WO1986001394A1 - Cavite articulaire artificielle de la hanche avec support hydrostatique de la tete - Google Patents

Cavite articulaire artificielle de la hanche avec support hydrostatique de la tete Download PDF

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    • A61F2002/3611—Heads or epiphyseal parts of femur

Definitions

  • the invention relates to an artificial acetabular cup of hollow spherical segment shape.
  • the object of the invention is to create an artificial acetabular cup, the frictional torque of which increases only slightly as the load increases and thus has optimal tribological properties. According to the invention, this is achieved in that the hip joint
  • 20pfanne has a liquid chamber located in the pan base, which is sealed longitudinally by the engaging artificial hip joint head of the prosthesis socket.
  • the liquid chamber is realized by a recess in the spherical pan base, so that the transition zone between the spherical inner surface and the recess forms the elastic sealing edge.
  • the acetabular cup according to the invention can, however, also consist of a hard material, for example of a metal or ceramic, with an elastic insert in the pan bottom which is designed as a liquid chamber with an elastic sealing edge.
  • the insert can also consist of a sealing ring made of elastic material.
  • the liquid chamber is preferably not arranged centrally in the base of the socket, but eccentrically in the actual stress zone of the hip joint head rests.
  • the diameter of the liquid chamber, or the latitudinal sealing zone formed by it, depends on the other parameters of the artificial hip joint, but advantageously has an opening angle of 10-120, preferably 30-90 °, as seen from the center of the hollow sphere.
  • Fig.l an embodiment of the new hip joint in a section through the pelvic bone
  • FIG. 2 shows a section in an enlarged representation of an embodiment of the new acetabular cup made of an elastic material
  • FIG 3 shows a section in an enlarged representation of an embodiment of the new acetabular cup made of a rigid material.
  • the acetabular cup 1 which can consist of a conventional implant material, has a hollow spherical segment shape and has a liquid chamber 3 located in the cup bottom 2. As can be seen from FIG. 1, this liquid chamber 3 becomes latitudinal or longitudinal through the engaging artificial hip joint head 4 of the prosthetic socket sealed a zone of the spherical inner surface 6.
  • FIG. 2 shows an embodiment of the acetabular cup 1 made of an elastic plastic material, for example made of polyethylene (HDPE), in which the edge of the liquid chamber 3 or the transition zone between the spherical inner surface 6 and the liquid chamber 3 is designed as an elastic sealing edge 5 is.
  • HDPE polyethylene
  • FIG. 3 shows an embodiment of the acetabular cup 1 made of a rigid material, for example made of alumina ceramic.
  • the liquid chamber 3 is sealed here by means of an elastic insert 7 in the rigid pan base 2.
  • the elastic insert 7 shown in FIG. 3 is simultaneously designed as a lining for the liquid chamber 3. For the desired sealing effect, however, it is sufficient to design the elastic insert 7 as a sealing ring.
  • the liquid chamber 3 is arranged eccentrically in the pan base 2 in the actual stress zone of the hip joint head supports in order to obtain an optimal distribution of forces and sealing.
  • the diameter of the liquid chamber 3 depends on the respective design and the size of the artificial acetabular cup and is defined in the illustration in FIGS. 2 and 3 by an opening angle ex of 60 seen from the hollow sphere center 8.

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Description

Künstliche Hüftgelenkpfanne mit hydrostatischer Kopflagerung
Die Erfindung betrifft eine künstliche Hüftgelenkpfanne hohl- kugelsegmentf rmiger Gestalt.
5 Die bisher bekannten künstlichen Hüftgelenkpfannen, welche zum überwiegenden Teil aus HDPE (High Density Polyethyle'ne) ge¬ fertigt werden, zeigen bei zunehmender Belastung ein lineares Anwachsen des Reibungsmomentes zwischen Pfanne und Hüftgelenk¬ kopf. Da bei normalem Gang eines künstlichen Hüftgelenkträgers lOSpitzenbelastungen bis zum sieben-bis achtfachen des Körperge¬ wichtes auftreten können treten bei konventionellen Pfannen erheb liche Reibungsmomente auf, welche zu einem übermässigen Verschleiss und Lockerung der Polyäthylenpfanne führen können.
15Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine künstliche Hüftge¬ lenkpfanne zu schaffen, deren Reibungsmoment auch bei zunehmen¬ der Belastung nur geringfügig zunimmt und damit optimale tribo- logische Eigenschaften besitzt. Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Hüftgelenk-
20pfanne eine im Pfannenboden gelegene Flüssigkeitskammer aufweist, welche durch den eingreifenden künstlichen Hüftgelenkkopf des Prothesenschaftes latitudinal abgedichtet ist.
Dank dieser neuen Bauweise der erfindungsgemässen Hüftgelenkpfanne 25ergibt sich eine hydrostatische Lagerung des Hüftgelenkkopfes auf der mit Synovialflüssigkeit gefüllten und vom Gelenkkopf durch Deformation der elastischen Dichtungskante abgedichteten Flüssigkeitskammer. Mit zunehmender Belastung nimmt das Reibungs¬ moment nur geringfügig zu und strebt einem konstanten Wert zu, 30der bedeutend niedriger ist als bei konventionellen Hüftgelenk¬ pfannen .
Bei einer aus einem elastischen Material bestehenden erfindungs¬ gemässen Hüftpfanne wird die Flüssigkeitskammer durch eine Ver¬ tiefung im sphärischen Pfannenboden realisiert, so dass die l' ber- 35 angszone zwischen sphärischer Innenfläche und Vertiefung die elastische Dichtungskante bildet. Die erfindungsgemässe Hüftgelenkpfanne kann aber auch aus einem harten Material, beispielsweise aus einem Metall oder Keramik bestehen mit einem elastischen Einsatz im Pfannen¬ boden der als Flüssigkeitskammer mit einer elastischen Dich- tungskante ausgebildet ist.
Der Einsatz kann auch aus einem Dichtungsring aus elastischem Material bestehen.
Vorzugsweise wird die Flüssigkeitskammer nicht zentrisch im Pfannenboden angeordnet, sondern exzentrisch in der tatsäch- liehen Beanspruchungszone der Hüftgelenkkopfaufläge .
Der Durchmesser der Flüssigkeitskammer, bzw. der von ihr ge¬ bildeten latitudinalen Abdichtungszone hängt von den übrigen Parametern des künstlichen Hüftgelenkes ab, weist aber vor¬ teilhafterweise einen vom Hohlkugelzentrum aus gesehenen Oeffnungswinkel von 10 -120 , vorzugsweise von 30 -90°,auf.
Die vorauf erwähnten Ausgestaltungen der Erfindung sind nebst praktischen Ausbildungsformen davon nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig.l: eine Ausführungsform der neuen Hüftgelenkpfanπe in einem Schnitt durch den Beckenknochen;
Fig.2: Einen Schnitt in vergrösserter Darstellungswe se einer Ausführungsform der neuen Hüftgelenkpfanne aus einem elastischen Material;
Fig.3: einen Schnitt in vergrösserter Darstellungsweise einer Ausführungsform der neuen Hüftgelenkpfanne aus einem starren M »aterial.
Die Hüftgelenkpfanne 1, welche aus einem üblichen Implantat¬ werkstoff bestehen kann weist eine hohlkugelsegmentförmige Gestalt auf und besitzt eine im Pfannenboden 2 gelegene Flüssigkeitskammer 3. Wie aus Figur 1 ersichtlich wird diese Flüssigkeitskammer 3 durch den eingreifenden künstlichen Hüftgelenkkopf 4 des Prothesenschaftes latitudinal, bzw. längs einer Zone der sphärischen Innenfläche 6 abgedichtet. Figur 2 zeigt eine Ausführungsform der Hüftgelenkpfanne 1 aus einem elastischen Kunststoffmaterial , beispielsweise aus Polyäthylen (HDPE), bei welcher der Rand der Flüssigkeits¬ kammer 3, bzw.die Uebergangszone zwischen sphärischer Innen- fläche 6 und Flüssigkeitskammer 3 als elastische Dichtungs¬ kante 5 ausgebildet ist. Bei Belastung des künstlichen Hüft¬ gelenkes deformiert sich die elastische Dichtungskante 5 zu einer entsprechenden Kugelzone, welche die mit Synovial- flüssigkeit gefüllte Flüssigkeitskammer 3 abdichtet.
In Figur 3 ist eine Ausführungsform der Hüftgelenkpfanne 1 aus einem starren Material, beispielsweise aus Aluminiumoxid¬ keramik, dargestellt. Die Abdichtung der Flüssigkeitskammer 3 erfolgt hier mittels eines elastischen Einsatzes 7 im starren Pfannenboden 2. Der in Figur 3 dargestellte elastische Ein¬ satz 7 ist gleichzeitig als Auskleidung der Flüssigkeitskam¬ mer 3 ausgebildet. Es genügt jedoch für den angestrebten Ab¬ dichtungseffekt, den elastischen Einsatz 7 als Dichtungsring auszubilden.
In der Darstellung der Figur 1 ist die Flüssigkeitskammer 3 exzentrisch im Pfannenboden 2 in der tatsächlichen Bean¬ spruchungszone der Hüftgelenkkopfaufläge angeordnet um eine optimale Kräfteverteilung und Abdichtung zu erhalten. Der Durchmesser der Flüssigkeitskammer 3 hängt vom jeweili¬ gen Design und der Grosse der künstlichen Hüftgelenkpfanne ab und ist in der Darstellung der Figuren 2 und 3 durch einen vom Hohlkugelzentrum 8 aus gesehenen Oeffnungswinkel ex von 60 definiert.

Claims

Patentansprüche
1. Künstliche Hüftgelenkpfanne (1) hohlkugelsegmentförmiger Gestalt, gekennzeichnet durch eine im Pfannenboden (2) gele¬ gene Flüssigkeitskammer (3), welche durch den eingreifenden künstlichen Hüftgelenkkopf (4) des Prothesenschaftes latitu- dinal abgedichtet ist.
2. Künstliche Hüftgelenkpfanne gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pfanne (1) aus einem elastischen Material besteht und dass die Abdichtung durch elastische Deformation der latitudinal sich erstreckenden Dichtungs- kante (5) erfolgt, welche durch die Uebergangszone zwischen sphärischer Innenfläche (6) der Pfanne (1) und Flüssigkeits¬ kammer (2) gebildet wird. r
3. Künstliche Hüftgelenkpfanne gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pfanne (1) aus einem im wesentlich- en starren Material besteht mit einem im Pfannenboden (2) eingelassenen elastischen Einsatz (7) der als Flüssigkeits¬ kammer (3) ausgebildet ist.
4. Künstliche Hüftgelenkpfanne gemäss Anspruch 1, gekennzeich¬ net durch einen latitudinalen Dichtungsring aus elastischem Material.
5. Künstliche Hüftgelenkpfanne gemäss einem der Ansprüche
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitskammer (3) in der Beanspruchungszone der Hüftgelenkkopfaufläge liegt.
6. Künstliche Hüftgelenkpfanne gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , dass der Durchmesser der latitudinalen Abdichtungszone (5) vom Hohlkugelzentrum (8) aus einen Oeffnungswinkel von 10°-120°, vorzugsweise von 30°-90° aufweist.
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