht.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Einkerbung am proximalen Endabschnitt des Schaftes lateral und am .distalen ßrtdäbschnitt deä Schaftes medial ättgeoifdriet ist-·

/8

* Mil &iacgr; * 111! ti

/ &iacgr; '.&igr;¹ &igr;.·¹ ·.'

ME37.G3 Blatt 8

Die mediale b~w. laterale Anordnung der Einkerbungen ermöglicht eine optimale Beeinflussung der Elastizitätseigenschaften des Schaftes über seine gesamte Länge und ein hohes Maß an Drehfestigkeit des Schaftes.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erf indujs jsgemäßen Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß die distale und/oder proximale Einkerbung bis zum jeweiligen Schaftende verläuft und die proximale Einkerbung wahlweise vom Halsabschnitt der Schaftprothese zugängig ist bzw. von einem Kragenabschnitt, der sich an das proximale Ende des Schaftes anschließt, abgeschlossen wird.

Im erstgenannten Fall kann die proximale Einkerbung nach der Implantation von oben her mit Knochenspäne gefüllt werden, uo daß ein Anwachsen der Schaftprothese erleichtert wird. Im anderen Fall kann die proximale Einkerbung vor dem vollständigen Einsetzen der Schaftprothese mit Knochenspäne angefüllt und durch anschließendes Festsetzen der Schaftprothese im Markkanal durch den die Einkerbung überragenden Kragenabschnitt die Knochenspäne in der Einkerbung verdichtet und so eine Erleichterung des Anwachsens der Schaftprothese im Knochen erzielt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, daß Jie Einkerbungen einen V-, U- oder trapezförmigen Querschnitt aufweisen, wobei zur Angleichung der Elastizitätseigenschaften des Schaftes auch unterschiedliche Querschnittsformen für beide Einkerbungen verwendet werden können. Der Querschnitt der Einkerbung am proximalen Endabschnitt des Schaftes sollte bis zu 10%,

&Aacgr;7\&Ugr;&Agr;7\

•te« s

ME37.G3 Blatt 9

der Querschnitt am distalen Endabschnitt des Schaftes bis zu 40% des jeweiligen Schaftquerschnitts betragen.

In der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele sollen das Verständnis der Erfindung erleichtern. Es zeigen:

Figur 1 einen Längsschnitt durch eine Schaftprothese mit Einkerbung am proximalen und distalen Endabschnitt des Schaftes;
10

Figur 2 einen Schnitt durch den proximalen Endebschnitt des Schaftes entlang der Linie A-A gemäß Figur 1;

Fgur 3 einen Schnitt durch den distalen Endabschnitt des Schaftes entlang der Linie B-B gemäß Figur 1 und

Figur 4 einen Längsschnitt durch eine Schaftprothese mit einem die proximale Einkerbung abdeckenden Halsabschnitt.

Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Schaft- oder Totalendoprothese mit einem im Markkanal eines Femur- oder Tibiaknochens zu verankernden Schaft 1. Der Schaft 1 geht an seinem oberen oder proximalen Endabschnitt 11 in einen Kragenabschnitt 4 über, der über einen Verstellabschnitt 5 mit einem konischen Zapfen 6 verbunden ist, auf den je nach Anwendung der Schaftprothese für einen Femur- oder Tibiaknochen ein Kugelkopf oder eine Pfanne aufsteckbar ist.

Der Schaft 1 ist in Medial-Lateral-Richtung ellipsenförmig abgeflacht und in Medialrichtung einwärts gekrümmt, wobei

1 « » I I I I I ' · ·!

, ti

ME37.G3 Blatt 10

der gekrümmte Abschnitt sich verjüngend in den unteren bzw. distalen Schaftabschnitt 12 übergeht., der sich von oben nach unten weiterhin konisch verjüngt und einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

Im Bereich des proximalen Endabschnittes 11 deu Schaftes 1 ist eine V-förmige Einkerbung 2 vorgesehen, die sich vom oberen Ende 13 des Schaftes 1 etwa bis zum unteren oder distalen Endabschnitt 12 des Schaftes 1 auf dessen Lateralseite erstreckt.

Im Bereich des unteren oder distalen Endabschnittes 12 des Schaftes 1 ist auf der medialen Seite des Schaftes 1 eine U-förmige Einkeroung 3 vorgesehen, die bis in den Bereich des Übergangs des distalen Schaftabschnittes 12 in den proximalen Schaftaoschnitt 11 reicht.

Die Querschnittsform des Schaftes 1 bzw. der Einkerbungen 2, 3 im Bereich des proximalen und distalen Endabschnitt 11, 12 des Schaftes 1 ist den Darstellungen gemäß den Figuren 2 und 3 zu entnehmen. Während die Einkerbung 2 im Bereich des oberen oder proximalen Endabschnitts 11 des Schaftes einen im wesentlichen V-förmigen Querschnitt mit einem leicht abgerundeten Scheitel aufweist, ist die Querschnittsform der Einkerbung 3 im distalen bzw. unteren Endabschnitt 12 des Schaftes 1 U-förmig ausgebildet. Selbstverständlich können die Querschnittsformen beider Einkerbungen gleich sein, wobei neben den dargestellen V- und U-förmigen Querschnitten auch ein trapezförmger Querschnitt möglich ist.

r ' ''■■■'!.&igr; . .. ,&igr;

tit ·» » «it It i

I"! * *^! &Iacgr; * i &EEgr;·:.. I^M. &igr;*

ft t * &igr; > &igr; «te

, I lit·««· Il t il I

ME37.G3 Blatt Il

Deri Darstellungen gemäß den Figuren 2 und 3 kann zusätzlich entnommen werden ₍ daß die Einkerbung 2 im Bereich des proximalen Endabschnittes 11 des Schaftes 1 nicht mehr als 10% des Querschnitts des Schaftes 1 beträgt/ während die Einkerbung 3 im unteren bzw. distalen Endabschnitt 12 des Schaftes 1 nicht mehr als 40% des Schaftquerschnitts beträgt.

Die Länge der Einkerbungen 2/ 3 hängt von der Form und Krümmung der Schaftprothese, dem verwendeten Prothesenmaterial und der jeweiligen Anwendung als Femur- oder Tibiaprothese ab. Sie kann darüber hinaus in Abhängigkeit von der Knochenform und Elastizität des die Prothese aufnehmenden Knochens variiert werden.

15

Beim Einsetzen der Schaftprothese in den Markkanal eines Knochens dient die untere Einkerbung 3 als Führung und nach der Implantation gleichzeitig dazu, Mikrobewegunge&eegr; zu verhindern und lokal die Elastizität der Schaftprothese zu erhöhen. Damit lassen sich in Verbindung mit der Ein- |' kerbung 2 am proximalen Endabschnitt 11 des Schaftes 1 die Elastizitätseigenschaften des Schaftes lokal der Elastizität der Knochenumgebung angleichen und somit eine gewünschte Isoelastizität erzielen. Nach der Implantation kann die nach oben, d.h. zum proximalen Ende 13 offene Einkerbung 2 mit Knochenspäne gefüllt werden und somit ein Anwachsen der Schaftprothese im Knochen erleichtert werden. Gleichzeitig wird damit die Drehfestigkeit der Prothese im Markkanal des Knochens erhöht.

30

Sollte eine erneute Operation notwendig werden, so ist ein Entfernen der Schaftprothese aus dem Markkanal des Kno-

/12

I· » I ». ill Il ·

ill · · i(i· t · ·

i ( I · I I I t I « « If I t I

f &igr; &igr; « ir« >■·

it( IfIiVIe It i · I .

WÜ37.Ö3 Blatt 12

chertä ohne weiteres Und insbesondere ohne wesentliche Zerstörung des Knochengewebes möglich, da die Prothese keine Hinterschneidungen aufweist, die ein Zerreißen des Knochengewebes beim Entfernen der Prothese zur Folge haben würden.

Die in Figur 4 im Längsschnitt dargestellte Bchaftpröthese für einen Femur entspricht im wesentlichen der in Figur 1 dargestellten Schaftprothese, wobei gleiche Bezugsziffern 1Ü gleiche Teile bezeichnen. Sie ist zusätzlich mit einem Femurkopf 7 versehen und weist einen die Einkerbung 2 im proximalen Endabschnitt 11 des Schaftes 1 abdeckenden Halsabschnitt 8 auf.

Zur Verdeutlichung der Anordnung der Schaftprothese im Harkkanal eines Femur sind strichpunktiert die Umrisse des Femur nach einer Resektion des natürlichen Femurkopfes dargestellt.

Die Eigenschaften dieser abgewandelten Ausführungsform einer Schaftprothese entsprechen denen der in Figur 1 dargestellten und oben erläuterten Schaftprothese. Infolge des die obere oder proximale Einkerbung 2 abdeckenden Halsabschnitts 8 der Schaftprothese ist bei dieser Ausführungsform jedoch kein Auffüllen der oberen Einkerbung 2 mit Knochenspäne nach der Implantation möglich, sondern die Knochenspäne muß vor dem vollständigen Einsetzen der Schaftprothese in die obere Einkerbung eingefüllt und durch anschließendes Festsetzen der Schaftprothese verdichtet werden. Sie ermöglicht einen vollständigen Abschluß des Femur.

»1 i I I	I	1·	• a«	&igr; ·	I	I 1·	i	··	•	• •14	E
9 6 1 C I	.G3				I	t	t i		•	1
O <■ &bgr;	&igr; i ■	11				11
ME37

Blatt

Das Prothesenmaterial besteht in beiden Aüsführungsfölrmeri vorzugsweise aus einer körp<i!rVetträglicheh Titanlegierung* Die Schaftprothese eignet sich insbesondere für eine zementlose Implantation.

Claims

MECRON 15. April 1987 medizinische Produkte GmbH D-1000 Berlin ME37.G3 Schaftprothese Ansprüche

1. Schaftprothese zur Verankerung im Markkanal eines Knochens insbesondere zur zementfreien Implantation,

dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des prc-ximalen Endabschnitts (11) des Schaftes (1)

, >■■ HM «II

ME37.G3 Blatt 2

und im Bereich des distalen Endabschnitts (12) des Schaftes (1) jeweils eine im wesentlichen parallel zur Längsachse des Schaftes (1) verlaufende Einkerbung (2, 3) vorgesehen ist.

2. Schaftprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einkerbung (2) am proximalen Endabschnitt (11) des Schaftes (1) lateral und am distalen Endabschnitt (12) des Schaftes (1) medial angeordnet ist.

3. Schaftprothese nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die distale und/oder proximale Einkerbung (2 bzw. 3) bis zum jeweiligen Schaftende (13, 14) verläuft.

4. Schaftprothese nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die proximale Einkerbung (2) vom proximalen Schaftende (13) her zugänglich ist.

5. Schaftprothese nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die proximale Einkerbung (2) durch einen im Anschluß '-n den Schaft (1) vorgesehenen Kragenabschnitt (4) abgeschlossen ist.

30

6. Schaftprothese nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, das die Ein-

tut «4 Uli H <·

UM

> « · * «II III

ill r &igr;&phgr;· ··» &igr;< < '' <

MB37.Ö3 Blatt 3

kerbungen (2/ 3) einen &ugr;--, V- öder trapezförmigen
schnitt aufweisen.

7* Schaftpröthese nach Anspruch 6, dadutch gekennzeichnet, daß die Einkerbungen (2, 3) am proximalen Endabschnitt (Ü) bzw. am distalen Ehdabschnitt (12) des Schaftes (1) unterschiedliche Querschnittsformen aufweisen.
10

8* Schaftprothese nach einem di.t vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einkerbung (2) am proximalen Endabschnitt (11) des Schaftes (1) maximal 10% des Schaffequerschnitts beträgt.

9. Schaftprothese nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einkerbung (3) am distalen Endabschnitt (12) des Schaftes (1) maximal 40% des Schaftquerschnitts beträgt.

10. Schaftprothese nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine körperverträgliche Titanlegierung.

30