EP0183809A1 - Hüftschaft-implantat - Google Patents

Hüftschaft-implantat

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EP0183809A1
EP0183809A1 EP85902962A EP85902962A EP0183809A1 EP 0183809 A1 EP0183809 A1 EP 0183809A1 EP 85902962 A EP85902962 A EP 85902962A EP 85902962 A EP85902962 A EP 85902962A EP 0183809 A1 EP0183809 A1 EP 0183809A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shaft
hip
implant according
head
fitting piece
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP85902962A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Harry Prof. Dr. Med. Buse
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Description

Hüftschaft-Implantat
Die Erfindung betrifft ein Hüftschaft-Implantat nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es sind zementlos implantierbare Hüftschaft-Implantate bekannt, die eine Oberflächenprofilierung besitzen, damit der Knochen an dem Implantat anwächst und in der Oberflächenprόfilierung verankert wird, und/oder die in der Markhöhle des Knochens mehr oder weniger an diese angepaßt sitzen.
Die Oberflächenprofilierung, die ein bindegewebsfreies Anwachsen des Knochens an das Implantat fördern soll, ist unterschiedlich gestaltet. Entweder ist ein regel- mäßig wabenartiges Muster oder eine regelmäßige bzw. unregelmäßige Oberflächenprofilierung, eine sogenannte madreborische Profilierung, vorgesehen. Diese Ober- flächenprofilierung erstreckt sich bei den bekannten Hüftschaft-Implantaten über die gesamte Schaftlänge. Der Knochen kann jedoch nur im spongiösen oberen Knochenlager anwachsen.
Bei bekannten Implantaten wird der Versuch unternommen, einen möglichst festen Sitz durch einen vergrößerten Stielquerschnitt, der dem mehr oder minder runden Innenquerschnitt des Schaftmantels des Oberschenkel¬ knochens entspricht, zu erzielen. Die Prothesenstiele sind daher überwiegend mehr oder minder rund. Der runde Querschnitt erstreckt sich hierbei über die gesamte Stiellänge der Schaftprothese.
Runde Prothesenquerschnitte, die im runden Knochenquer¬ schnitt der Markhöhle liegen, haben den Nachteil, daß die Prothesen nicht drehstabil sind. Das Anwachsen des Knochens kann infolgedessen durch bestimmte häufig und regelmäßig wiederkehrende Belastungssituationen wie Hinsetzen, Aufstehen aus der Sitzposition oder Knie¬ beugen im Stand, gestört werden. Die Implantate dürfen daher nicht sofort belastet werden. Darüber hinaus kann auch später noch wegen der fehlenden Drehstabili¬ tät eine Auslockerung des Implantats erfolgen.
Im oberen Implantatbereich erzeugt das Implantat wegen des angepaßten, d. h. meist runden Querschnitts, hohe Umfangsspannungen im Knochenmantel, denen dieser erfah¬ rungsgemäß nicht gewachsen ist. Dies führt häufig bei Einlassung der Prothese während der Operation zu Um- fangsspannungsbrüchen des Knochens.
Ferner berücksichtigen die meisten Schäfte herkömmlich- er Konstruktion nicht, daß der Oberschenkelknochen im kortikalen Bereich nach vorne gekrümmt ist. Mit den bekannten Schäften wird deshalb eine Formschlüssigkeit nicht realisiert. Auch wenn der Scha t der bekannten Implantate ausnahmsweise gekrümmt ist, wird die Form- schlüssigkeit wegen der großen individuellen Unter¬ schiede der Abmessungen der Knochenmarkhöhle und der Knochenkrümmung nur zufällig erreicht. Vor allem ver¬ nachlässigen sämtliche bekannten Schäfte die Tatsache, daß der Oberschenkelknochen im kortikalen Schaftbereich (Fig. 1, Zone b) bei Belastung stark elastisch verformt wird, wodurch schädliche Relativbewegungen zwischen Knochen und Implantat zwangsläufig entstehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zementlos implantierbares Hüftschaft-Implantat zu schaffen, das einen festen Sitz ohne spätere Auslockerung gewährlei¬ stet und eine sofortige Belastung ermöglicht.
Erfindungsgemäß: wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Das Hüftschaft-Implantat ist ein zweiteiliger Ver¬ bundbauteil. Der kopfseitige Teil des Schaftes mit profilierter Oberfläche weist einen unrunden langge- streckten Querschnitt auf. Dieser Querschnitt hat zwei aufeinander senkrecht stehende Hauptachsen. Die Haupt¬ achsen haben unterschiedliche Längen. Dadurch erhält - - -
die Querschnittsfläche des kopfseitigen Teiles des Schaftes eine langgestreckte Form. Durch diese langge¬ streckte Form des Querschnittes wird die bisher nicht erreichbare Drehstabilität des Implantats im Knochen erzielt. Die Form der Querschnittsfläche ist dem mehr oder minder unrunden Querschnitt des Schaftmantels des Oberschenkelknochens optimal angepaßt. Der kopfseitige Teil des Schaftes mit profilierter Oberfläche und länglichem Querschnitt hat eine derartige Länge, daß diese sich nur in den Bereich hineinerstreckt, in dem ein spongiöser Knochen vorhanden ist. Dieser spongiöse Knochenabschnitt ermöglicht ein Anwachsen des Knochens mit einer Verankerung in der profilierten Oberfläche dieses kopfseitigen Teiles des Schaftes.
Das zumindest teilweise elastisch und/oder plastisch deformierbare Paßsitzstück erleichtert durch eine Selbstzentrierung das Einführen dieses Hüftschaft- Implantats in das Knocheninnere und gewährleistet einen formschlüssigen Paßsitz. Durch diesen formschlüssigen Paßsitz im implantierten Zustand werden Belastungen aufgenommen, die ein Moment am Implantat erzeugen. Die sichere Verhinderung der durch dieses Moment verursach¬ baren Bewegungen ist von außerordentlicher Bedeutung. Die Oberfläche des Paßsitzstückes ist nicht profiliert, da an der Stelle, an der das Paßsitzstück nach dem Implantieren sitzt, kein Anwachsen des Knochens er¬ folgt.
Die Drehstabilität des Implantats wird insbesondere dadurch eerreicht, daß die Querschnittsfläche des kopfseitigen Teiles des Schaftes oval, ellipsenförmig oder rechteckig ist. Hierdurch werden auch Umfangsspannungsbrüche des Knochens vermie¬ den.
Das Paßsitzstück dagegen erzeugt den formschlüssigen Sitz im unteren kortikalen Bereich des Implantats, in dem ein Anwachsen des Knochens nicht erfolgt. Der runde Querschnitt des Paßsitzstückes ist an die runde Quer¬ schnittform dieses Knochenabschnittes optimal anpaßbar.
Da der Schaftbereich des Oberschenkelknochens an dieser Stelle bei Belastung sehr stark deformierbar ist, wird durch die plastische bzw. elastische Verformbarkeit des Paßsitzstückes, das in diesen Bereich eingelassen ist, eine schädliche Relativbewegung zwischen Knochen und Implantat vermieden werden. Da der Oberschenkelknochen im kortikalen Schaftbereich eine Krümmung aufweist, ermöglicht das zumindest teilweise elastisch und/oder plastisch deformierbare Formpaßstück ferner eine An- passung des Implantates an das kortikale Knochenlager der Markhöhle. Dies ist mit den bisher bekannten Im¬ plantaten nicht vollständig möglich.
Je nach Körpergröße, Geschlecht usw. sind die Quer- Schnittsabmessungen des Oberschenkelknochens und der Markhöhle verschieden. Dies wird durch die zumindest teilweise elastische und/oder plastische Verformbarkeit des Paßsitzstücks optimal ausgeglichen. Mit besonderem Vorteil können die konstruktive Form und/oder das Mate- rial des Paßsitzstückes speziell ausgebildet und/oder ausgewählt sein. Der Fachmann hat die Möglichkeit, die Ausbildung und die Materialauswahl so vorzunehmen, daß bei einer Kompression, insbesondere bei einer zunehmen¬ den des Paßsitzstückes dessen Steifigkeit zunimmt. Nach einer sicheren Einpassung kann dadurch die Aufnahme von Momenten erzeugenden Kräften verbessert werden.
Für extreme Unterschiede des Knochenquerschnittes kön¬ nen unterschiedlich bemessene Implantate bereitgehalten werden. Der Innendurchmesser des Oberschenkelknochens kann beispielsweise zwischen 8 und 18 mm varieren. Um die Lagerhaltung vollständiger Hüftschaft-Implantate zu vereinfachen und eine schnelle Auswahl während der Ope¬ ration zu ermöglichen, können mit Vorteil der kopfsei¬ tige Teil des Schaftes und das Paßsitzstück getrennt hergestellt werden. Die beiden Teile sind in lösbarer Weise miteinander verbindbar. Für den kopfseitigen Teil des Schaftes sind beispielsweise lediglich zwei Ein¬ heitsgrößen erforderlich. Nur das elastisch und/oder plastisch deformierbare Paßsitzstück wird in unter¬ schiedlichen Größen hergestellt und auf Lager gehalten.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der köpfseitige Teil des Schaftes und das Paßsitzstück durch eine Schraub¬ verbindung zu einer baulichen Einheit vereinigt werden. Dieser Zusammenbau der Teile kann während der Operation vor dem Einlassen des Implantates erfolgen.
Der kopfseitige Teil des Schaftes mit Oberflächenpro- filierung kann in an sich bekannter Weise aus Metall, wie beispielsweise Stahl, bestehen. Das Paßsitzstück kann entweder aus Metall oder Kunststoff hergestellt werden. Zur Ausschaltung der Gefahr von Korrosionen oder Spannungsbrüchen an der Verbindungsstelle mit dem metallischen kopfseitigen Teil des Schaftes ist gegen¬ über Metall Kunststoff, insbesondere dem hochdruck¬ festen, niedermolekularen Polyäthylen, der Vorzug zu geben.
Wenn das Paßsitzstück aus Metall hergestellt wird, kann dieses ein Metalizylinder mit zumindest teilweise elastisch deformierbarer Wandung sein. Diese wenigstens teilweise deformierbare Wandung des Metalizylinders kann vom äußeren Rand ausgehend zumindest teilweise geschlitzt sein. Die Anzahl und Breite der Schlitze bestimmt das elastische Verhalten dieses Zylinders. Die Ausbildung kann beispielsweise derart sein, daß die Wandung des Zylinders zumindest in einem Teilbereich aus Zungenabschnitten, die in Umfangsrichtung im Ab¬ stand voneinander angeordnet sein können, besteht.
Die konstruktiven Gestaltungsmerkmale des erfindungs¬ gemäßen Schaft-Verbundimplantats ergeben eine kombi- nierte Gesamtwirkung. Durch den Kragen am Halsteil wird die Körperlast auf den Knochen übertragen und ein Ein¬ sinken der Prothese durch dessen Auflage auf den vom Hüftkopf und -hals befreiten Oberschenkelknochen ver¬ mieden. Durch das untere Paßsitzstück wird gleichzeitig die Aufnahme von Momentbelastungen in sicherer Weise gewährleistet, wobei durch die plastische bzw. elast¬ ische Verformbarkeit des unteren Paßsitzstückes schäd¬ liche Relativbewegungen zwischen Implantat und dem lastabhängig elastisch deformierbaren Knochen vermieden werden. Schließlich wird eine Verdrehung des Implantats sicher ausgeschaltet. Das Implantat läßt sich problem¬ los implantieren, kann nach Einlassung in den Knochen sofort belastet werden, ohne daß das Anwachsen des Knochens an das Implantat gestört wird und ist auch später nicht lockerungsgefährdet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll in der fol¬ genden Beschreibung unter Bezugnahme auf Fig. der Zeichnung erläutert werden.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines in den Oberschenkelknochen eingefügten Hüft¬ schaft-Implantates
und
Fig. 2 eine Schnittansieht genommen längs der Linie II-II der Fig. 1
In Fig. 1 ist mit a der spongiöse, nicht deformierbare und mit b der lastabhängig elastisch deformierbare, kortikale Knochenbereich gekennzeichnet.
Das Hüftschaft-Implantat weist einen ggfs. aufsteckba- ren Kopf 1 auf, der aus Metall oder einem keramischen Material bestehen kann, auf. Der aus Metall bestehende köpfseitige Teil 4 des Schaftes 4> 5 weist einen Hals 2 mit Kragen 3 auf. Der kopfseitige Teil 4 des Schaftes 4, 5 ist in an sich bekannter Weise mit einem Ober lä- chenprofil ausgerüstet. An diesen kopfseitigen Teil 4 des Schaftes 4» 5 ist beim dargestellten Ausführungs¬ beispiel mittels der bei 8 dargestellten Schraubverbin- düng das zumindest teilweise elastisch und/oder pla¬ stisch deformierbare Paßsitzstück 5 angeschraubt. Das dargestellte Paßsitzstück 5 ist ein zylindrischer Bau¬ teil.
Das Paßsitzstück 5 ist im Bereich (Zone b) der nicht spongiösen, runden (kortikalen) Markhöhle angeordnet. Dieses Paßsitzstück 5 weist einen runden Querschnitt auf.
Zur Erzielung einer elastischen Deformierbarkeit zu¬ mindest eines Teiles des Paßsitzstückes 5 sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel vom freien Ende aus sich erstreckende Schlitze 9 im Mantel vorgesehen. Zwischen diesen Schlitzen 9 bleiben elastisch defor¬ mierbare Zungen stehen.
Wie Fig. 2 zeigt, weist der kopfseitige Teil 4 des Schaftes 4- , 5 einen langgestreckten, in diesem Fall rechteckigen Querschnitt auf. Es ist zu erkennen, daß dieser Querschnitt zwei zueinander senkrecht stehende Hauptachsen hat, deren Längen verschieden sind. Diese Ausbildung verhindert sicher eine Verdrehung.

Claims

Hüftschaft-Implantat Patentansprüche
1. Hüftschaft-Implantat für zementloses Implantieren mit einem Kopf, einem Halsteil mit Kragen und einem Schaft mit profilierter Oberfläche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schaft (4> 5) ein Verbundschaft ist, dessen kopfseitiger Teil (4)3 eine profilierte Oberfläche und zwei aufeinander senkrecht stehende Quer- Schnittshauptachsen unterschiedlicher Länge auf¬ weist, und daß dieser Teil (4) mit einem zumindest teilweise elastisch und/oder plastisch deformierba¬ ren Paßsitzstück (5) mit rundem Querschnitt und nicht profilierter Oberfläche verbunden ist.
2. Hüftschaft-Implantat nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Querschnittsfläche des kopfseitigen Teiles (4) des Schaftes (4, 5) oval, elliptisch oder recht¬ eckig ist.
3« Hüftschaft-Implantat nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der köpfseitige Teil (4) und das Paßsitzstück (5) lösbar miteinander verbunden sind.
4. Hüftschaft-Implantat nach einem der Ansprüche 1
3.
dadurch gekennzeichnet, daß
der köpfseitige Teil (4) und das Paßsitzstück (5) miteinander verschraubt sind.
5. Hüftschaft-Implantat nach einem der Ansprüche 1 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die konstruktive Form und/oder das Material des Paßsitzstückes (5) derart ausgebildet und/oder aus¬ gewählt ist/sind, daß bei Kompression desselben dessen Steifigkeit zunimmt.
6. Hüftschaft-Implantat nach einem der Ansprüche 1 - 5.
dadurch gekennzeichnet, daß
das Paßsitzstück (5) aus Kunststoff, insbesondere
Polyäthylen, wie hochdruckfestem niedermolekularem Polyäthylen besteht.
7. Hüftschaft-Implantat nach einem der Ansprüche 1 - 5>
dadurch gekennzeichnet, daß
das Paßsitzstück (5) ein zumindest teilweise elastisch deformierbarer Metallbauteil ist.
8. Hüftschaft-Implantat nach Anspruch 6 oder 7>
dadurch gekennzeichnet, daß
das Pafisitzstück (5) ein Metalizylinder mit zumindest teilweise elastisch deformierbarer Wan¬ dung ist.
9. Hüftschaft-Implantat nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Metalizylinders zumindest teilweise geschlitzt ist.
10. Hüftschaft-Implantat nach Anspruch 9 ,
dadurch gekennzeichnet, daß
in der Wandung des Paßsitzstückes (5) Zungen ausge¬ bildet sind.
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