DE8807022U1 - Hüftgelenkspfannen-Prothese - Google Patents

Hüftgelenkspfannen-Prothese

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Description

2440.8 :: :·: : -&Mgr;:-:: : 28.05.&idiagr;9&bgr;&bgr;
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Hüftgelenkspfarnen-Prothese gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Derartige Prothesen lassen sich zementfrei implantieren, indem man in der Umgebung der natürlichen Hüftgelenkspfanne Spongiosa-Knochenmaterial ausräumt, die Prothese dort einsetzt und die ausgeräumte Spongiosa nach Zerkleinerung, insbesondere Zermahlen, wieder in die Zwischenräume zwischen den Verankerungspfeilern einfüllt. Die Spongiosa wächst dann zwischen und gegen die Verankerungspfeiler, und nach einigen Monaten ist die Prothese fest in den Beckenknochen eingeheilt.
Durch die vorliegende Erfindung soll eine Hüftgelenkspfannen-Prothtse c;jmäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 geschaffen werden, weJehe eine noch höhere mechanische Festigkeit aufweist, ohne daß der Durchmesser der Verankerungspfeiler vergrößert werden müßte. Eine derartige Vergrößerung wäre im Hinblick auf eine möglichst große Grenzfläche zwischen Spongiosa und Prothese und gleichförmige feine Durchdringung von Pfeileranordnung und Spongiosa nachteilig.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Hüftgelenkspfannen-Prothese gemäß Anspruch 1.
Bei der erfindungsgemäßen Hüftgelenkspfannen-Prothese sind die einzelnen radialen Verankerungspfeiler bei ihren freien Enden durch in Umfangerichtung verlaufende Verankerungspfeiler verbunden und bilden somit zusammen mit diesen ein sehr belastungsföhigee Fachwerk. Die in Umfangsrichtung verlaufenden Verankerungepfeiler bringen zudem nochmals eine deutliche Erhöhung der Prothesenoberfläche, so daß man eine noch besser verteilte Kraftübertragung zwischen Spongiosa und Prothese erhält.
2440.8 '.! J.: J·". 2 ♦**..··. 28.05.1988
Die in Umfangsrichtung verlaufenden Verankerungspfeiler sind aber auch im Hinblick auf eine niedere AusschuOrate beim Gießen der Prothese aus biokompatiblem Metall von Vorteil, da sie beim Gießen ein Fließen von Metall und ein Abströmen von Luft von den freien Enden der radialen Verankerungspfeiler weg in Umfangsrichtung ermöglichen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteran-Sprüchen angegeben.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 ist im Hinblick auf eine einfache Herstellung der Prothese ausgehend von geometrisch einfachen Sußmodellen von Vorteil.
15
Bei der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 ist eine feste Verbindung zwischen in Umfangsrichtung verlaufenden Verankerungspfeilern und in radialer Richtung verlauffenden Verankerungspfeilern auch dann gewährleistet, wenn das Modell der in Umfangsrichtung verlaufenden Pfeiler nicht ganz exakt mittig auf die Enden der Modelle der in radialer Richtung verlaufenden Verankerungspfeiler aufgesetzt wird.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 ist im Hinblick auf die Vergrößerung der Berührfläche zwischen Spongiosa und Verankerungspfeilern von Vorteil, da so bei gegebenem Außendurchmesser der Prothese die in radialer Richtung verlaufenden Verankerungepfeiler größere Länge erhalten können.
&iacgr; &iacgr;&ogr;
: Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 ermöglicht
; es, auch die weniger tiefen Spongiosaschichten beim vorde-
ren Ende des Hüftgelenksknochens zur Verankerung mit hinzuzuziehen.
&igr;, 3 5
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 ist im Hinblick auf ein unbehindertes Zufließen flüssigen Metalles
&igr; » &igr; ·
2440.8 . :! &iacgr;·: : -:3:-::": 28.05.1988
zu cJen Verankerungspfeilern in der Gießform von Vorteil.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 wird erreicht, daß die Umfangspfeiler besonders große Oberfläche haben und somit noch besser zur Verankerung der Prothese in der Spongiosa beitragen.
Bei einer Prothese gemäß Anspruch 8 kann man das vorläufige Festlegen der Prothese am Knochen, das notwendig ist, um ein Verrutschen der Prothese vor dem Heranwachsen von Spongiosa gegen die Verankerungspfeiler zu verhindern, dadurch vornehmen, daß man die spitzen Fixierklauen der Prothese gegen und in eine Schulter in der Knochenausfräsung dreht, die man im Huftgelenksknochen zuvor mit einem Spezialwerkzeug erzeugt hat. Damit sind gesonderte Befestigungsschrauben entbehrlich.
Hierbei erleichtert die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 9 das Hineinarbeiten der Fixierklauen in festes Knochenmaterial.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
25
Figur 1: einen axialen Schnitt durch eine Hüftgelenkspfannen-Prothese ;
Figuren 2 bis 6: transversale Schnitte durch die in Figur 1 gezeigte Prothese längs der entsprechenden Schnittlinien von Figur 1, wobei jeweils nur diejenigen der Verankerungspfeiler wiedergegeben sind, die der Schnittebene unmittelbar benachbart sind und unterhalb der nächsten Schnittebene liegende Teile weggelassen sind;
Figur 7: einen vergrößerten axialen Halbschnitt durch die
2440.&thgr;
28.05.1988
Prothese nach Figur 1, in welchem Maße in Millimetern und Winkelangeben für ein praktisches Ausführungsbeispiel eingetragen sind;
Figur 8:
eine seitliche Ansicht eines der radialen Verankerungspfeiler der Prothese mit BemaOung in Millimetern;
Figur 9: eine zu Figur 5 ähnliche Schnittansicht durch eine abgewandelte Hüftgelenkspfannen-Prothese;
Figur 10: einen Schnitt durch die in Figur 9 gezeigte Prothese längs der dortigen Schnittlinie X in vergrößertem Maßstäbe;
Figur 11: eine Aufsicht auf einen Ausschnitt eines in Umfangerichtung verlaufendenVerankerungspfeilers einer abgewandelten Prothese in vergrößertem Maßstabe; und
Figuren 12 und 13: ähnliche Schnittansichten wie Figur
10, in welcher abgewandelte Prothesen wiedergegeben sind.
Die in Figur 1 gezeigte Hüftgelenks-Pfannenprothese besteht aus einem insgesamt mit 10 bezeichneten Feingußteil sowie einem formschlüssig in dieses eingesetzten Plastikteil 12, welches die eigentliche Gelenkflächs 14 vorgibt, üblicherweise werden Hüftgelenkspfannen-Prothesen in drei verschie- denen Großen auf Lager gehalten, und zwar für Gelenkflächendurchmesser von 22.2, 28 und 32 mm. Die Gelenkfläche 14 nimmt nach dem Implantieren eine Gelenkkugel gleichen Durchmessers auf, die Teil einer Oberschenkelschaftprothese ist.
Das Feinfußteil 10 hat einer. Grundkörper 16 von der Gestalt einer halben Kugelschale, welche einen stutzenförmigen Ansatz IS aufseist. Ein verdickter Msr.dsbschnitt 20 des Grund-
2440,8 · &iacgr;&iacgr; &iacgr;'&iacgr; i-&iacgr;? ?-::; 28.05. &idiagr;9&bgr;&bgr;
körpers 16 trägt in vier aufeinanderfolgenden transversalen Ebersn radiale Verankerungspfeiler 22-a, 22-b, 22-c und 22·d. Die radialen Verankerungspfeiler 22 sind somit auf Breitenkreisen des kugelschalenförmigen Grundkörpers 16 angeordnet.
Die Verankerungspfeiler 22 tragen axial aufeinanderfolgend Verankerungsbunde 24, die jeweils unter 45° angestellte kegelförmige Stirnflächen 26, 28 sowie zum zentralen Schaft 30 koaxiale Umfangsflachen 32 aufweisen.
Wie aus den Figuren 4 bis 6 und 7 gut ersichtlich, sind auf dem Grundkörper 16 radiale Verankerungspfeiler mit unterschiedlicher axialer Abmessung vorgesehen: Die in Figur 1 und 7 am weitesten oben bzw. unten liegenden, axial außen liegenden der Verankerungspfeiler haben durchweg kleine Abmessung, umfassen nur zwei Verankerungsbunde 24. Die dazwischen liegenden Verankerungspfeiler 22-b und 22-c haben jedoch in dem in den Figuren 4 und 6 oben liegenden HaIbraum vergrößerte axiale Abmessung, umfassen dort drei Verankerungsbunde.
Radiale Verankerungspfeiler 23, die den in den Figuren 4 bis 6 unterhalb der horizontalen Mittellinie liegenden Halbraum überdecken haben durchweg nur die halbe Länge wie die Verankerungsbunde 22-a und tragen nur einen Verankerungsbund.
Die freien Enden der radialen Verankerungspfeiler 22-a, 22-b und 22-c sind ferner in dent in den Figuren 4, 5 und 6 oben liegenden Halbraum bei ihren freien Enden durch in Umfangsrichtung verlaufende Verankerungspfeiler 34-a, 34-b und 34-c verbunden.
Die in Umfangsrichtung verlaufenden Verankerungspfeiler
34 haben einen im wesentlichen dreieckigen Grundquerschnitt, sscbei die Basis des gleichseitigen Dreieckes über schräg-
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gestellte Stirnflächen 36, deren Anstellwinkel dem Anstellwinkel der St jn-nf lachen 26 entspricht, mit dem Ende der radialen Verankerungspfeiler 22 verbunden sind. Die ladial außen liegende Kante der in Umfangsrichtung verlaufenden Verankerungspfeiler 34 ist abgerundet, wie bei 3&THgr; gezeigt.
Hie Achsen der Verankerungspfeiler 22-a, 22-b und 22-c schließen mit den zugeordneten Breitenkreisen, auf welchen diese Verankerungspfeiler angeordnet sind, entsprechenden transversalen Ebenen einen Winkel von etwa 25° ein. Damit die obere Flanke der in Umfangsrichtung verlaufenden Verankerungspfeiler 34 parallel zu diesen Ebenen verläuft, ist die Achse des gleichseitigen Dreiecks, welches die Grund-Querschnittsgeometrie der Verankerungspfeiler 34 vorgibt, um 5° gegenüber der Achse der radialen Verankerungspfeiler verkippt.
Wie sich aus den Figuren 3 bis 6 ergibt, sind die Verankerungspfeiler 22 in Umfangsrichtung unter gleichförmigem Abstand angeordnet, beim hier betrachteten Ausführungsbeispiel unter einem Winkelabstand von 15 bzw. 18°, wie aus der Zeichnung ersichtlich. Die benachbarten Breitenkreisen zugeordneten Verankerungspfeiler 22 sind jeweils um eine halbe Teilung gegeneinander versetzt, so daß man eine gleichförmige Durchdringung des später zwischen und gegen die Verankerungspfeiler der Prothese gewachsenen, eingeheilten Spongiosavolumens durch die Verankerungspfeiler 22 erhält.
Zum Implantieren der oben beschriebenen Prothese wird im Hüftgelenksknochen unter Verwendung eines Spezialwerkzeuges eine Ausnehmung erzeugt, deren Begrenzungsfläche grob gesprochen durch zwei ViertelkugeIriächen unterschiedlichen Durchmessers vorgegebenen ist, wobei die eine HS]fte :esei abgestuften kugelförmigen Ausnehmung etwas größer ist als dem Außendurchmesser der in Umfangsrichtung verlaufenden Verankerungspfeiler 34 entspricht, während die andere Hälfte der Knochen-Ausnehmung etwas größer ist als den; AuSen-
2440.&bgr; .':: :·: :*-:*:-*::": 2&bgr;.05.&idiagr;9&bgr;8
durchmesser der durch die freien Enden der kurzen radialen Verankerungspfeiler aufgespannten Kugel entspricht.
Zur vorläufigen Fixierung der Hüftgelenkspfannen-Prothese an Hüftgelenksknochen ist das FeinguBteil 10 mit zwei Befestigungsflanschen 40, 42 versehen, die eine Hehrzahl von Aufnahmeöffnungen 44 für selbstschneidende Fixierschrauben aufweisen, die in den Hüftgelenksknochen eingedreht werden und die Prothese bei nicht belastetem Gelenk solange in der gewünschten Stellung halten, bis das Spongiosamaterial gegen die radialen Verankerungspfeiler 22 und die in Umfangsriehtung verlaufenden Verankerungspfeiler 34 gewachsen ist.
Bei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel nach Figur 9 tragen die einen Enden der in Umfangsrichtung verlaufenden Verankerungspfeiler 34 Fixierklauen 46, die außen in einer i Schneide 48 auslaufen und sich zum freien Ende hin verjün- * gen, wie bei 50 gezeigt. Bei dieser Prothese kann man die vorläufige Verankerung am Hüftgelenksknochen somit einfach dadurch vornehmen, daß man die Fixierklauen 46 durch Drehen der Prothese in die Schulter des Knochenmaterialee hineindrückt, welche die unterschiedlichen Durchmesser aufweisenden Abschnitte der Knochenausnehmung voneinander trennt.
Gemäß Figur 11 kann man din in Umfangsrichtung verlaufenden Verankerungspfeiler 34 ebenfalls mit Verankerungsbunden 52 bestücken, wobei deren Höhe und Breite sowie die Geometrie ihrer Stirnflächen ähnlich gewählt ist, wie bei den radialen Verankerungepfeilern.
Anstelle einer dreieckigen Grund-Querschnittsgeometrie der in Umfangerichtung verlaufenden Verankerungepfeiler 34 kann man diese auch m.tt einer quadratischen Grundgeometrie auabilden, wie Figur 12 zeigt. Man kann auch eine kreisförmige Grundgeometrie gemäß Figur 13 wählen, wobei die Anbringung der in Umfangsrichtung verlaufenden Verankerungspfeiler
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2440.8 '-' ?·· S*-.B -"..'·. 28.05.1988
34 an den freien Enden der radialen Verankerungspfeiler 22 dann längs einer Sehne des die Querschnittsfläche begrenzenden Kreises erfolgt.
Allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß das Feinfußteil 10 ein einstückiges Gußteil ist, welches sowohl den Grundkörper 16 als auch die radialen Verankerungspfeiler 22 als auch die in Umfangsrichtung verlaufenden Verankerungspfeiler 34 umfaßt. Die in Umfang?
richtung verlaufenden Verankerungspfeiler 34 erhöhen die mechanische Festigkeit der Verankerungspfeiler-Anordnung durch Bildung eines Fachwerkes. Man erkennt, daß durch die in Umfangsrichtung verlaufenden Verankerungspfeiler 34 auch das Entweichen von Luft in der Gießform begünstigt wird, ebenso ein gleichförmiges Füllen der komplizierten Gießform.
Die oben speziell angegebenen Abmessungen und Winkelangaben, wie sie auch den Figuren 7 und 8 entnehmbar sind, gelten für eine Prothese mit einem Durchmesser der Gelenkfläche von 28 oder 32 mm. Bei einer Prothese mit einem Gelenkflächendurchmesser von 22.8 mm betragen die Neigungswinkel der Achsen der radialen Verankerungspfeiler 22-a, 22-b und 22-c nur 20° , damit man unter Verwendung unveränderter Modelle für die radialen Verankerungspfeiler eine Prothese mit kleineren Außenabmesungen herstellen kann.

Claims (3)

  1. 2440.8 . :: :·: : -:t:-:: : 28.05.
    Ansprüche
    1 . Hüftgelenkspfannen-Prothese mit einem die Gestalt einer Halbkugelschale aufweisenden Grundkörper und einer Vielzahl von diesem getragener radialer Verankerungspfeiler, die jeweils in Pfeilerlängsrichtung aufeinanderfolgende Verankerungsbunde tragen und in Umfangsrichtung verteilt längs Breitenkreisen des Grundkörpers angeordnet sind, wobei vorzugsweise die Verankerungspfeiler, die zu benachbarten Breitenkreisen gehören, um eine halbe Te'jng in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind und wobei die radialen Verankerungspfeiler in einem vorgegebenen Raurewinkel, der etwa 180° der Grundkörper-Umfangserstreckung umfaßt, gröOere axiale Länge haben als die übrigen radialen Verankerungspfeiler, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest bei einem Teil der radialen Verankerungspfeiler (22), vorzugsweise bei zumindest sämtlichen der größere axiale Länge auweisenden radialen Verenkerungspfeiler (22-b, 22-c) die freien Enden durch in Umfangsrichtung verlaufende Verankerungspfeiler (34) fest verbunden sind.
  2. 2. Prothese nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die in Umfangerichtung verlaufenden Verankerungspfeiler
    (34) kreisbogenförmig sind und koaxial zu Breitenkreisen des Grundkörp^rs (16) verlaufen.
  3. 3. Prothese nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der transversale Querschnitt der in Umfangerichtung verlaufenden Verankerungepfeiler (34) eic gleichschenkliges, vorzugsweise gleichseitiges Dreieck, ein Rechteck, Quadrat oder ein Kreisabschnitt ist und daß die in Umfangprichtung verlaufenden Verankerungspfeiler (34) mit einer Baeiefläche ihres Querschnittes an den freien Enden der radialen Verankerungspfeiler (22) angebracht sind.
    4. Prothese nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
    2440.8 -' &iacgr;·&iacgr; : "-.2 .-·..". 28.05.1988
    daß die Achsen der radialen Verankerungspfoiler (22) bai einer Prothese mit Gelenkflächenradius von 28 oder 32 mm einen Winkel von etwa 25° bei einer Prothese mit einem Gelenkflächendurchmeeser von 22.2 mm einen Winkel von etwa 20° mit den durch die zugeordneten Breitenkreise vorgegebenen Ebenen einschließen, wobei die radialen Verankerungspfeiler in beiden Fällen gleiche Länge haben.
    5. Prothese nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen einer dom ftsisti Rand dss Grursdkcrpsrs (15) benachbarten Reihe von kurzen Verankerungspfeilern (22-d) einen Winkel von etwa 15° mit der durch den zugeordneten Breitenkreis vorgegebenen Ebene einschließen.
    6. Prothese nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die mit in Umfangsrichtung verlaufenden Verankerungspfeilern (34) verbundenen der radialen Verankerungspfeiler (22) auf einem verdickten Wandabschnitt (20) des Grundkörpers (16) sitzen.
    7. Prothese nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in Umfangsrichtung verlaufenden
    Verankerungspfeiler (34) in Abständen aufeinanderfolgende Verankerungsbunde (52) aufweisen, die in Abmessung und Geometrie vorzugsweise den Verankerungsbunden (24) der radialen Verankerungspfeiler (22) ähnlich sind.
    8. Prothese nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest bei dan einen Enden der in Umfangsrichtung verlaufenden Verankerungspfeiler (34) in Umfangsrichtung verlaufende spitze Fixierklauen (46) vorgesehen sind.
    3. Prothese nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite der Fixierklauen (46) als Schneide (48) ausgebildet ist.
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