DE8814565U1

DE8814565U1 - Hüftgelenk-Prothesevorrichtung

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Publication number: DE8814565U1
Application number: DE8814565U
Authority: DE
Original assignee: Pfizer Hospital Products Group Inc
Current assignee: MTG Divestitures LLC
Priority date: 1987-11-23
Filing date: 1988-11-22
Publication date: 1989-03-16
Also published as: JPH0638809B2; IE61888B1; JPH01244745A; US4871369A; EP0319171A1; ZA888702B; DE3867447D1; GR3003512T3; IE883494L; AU2579488A; CA1291597C; ES2029031T3; EP0319171B1; ATE70963T1; AU599849B2

Description

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Hüftoelenk-Prothesevorrichtuna

Die Neuerung betrifft eine Hüftgelenkprothese zur Verwendung als Implantat nach den Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2 und bezieht sich speziell auf eine Langstiel-Prothesevorrichtung.

Solche Prothesen weisen eine Gelcnkkomponente und eine Oberschenkelkoaponente auf, von denen letztere weitgehend aus einem Stiel besteht. Die Prothesevorrichtung kann auch als die Obersch*nkelkoinponente allein verstanden werden. Bei der Behandlung von Patienten, die mehrfache Hüftoperationen erfordern, ist es oft notwendig, ein Oberschenkel-Hüftimplantat gegen ein Langstiel-Hüftimplantat auszutauschen. Für Revisionen wird nämlich ein Kurzstiel-Hüftimplantat im allgemeinen nicht verwendet. Langstiel-Hüftimplantate können auch in anderen Situationen zweckmäßig sein, beispielsweise bei Patienten, die Revisionsoperationen unterzogen werden, oder die ein Implantat mit einem langer. Stiel wegen eines Bruchs im Oberschenkelknochen oder wegen eines Knochendefekts - beispielsweise als Ergebnis der Entfernung eines Tumors - benötigen.

Wird eine solche Langstiel-Hüftgelenkprothese voll implantiert, so ist es sehr wichtig, daß ihr distales Ende im Markkanal zentriert wird. Wird das distale Ende nicht zentriert, so ergibt sich beim Einsetzen des Implantats in den einen Zement enthaltenden Kanal ein ungleichförmiger Zementmantel. Dieser kann dann aufgrund ungleicher Belastungen Schaden nehmen, der schließlich zu einem Lockerwerden des Implantats führen kann.

Da sich außerdem langstielige Hüftprothesen im Oberschenkelknochen im allgemeinen bis jenseits des Bereichs erstrecken, der als die Verengung od-r der Isthmus des Oberschenkelknochens bezeichnet wird, also in dem die Rindenknochendicke und die Öffnung im Innenmarkkanal abnehmen, stellt die korrekte Anordnung einer Langstielprothese für den Chirurgen eine spezielle Herausforderung dar.

« ··· III«

Zur Vorbereitung des Markkanals werdan häufig Räum-AhIen verwendet. Diese können so entworfen sein, daft sie sich ein kleines Stück zu einer Vorwärtsbeugung verdrehen, daft also der Ahlenhals vorwärts schwingt, während die Ahle in den Knochen getrieben wird. Die schliefiliche Orientierung ahnt die natürliche anatomische Orientierung des Oberschs:.Helknochenhalses nach. Die Verdrehung, die in der Größenordnung von 10° liegt, bereitet keine Probiene bei der Ausrichtung einer kurzen Prothese, deren Stiel nicht lang genug ist, auf den gekrümmten Abschnitt des Oberschenkelknochens insbesondere im Bereich des Isthmuses aufzutreffen. Wird jedoch als Prothese ein langer, gebogener Stiel verwendet, so führt die Verdrehung oft zu einer mangelhaften Plazierung des distalen Endes der Prothese.

"Anatomisch" geformte Prothesen, die mit einfachen distalen Biegungen und/oder distalen und proximalein Kurvungen hergestellt sind, sind bekannt. Jedoch muß auch bei diesen die distale Spitze des Implantate in der beschriebenen Weise korrekt positioniert werden. Das Problem, eine zu implantierende Prothese innerhalb des Knochenisthmuses zu positionieren, ist im Stand der Technik noch nicht angemessen angesprochen worden.

Zusätzlich ist es aus wirtschaftlichen Gründen erwünscht, nur eine begrenzte Anzahl von vorgefertigten Langstiel-Hüftgelenkprothesen für die Patienten, die solche Implantate benötigen, auf Lager halten zu müssen.

Durch die Neuerung soll eine Huftgelenkprotheaevorrichtung mit einer bzw. als Oberschenkolknochenkomponente geschaffen werden, die sich zur Verwendung bei Hüftchirurgiepatienten eignet, welche eine Langstielprothese benötigen. Kin entsprechend verwendetes Langstiel-Hüftimplantat soll sich für einen möglichst großen Anteil der Patienten, di^ Revisionsoperationen benötigen, eignen. Vorzugsweise soll das Langstiel-HÜftimplantat modular sein.

Diese und andere 7,iele werden durch die in 'en Ansprüchen beanspruchte und i.m folgenden beschriebene Neuerung gelöst. In Obereinstimmung mit der Neuerung umfaßt die Hüftgelenk Prothesevorrichtung die sich zur Verwendung bei einem großen Teil der Revisionschiruyie erfordernden Patientensch-.■■ ft ohne Modifikation der Vorrichtung eignet - eine Oberschenkelknochenkontponente mit einem langen Stiel, der lang genug ist, um im implantierten Zustand bis über den Isthmus im Oberschenkelknochen hinaus vorzudringen, und der Ober den Großteil seiner U&nna ^m »esenUinhan nor a Aa let. jedoch in später beschriebener Weise im distalen Abschnitt des Stiels besonders gekrümmt ist. Diese Krümmung im distalen Abschnitt des Stiels ist allgemein aus zwei Komponenten gebildet.

Der Stiel der neuerungsgemäßen Vorrichtung kann angesehen werden als eine einzige Krümmung aufweisend, die eine Komponente in der Vorne-Hinten-Ebene, "V-H-Ebene" und eine Komponente in der Mitte-Seite-Ebene, "M-S-Ebene" aufweist. Die Projektion dieser einzigen Krümmung auf die V-H-Ebene einerseits und auf die M-S-Ebene andererseits kann als zwei Kurven diskutiert werden, obwohl der Oberschenkelkomponenten-Stiel tatächlich nur eine einzige Krümmung im dreidimensionalen Raum in ssinsüi distslsn Abschnitt hst^ Die Kurvenlcos^oneiifeen y*rd?n in dieser Beschreibung getrennt erläutert. Die erste und die zweite dieser Komponenten sind zwei Kurven, die in zueinander senkrechten Ebenen angeordnet sind. Eine dieser Komponenten ist eine Kurve in der V-H-Ebene; sie ist die Projektion der einzigen Krümmung des Stiels auf die V-H-Ebene. Die Vorne-Hinten-Koünponente ist eine einfache Kurve, deren Krüamungszenerum - bei einer Anordnung im Körper - hinter der Oberschenkelknochenachse liegt. Die zweite Komponente der einzigen Krümmung ist ihre Projektion auf die M-S-Ebene, bei der es sich ebenfalls um eine einfache Kurve handelt, deren Krümmungszentrum von der Achse des Oberschenkelknochens aus seitwärts liegt. Der Stiel der resultierenden Vorrichtung vermeidet das Auftreffen auf die Wand des Markkanals, selbst im Bereich des Isthmus.

Auch kann im Rahmen der Neuerung der distale Teil der langstieligen Oberschenkelknochen-Hüftgelenk Prothesevorrichtung als eine Komponente einer modularen Vorrichtung verwendet worden .

Heitere Einzelheiten, Vorteile und Heiterbildungen der Neuerung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform der Neuerung zur Verwendung in einem rechten Oberschenkelknochen, in der V-H-Ebene aus der Seitenrichtung her gesehen, wobei ein Teil dieses Oberschenkelknochens schraffiert dargestellt ist;

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1, von hinten in der M-S-Ebene gesehen, wobei ein Teil des rechten Oberschenkelknochens schraffiert dargestellt ist;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht der Vorrichtung nach Fig. 1, in der Nähe ihres distalen Endes gesehen, in einer Ebene 3-3 in Fig. 1 geschnitten, wobei die Vorrichtung innerhalb des Markkanals angeordnet ist, und der

Fig. 4 eine schematische Veranschaulichung eines rechten

menschlichen Beins unter Darstellung der Vorrichtung nach Fig. 1 (teilweise gestrichelt eingezeichnet) innerhalb des rechten Oberschenkelknochens;

Fig. 5 eine schematische Veranscha^lichung der Vorrichtung nach Fig. 1 unter Darstellung der Beziehung im Hinblick auf die V-H-Ebene und die H-S-Sbene zum Zeitpunkt, da die Vorrichtung soeben in den Körper eingesetzt worden ist, und vor ihrer Verdrehung um etwa 10° durch den Arzt.

Eine ein distales Ende 10 aufweisende Oberschenkelknochen-Komponente einer Hüftgelenk-Prothesevorrichtung hat einen Stiel 12. dessen distaler Abschnitt mit 14 bezeichnet ist. Der Stiel 12 ist unter Zwischenlage eines Zements 16 als Implantat in den

Röhren Hohlraum eines Oberschenkelknochens 18 (Fig. 3) eingesetzt. Die Fig.&eegr; 1 und 2 zeigen die neuerungsgemäße Hüftgelenk-Prothesevorrichtung als Implantat so, daß jede der Fig.&pgr; eine der Kurvenkomponenten des Stiels der Prothesevorrichtung wiedergibt, die jeweils eine einfache Kurve mit nur einem Krümmungszentrum ist, im Gegensatz zu einer Zusammengesetzen Kurve.

In der Zeichnung geben, jeweils bezogen auf den Körper des Patienten, die Buchstaben V die Richtung vom Körper nach vorne. H die Richtung vom Körper nach hinten, S die Richtung von der Körpermitte seitwärts weg und M die Richtung zur Körpermittellinie zu an. V-H ist eine Ebene von vorne nach hinten und M-S eine Querebene.

Die Kurvenkomponente in der V-H-Ebene gemäß Fig. 1 hat ein Krümmungszentrum C, das hinsichtlich der Achse des Oberschenkelknochens und insofern zur Achse des Stiels, wenn die Vorrichtung implantiert ist, nach hinten zu versetzt ist.

Die Kurvenkomponente in der M-S-Ebene gemäß Fig. 2 hat ein Krümmungszentrum C, das relativ zur Achse des Oberschenkelknochens und insofern zur Achse des Stiels, wenn die Vorrichtung implantiert ist, seitwärts außen liegt.

Wie ein Vergleich der Fig.&eegr; 1 und 2 zeigt, ist die KurvenkomponeiiLti in der V-H-Ebene die größere und visuell offensichtlichere Krümmungskomponente. Ein in Fig. 1 eingezeichneter Abstand B ist deshalb erheblich größer als ein in Fig. 2 eingezeichneter Abstand X, die später definiert werden* Der Unterschied zeigt jedoch, daß der mittlere Krümmungsradius in der V-H-Ebene wesentlich kleiner ist als in der M-S-Ebene. Die Krümmung positioniert die distale Spitze der Prothese hinsichtlich der Körperrichtungen hinter der Vorrichtungsachse, wodurch eine Anpassung an die natürliche Krümmung des mittleren Röhrenbereichs des Oberschenkelknochens geschaffen wird und ein Auftreffen der Prothese am Markk.inal vermieden wird, selbst im Bereich des Isthmus.

Die Frümmungskomponente in der M-S-Ebene &Idigr;3\_ also im Vergleich zur V-H-Ebene weniger ausgeprägt, sie beginnt am Stiel 12 im Vergleich zur oben beschriebenen Kurve in der V-H-Ebene distaler und versetzt das Endi· 10 der Prothesevorrichtung bezüglich der Körperrichtungen seitwärts (Fig. 2).

Wie Fig. 3 zeigt, trägt diese Krümmung im Stiel 12 der Prothesevorrichtung dazu bei, den distalen Abschnitt 14 des Stiels im Zement 16 im Markkanal des Oberschenkelknochens 18 zentriert zu halten.

Die Fig.&eegr; 1 und 2 veranschaulichen auch noch weitere Eigenschaften und Teile der neuerungsgemäften Vorrichtung. Ein Drehzapfen 20, auf den ein (nicht dargestellter) Gelenkkopf gesetzt werden kann, ist über einen Hals 22 mit einem kragenartigen Flansch 24, dessen Gestalt den Fig.&eegr; 2 und 4 entnehmbar ist, verbunden. Es ist ein seitlicher Aspekt 26 des proximalen Teils des Stiels 12 gezeigt. Der proximale Teil des Stiels 12 weist in der V-H-Ebene eine Mittellinie 28 auf, die coplanar mit der Mittellinie des Halses 22 ist, der seinerseits im Hinblick auf den proximalen Teil des Stiels n?cht nach vorne geneigt ist.

Der distale Teil des Stiels 12 weist eine Mittellinie 30 in der V-H-Ebene und eine Mittellinie 31 in der M-S-Ebene auf, die gekurvt verlaufen.

Der Absta.id B (Fig. 1) ist der rechtwinklige Abstand in der V-H-Sbene zwischen der Mittellinie 30 das distalen Endes 10 der Vorrichtung und der räumlichen Verlängerung der Mittellinie 28 des proximalen Teils des Stiels 12 in der V-H-Sbene. Der Abstand X (Fig. 2) ist der rechtwinklige Abstand in der M-S-Ebene zwischen der Mittellinie 31 am distalen Ende in Vorrichtung und der räumlichen Verlängerung der Mittellinie 29 des proximalen Teils des Stiels 12 in der M-S-Ebene. Geeignete Werte für X und B, die oben definiert wurden, zeigt die nachfolgende Tabelle für die vorgesehenen Stiellängen. Für die

primäre, also deutlicher sichtbare Kurve beträgt der Krüxunungs- : radius von C aus in jedem der Fälle 1140 mm und für die /

sekundäre, also weniger deutlich sichtbare Krümmung ändert sich der Krümmungsradius von C aus so, wie es in der Tabelle unter r (mm) angegeben ist.

Fig.&eegr; 2 und 5 zeigen eine körnige Oberfläche 32, die die Haftung am Zement der Vorrichtung verbessert. Eine seitliche Erweiterung 34 verbessert die Belastungsverteilung im Knochenzementmantel. Das eigentliche Knochenmaterial 36 ist im Bereich seiner Dicke in den Fig.&eegr; 1, 2 und 3 schraffiert. Der Zement ist in den Fig.&eegr; gepunktet angedeutet.

Im Material 36 des Knochens 18 sind verschiedene Bereiche angedeutet, einschließlich eines Trochanters oder Rollhügels und des Bereichs eines Isthmuses 40 des Oberschenkelknochens.

Die Stiellänge des Langstiel-Hüftimplantats, das durch diese Prothesevorrichtung gebildet wird, wird für einen gegebenen Patienten ausreichend groß bemessen, daß sich das distale Ende des Implantats bis jenseits des Isthmuses im Innenmarkbereich des Oberschenkelknochens des Patienten erstreckt. Die Länge D der Prothesevorrichtung beträgt deshalb im allgemeinen wenigstens 200 mm.

Es wurde herausgefunden, daß vier Größen des proximalen Abschnitts der Oberschenkelkomponente der Langstiel-Prothesevorrichtung mit zwei Längen für jede Größe zu den meisten betroffen Oberschenkelknochen bei Patienten, die der Hüftchirurgie bedürfen, passen. Hierfür liegt die Länge D nach den Fig.&eegr; 1 und 2 innerhalb eines Bereichs von etwa 21 bis etwa 35 cm.

Die Stiellängen D' dieser vier Größen der implantierbaren Prothesevorrichtuny ergeben sich aus der nachstehenden Tabelle mit ?wei Stteilängen für jede Größe. Auch ist ein Bereich zweckmäßiger zugeordneter Halslängen für diese vier Größen E3 ist. jedoch zu beachten, daß die Verwendung

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unterschiedlicher Kopfe zu unterschiedlichen effektiven Halslängen führt, die zur Gesamtlänge der Prothesevorrichtung beitragen.

Tabelle

Gröfte	Stiellange D' (mm)	Halslänge (mn)	B (mm)	X (mn)	r (mm)
1	175/225	36	9,0	0,20	1900
2	200/250	41	9,0	1,6	2A30
3	225/275	44	11,9	2,0	3300
4	225/300	46	15,0	4,0	2700

In bekannten gebogenen Langstiel-Prothesen ist die Ebene der Biegung rechtwinklig zur Ebene des proximalen Stielteils. Eine Vorwärtsneigung, wenn überhaupt eine vorgesehen ist, wird durch eine Drehung des Halses der Vorrichtung selbst in Bezug zur langen Achse des Stiels bewirkt. Dies bedeutet, daß die Mittellinie des Halses nicht coplanar mit der Mittellinie des proximalen Stielteils ist.

Bei der neuerungsgemäßen Vorrichtung ist die Mittellinie des Halses vorzugsweise coplanar mit der Mittellinie des proximalen Stielteils. Dies ermöglicht die Bewirkung einer Vorwärtsneigung durch den proximalen Stielteil durch den Arzt ohne das Risiko eines Auftreffsns des distalen Stielteils auf den Innenmarkkanal.

Die neuerungsgemäße Vorrichtung wird in den Körper nach dem folgenden allgemeinen Vorgehen eingesetzt: zunächst wird eine lieichgpwebesektion durchgeführt, um die Gelenkkapsel zu exponieren. Sodann wird der Oberschenkel-Gelenkkopf aus dem Acetabulum herausgenommen und entfert - oder die alte Prothese entfernt, falls es sich um eine Revisionsoperation handelt. Der Markkanal wird nun erweitert und mit der Ahle bearbeitet - oder das alte Zement wird entfernt, falls eine Revisionsoperation durchgeführt wird. Sodann wird Zement in den Kanal injiziert und die Prothesevorrichtung eingesetzt. Das gesamte Implantat wird dann während des Imülantiervoraanas um vorzuasweise etwa

10° bis 12° in Bezug zur M-S-Ebene vorwirtsgedreht, was die Vorwärtsbeugung bewirkt, wobei es vorzugsweise keine Vorwärtsbeugung des Prothesenhalses in Bezug zum Prothesenschaft gibt.

Es ist zu beachten, daß im Rahmen der Neuerung der gekrümmte Teil vorzugsweise nur im distalen Abschnitt 14 des Stiels liegt. Jedoch können auch kleinere, unauffällige Krümmungen in anderen Abschnitten der Vorrichtung vorhanden sein, die in diesem Fall ebenfalls unter die Neuerung fällt, sofern nur die beschriebenen Krümmungen xm distalen Abschnitt vorhanden sind.

Wenn sie aus Metall bestehen, können die neuerungsgemäßen Vorrichtungen so hergestellt werden, daß sie anfänglich keine Krümmung aufweisen. Die beiden Krümmungskomponenten können dann in zwei getrennten Biegevorgängen hergestellt werden. Alternativ kann der Stiel in einem einzigen Arbeitsgang zu seiner endgültigen Konfiguration geschmiedet werden.

Vorzugsweise wordr-n die Langstiel-Oberschenkelknochenkomponenten zur endgültigen Gestalt geschmiedet. Der Drehzapfen für den Kopf wird bearbeitet und geschliffen und der Schmiederand wird durch manuelle Endbearbeitungsvorgänge entfernt.

Es ist zu erwarten, daß die neuerungsgemäße Vorrichtung üblicherweise aus Metall hergestellt wird. Jedoch kann auch ein anderes biokompatibles Material verwendet werden, solange das Endprodukt die oben beschriebene Konfiguration hat und eine ausreichende Festigkeit sowie die weiteren für eine zu implantierende Hüftgelenk-Prothesevorrichtung geforderten Eigenschaften hat.

Die Langstiel-Oberschenkelknochenkomponente der Prothesevorrirhtung kann auf Wunsch als modulares System verwendet werden, sofern dies erwünscht ist.

Kurz dax'gestellt, ist al to die Neuerung verwirklicht bei einem Oberschenkelknochen-Hüftimplantat zur Verwendung bei Patienten, die einen lanaen distalen Abschnitt der Oberschenkelknochenkom-

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ponente benötigen. Das Implantat kann beispielsweise bei Patienten verwendet werden, die sich einer Revisionsoperation unterwerfen oder die ein Implantat mit einem langen Stiel wegen eines Bruchs im Oberschenkelknochen oder einem Knochenschaden beispielsweise als Ergebnis einer Tumorentfernung benötiger,. Das Implantat ist in seinem distalen Abschnitt speziell so gekrümmt, daß es ein Auftreffen auf die Wand des Markkanals selbst im Bereich des Knochenisthmuses vermeidet.

Claims

1. Hüftgelenk-Prothesevorrichtung, umfassend eire Oberschenkelknochen-Komponente, gekennzeichnet durch einen Innenmarkstiel (12) mit einem distalen Abschnitt (14), der zur Vermeidung des Auftreffens an de£ Wand des Markkanals, wenn sie in diesen eingesetzt und darin um einen Winkel von etwa 10° bis 12° hinsichtlich einer M-S-Ebene (Mitte-Seite-Ebene des menschlichen Körpers) verdreht wird, eine distale Krümmung aufweist, die aus zwei Kurvenkomponenten besteht, die in aufeinander senkrechten Ebenen liegen.

Hüftgelenk-Prothesevorrichtung, umfassend eine Oberschenkelknochen-Komponente, insbesondere nach Anspruch 1.. die einen in das Mark einzusetzenden Stiel (12) aufweist, der im in einen Patienten implantierten Zustand länger ist als der Abstand im Innenmarkkanal vom kleineren Trochanter (33) bis zum Isthmus (40) des Patienten und der über einen größeren Teil seiner Länge gerade ist. dadurch gekennzeichnet, daß der Stiel (12) in der Nähe seines distalen Endes (10) eine distale Krümmung aufweist, die aus einer ersten und einer zweiten Komponente besteht, wobei (a) die erste Komponente die Projektion der distalen Krümmung auf eine V-H-Ebene (Vorns-Hinten-Ebene) ist und eine einfache Kurve mit einem Krümmungszentruu (C) darstellt, das - wenn die Vorrichtung im Körper angeordnet ist - in Bezug zur Achse des Oberschenkelknochens (18) hinter dem Körper liegt; und (b) die zweite Komponente die

Projektion der distalen Krümmung auf eine M-S-Ebene (Mitte-Seite-Ebene) ist und eine einfache Kurve mit einem Krümmungszentrum (C') ist, das - wenn die Vorrichtung im Körper angeordnet ist - in Bezug zur Achse des Oberschenkelknochens (18) seitlich liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daS die Vorrichtung nur in ihrem distalen Abschnitt (14) gekrümmt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in der V-H-Ebene liegende Krummungskomponente einen kleineren Krümmungsradius (von C) hat als die in der M-S-Ebene liegende Krümmungskomponente (von C).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberschenkelknochen-Komponente einen Hals (22) aufweist und die Mittellinie des Halses (22) coplanar mit der Mittelline (28) des proximalen Endes des Stiels (12) ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch

gekennzeichnet, aäo ale Lauge \uj des Stiels der Vorrichtung wenigstens etwa 200 mm beträgt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der distale Abschnitt (14) und der proxmiale Abschnitt der Vorrichtung voneinander trennbsr sind.